Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ повышения иммунитета и продуктивности гороха

Классы МПК:A01C1/06 покрытие или обработка поверхности семян и их протравливание 
A01C1/08 иммунизация посевных семян 
A01N59/06 алюминий; кальций; магний; их соединения
Автор(ы):, , , , , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО Орел ГАУ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2010-06-10
публикация патента:

Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству. Техническим результатом изобретения является повышение иммунитета к корневым гнилям, вызываемым грибом Fusarium oxsysporum, и продуктивности гороха. Способ повышения иммунитета и продуктивности гороха заключается в том, что семена обрабатывают солями металлов. В качестве солей металлов используют соли магния (MgSO4 или MgCl4) в концентрации 0,0001%, которыми обрабатывают семена перед посевом в течение 2-х часов. 9 табл.

Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству и может быть использовано при выращивании гороха для повышения иммунитета к корневым гнилям, вызываемым грибом Fusarium oxsysporum, и повышения продуктивности гороха.

Важную роль в формировании иммунитета у растений играют ферменты, например пероксидаза, которая является одним из составляющих антиоксидантной системы растений.

Пероксидаза является одной из важнейших каталитических систем среди биохимических факторов защиты растений от патогенных организмов, активно участвующей в саморегуляции метаболизма при заражении. Устойчивость растений к инфицированию их тканей обусловлена способностью этого фермента к активации в процессе патогенеза (Акимова Г.П., Соколова М.Г., Нечаева Л.В. Изменение активности и каталитических свойств пероксидазы корней гороха на начальных этапах инфицирования Rhizobium leguminosarum // Агрохимия. - 2004. - № 1. С.86-90) [1].

Активация пероксидазы в ответ на стрессы является одним из ключевых процессов формирования и развития защитных реакций в растительных клетках. Активность этого фермента в растении повышается при инфицировании фитопатогенами, обработке биологически активными препаратами, при ранении, при изменении температурного режима. Высказываются предположения, что пероксидаза может участвовать в регуляции уровня и активности эндогенных и экзогенных сигнальных молекул в растении, например, через механизмы синтеза и деградации некоторых фитогормонов, перекисных соединений и соединений фенольной природы (Максимов И.В., Черепанова Б.А., Сурина О.Б. Влияние салициловой кислоты на активность пероксидазы в совместных культурах каллусов пшеницы с возбудителем твердой головни Tilletia caries // Физиология растений. - 2004. - Том 51. - № 4. - С.534-540) [2].

Известно также влияние солей металлов на уровень активности пероксидазной системы корней гороха. Измерение активности пероксидазы проводилось методом люминал-зависимой хемилюминесценции (Муштакова В.М., Фомина В.А., Роговин В.В. Стимуляция пероксидазозависимого механизма неспецифического иммунитета животных и растений. Труды научной конференции Института химической физики им. Н.Н.Семенова РАН, Апрель, 1998, с.22) [3].

Недостатком известных способов повышения иммунитета является то, что они не дают усиления иммунитета и повышения продуктивности гороха, инфицированных возбудителем корневых гнилей Fusarium oxsysporum.

Задачей изобретения является, повышение иммунитета к Fusarium oxsysporum и продуктивности гороха.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в известном способе для усиления иммунитета и повышения продуктивности гороха семена обрабатывают солями металлов, согласно изобретению в качестве солей металлов используют соли магния (MgSO4 или MgCl2) в концентрации 0,0001%, которыми обрабатывают семена перед посевом в течение 2-х часов.

MgSO 4 - Магний сернокислый (магния сульфат) и MgCl2 - (магния хлорид) - представляет собой сыпучий порошок, состоящий из бесцветных кристаллов, а в зависимости от марки имеющий цвет белый или светлосерый. Это - соли, растворимые в воде, пожаро- и взрывобезопасны.

Роль магния для растения заключается в том, что он входит в состав хлорофилла, вещества, определяющего зеленый цвет растения. Хлорофилл жизненно важен для растений, поскольку он отвечает за поглощение энергии Солнца и превращение ее в химическую энергию, необходимую для жизнедеятельности.

Испытания проводили на 4-х сортах гороха Pisum sativum, различающихся устойчивостью к Fusarium oxsysporum: устойчивых - сорт Т-206, сорт Din Dalle и восприимчивых: - сорт Смарагд, сорт 130-04 к Fusarium oxsysporum.

Варианты исследований:

- здоровые семена гороха,

- здоровые семена, инфицированные Fusarium oxsysporum;

- здоровые семена, инфицированные Fusarium oxsysporum и обработанные Mg 0,001%;

- Здоровые семена инфицированные Fusarium oxsysporum и обработанные Mg 0,0001%;

Обработку солями магния проводили перед проращиванием в течение двух часов.

Показания активности фермента пероксидазы измеряли в течение первых 10 дней проращивания, начиная со 2-го дня.

Пример 1

На устойчивом сорте гороха Т-206 исследована активность фермента пероксидазы по всем вариантам исследования на протяжении 10 суток прорастания, начиная со 2-го дня. Выявлено повышение активности фермента в здоровых семенах со 124 до 950 у.е. В здоровых семенах, инфицированных Fusarium oxsysporum, обнаружено снижение активности фермента со 136 до 38 у.е. В здоровых, семенах инфицированных Fusarium oxsysporum и обработанных Mg 0,001% и Mg 0,0001%, наблюдается повышение активности со 154-155 до 686-720 у.е. за первые четверо суток эксперимента. Затем активность падает до 170-179 у.е. и, начиная с восьмого дня, значительно повышается до 1067-1011 у.е. соответственно (Табл.1).

Таблица 1
Активность пероксидазы (в у.е) проростках устойчивого сорта гороха Т-206
Сутки проращивания2 4 57 810
Здоровые семена 124 711525 146349 950
Здоровые семена, инфицированные Fusarium oxsysporum 136100 9875 4038
Здоровые семена, инфицированные Fusarium oxsysporum и обработанные Mg 0,001%; 154686 480170 3701067
Здоровые семена, инфицированные Fusarium oxsysporum и обработанные Mg 0,0001%; 155 720498 179380 1011

Таким образом, на примере устойчивого сорта гороха T-206 показано повышение активности фермента пероксидазы в инфицированных Fusarium oxsysporum семенах при дополнительной обработке магнием.

Для достижения достоверности эксперимента исследования проводили на другом устойчивом сорте гороха Din Dalle. Активность фермента в здоровых семенах исследуемого сорта повышается со 159 до 302 у.е. В здоровых семенах, инфицированных Fusarium oxsysporum, активность фермента снижается со 131 до 40 у.е. В здоровых семенах, инфицированных Fusarium oxsysporum и обработанных Mg 0,001% и Mg 0,0001% наблюдается аналогичное с предыдущим устойчивым сортом гороха повышение активности до 1129-1011 у.е. на четвертый день эксперимента и последующее снижение к восьмому дню до 167-189 у.е. Затем активность на десятый день повышается до 325-358 у.е. соответственно (Табл.2).

Таблица 2
Активность пероксидазы (в у.е) проростках устойчивого сорта гороха Din Dalle
Сутки проращивания 24 57 810
Здоровые семена 159 1011750 505166 302
Здоровые семена, инфицированные Fusarium oxsysporum 13198 9477 4440
Здоровые семена, инфицированные Fusarium oxsysporum и обработанные Mg 0,001%; 1611129 980585 167325
Здоровые семена, инфицированные Fusarium oxsysporum и обработанные Mg 0,0001%; 170 1011960 552189 358

Таким образом, полученные данные на двух устойчивых сортах гороха Т-206 и Din Dalle показывают положительное влияние магния в разных концентрациях на повышение активности фермента пероксидаза в сравнении с вариантом без дополнительной обработки магнием.

Эксперимент проводили также на восприимчивом сорте гороха Смарагд. Активность фермента в здоровых семенах, исследуемого сорта повышается со 169 до 215 у.е. (Табл.3).

Таблица 3
Активность пероксидазы (в у.е) проростках восприимчивого сорта гороха Смарагд.
Сутки проращивания 24 57 810
Здоровые семена 169 173181 197204 215
Здоровые семена, инфицированные Fusarium oxsysporum 15698 9588 3632
Здоровые семена, инфицированные Fusarium oxsysporum и обработанные Mg 0,001%; 126130 181202 218285
Здоровые семена, инфицированные Fusarium oxsysporum и обработанные Mg 0,0001%; 136 129160 235256 295

В здоровых семенах инфицированных Fusarium oxsysporum, активность фермента снижается со 156 до 32 у.е. В здоровых семенах, инфицированных Fusarium oxsysporum и обработанных Mg 0,001% и Mg 0,0001%, наблюдается повышение активности с 126-136 до 285-295 у.е. со второго дня эксперимента по десятый соответственно).

Таким образом, так же как и на устойчивых, так и на восприимчивом сорте гороха Смарагд активность фермента повышается под влиянием магния, в то время как без дополнительной обработки магнием активность пероксидазы снижается.

Другой восприимчивый сорт гороха, на котором проводили испытания - 130-04. Активность фермента в здоровых семенах исследуемого сорта повышается со 125 до 212 у.е. В здоровых семенах, инфицированных Fusarium oxsysporum, активность фермента снижается со 146 до 36 у.е. В здоровых семенах, инфицированных Fusarium oxsysporum и обработанных Mg 0,001% и Mg 0,0001%, наблюдается повышение активности с 128-131 до 286-204 у.е. со второго дня эксперимента по десятый соответственно (Табл.4).

Таблица 4
Активность пероксидазы (в у.е) проростках восприимчивого сорта гороха 130-04
Сутки проращивания 24 57 810
Здоровые семена 125 125169 176196 212
Здоровые семена, инфицированные Fusarium oxsysporum 146105 9990 4636
Здоровые семена, инфицированные Fusarium oxsysporum и обработанные Mg 0,001%; 128128 197213 249286
Здоровые семена, инфицированные Fusarium oxsysporum и обработанные Mg 0,0001% 131 131176 186197 204

Таким образом, на двух восприимчивых сортах гороха получена идентичная картина повышения активности фермента при обработке магнием и снижения активности без обработки.

Лабораторные исследования показали, что применение солей магния имеет биологический эффект, т.е повышение активности фермента на устойчивых и восприимчивых сортах гороха на фоне заражения Fusarium oxsysporum и обработки солями магния указывает на повышение иммунитета у больных растений. Наиболее оптимальным вариантом является применение солей магния в концентрации 0,0001%.

Полевые исследования (Табл.5) показали положительное влияние предпосевной обработки семян гороха солями магния в течение 2-х часов на повышение продуктивности среднеустойчивого сорта Орпела.

Таблица 5
Влияние солей магния на продуктивность гороха сорта Орпела
Варианты Длина стебля, см Всего бобов на 1 растение, шт.Число семян с 1 растения, шт. Вес семян с 1 растения, г Степень развития корневых гнилей, %
Контроль без обработки 41,54,1 19,73,31 30,0
Здоровые семена, обработанные Mg 0,0001% 48,16,6 32,4,5,45 10,1

Под влиянием предпосевной обработки семян гороха среднеустойчивого сорта Орпела солями магния в концентрации 0,0001% увеличивается длина стебля на 7 см, число бобов возрастает от 4,1 - у контроля до 6,6 - у обработанных. Число семян с 1-го растения увеличивается от 19,7 - у контроля, до 32,4 шт. - у обработанных магнием. Вес семян у контрольных растений составил 3,31 г, а у опытных растений - 5,45 г. Степень развития корневых гнилей в опытном варианте снизилась на 20%.

Исследования на сорте гороха Фараон показали, что предпосевная обработка семян солями магния влияет на развитие корневой системы и вегетативной части растений гороха. Действие магния на семена позволяет снизить пораженность корневой системы растений корневыми гнилями до 10% и уменьшить степень развития болезни до 15% (Табл.6).

Таблица 6
Влияние солей магния на развитие корневых гнилей на сорте гороха Фараон.
Варианты опыта Пораженность растений корневыми гнилями, % Снижение к контролю, % Развитие корневых гнилей, % Снижение к контролю, %
Контроль без обработки 65,0- 41,3-
Здоровые семена, обработанные Mg 0,0001% 55,010,0 36,35,0

Предпосевная обработка семян магнием влияет на развитие корневой и вегетативной части растений гороха. Зеленая масса растений гороха, обработанных солями магния, превышает контроль на 49,5 г или на 21,5% (Табл.7).

Таблица 7
Влияние солей магния на вегетативную массу растений на сорте гороха Фараон.
Варианты опытаЗеленая масса растений, г Прибавка к контролю, г Масса корней, г Прибавка к контролю, г
Контроль без обработки 230,0- 9,5-
Здоровые семена, обработанные Mg 0,0001%279,5 49,5 10,00,5

В результате обработки повышается также полевая всхожесть до 5% и происходит увеличение урожайности до на 0,14 т/га или 3,7%. Прибавка в урожае гороха составила к контролю 6,20 т/га или до 5,3% (Табл.8).

Таблица 8
Влияние солей магния на всхожесть и урожайность гороха сорта Фараон.
Варианты опыта Полевая всхожесть, % Урожайность, т/га Прибавка к контролю
т/га%
Контроль без обработки 86 3,78- -
Здоровые семена, обработанные Mg 0,0001% 913,92 0,143,7

Таблица 9
Влияние солей магния на продуктивность гороха сорта Фараон.
Варианты опыта Длина стебля, см Количество бобов на одном растении, шт Количество семян с одного растения, шт Масса семян, гМасса 1000 семян, г
Контроль без обработки 976,4 24,35,6 240,2
Здоровые семена, обработанные Mg 0,0001% 997,0 27,25,8 241,8

От действия солей магния на семена отмечено повышение количества бобов (в среднем с одного растения) на 9,4 20,3%, количества семян с одного растения от 11,9 до 24,2% и массы семян на 3,4-14,3% (Табл.9).

Таким образом, проведенные лабораторные и полевые исследования показали, что повышение иммунитета и продуктивности растений гороха происходит при обработке их солями магния.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ повышения иммунитета и продуктивности семян гороха, заключающийся в том, что семена гороха перед посевом обрабатывают солями металлов, отличающийся тем, что в качестве солей металлов используют соли магния (MgSO4 или MgCl2 ) в концентрации 0,0001% в течение двух часов.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2442305

patent-2442305.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс A01C1/06 покрытие или обработка поверхности семян и их протравливание 

Патенты РФ в классе A01C1/06:
капсула для семени -  патент 2528450 (20.09.2014)
капсула для хранения и высева семян -  патент 2526272 (20.08.2014)
композиции и способы для обработки семян -  патент 2517857 (10.06.2014)
способ повышения устойчивости растений рапса к хлоридному засолению -  патент 2515726 (20.05.2014)
штамм bacillus thuringiensis var. darmstadiensis n 25 в качестве средства комплексного воздействия на вредных жесткокрылых насекомых и фитопатогенные грибы -  патент 2514023 (27.04.2014)
способ обеззараживания зерна и продуктов его переработки -  патент 2501203 (20.12.2013)
способ обеззараживания зерна -  патент 2501201 (20.12.2013)
способ выращивания сахарной свеклы с применением гидрогеля при дражировании семян в условиях сухостепной зоны республики калмыкия -  патент 2498557 (20.11.2013)
агрегат для нанесения покрытий на зернистый материал -  патент 2497337 (10.11.2013)
способ повышения селена в чесноке горной зоны -  патент 2494593 (10.10.2013)

Класс A01C1/08 иммунизация посевных семян 

Патенты РФ в классе A01C1/08:
способ повышения продуктивности и устойчивости растений к фитопатогенам -  патент 2515635 (20.05.2014)
способ предпосевной обработки пасленовых культур -  патент 2503162 (10.01.2014)
способ стимулирования роста и развития овощных культур -  патент 2480977 (10.05.2013)
способ предпосевной обработки семян нута -  патент 2477942 (27.03.2013)
способ повышения посевных качеств семян и устойчивости всходов к болезням -  патент 2476052 (27.02.2013)
способ стимуляции всхожести семян -  патент 2472332 (20.01.2013)
устройство для протравливания семян -  патент 2464760 (27.10.2012)
средство для предпосевной обработки семян гороха -  патент 2463759 (20.10.2012)
средство для обработки почв или семян, включающее соединения хинолина или их соли в качестве активного ингредиента, или способ борьбы с заболеваниями растений при помощи этого средства -  патент 2443110 (27.02.2012)
способ повышения продуктивности и устойчивости растений к болезням -  патент 2438283 (10.01.2012)

Класс A01N59/06 алюминий; кальций; магний; их соединения

Патенты РФ в классе A01N59/06:
способ консервации водных препаратов минеральных веществ, консервированные водные препараты минеральных веществ и применение консервирующих соединений в водных препаратах минеральных веществ -  патент 2529816 (27.09.2014)
использование жидкой минеральной композиции для улучшения адаптивной реакции растений на изменение условий окружающей среды -  патент 2519233 (10.06.2014)
способ бактериальной стабилизации водного грунтового природного карбоната кальция и/или осажденного карбоната кальция, и/или доломита, и/или минеральных композиций, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция -  патент 2515380 (10.05.2014)
активатор корнеобразования и роста растений на основе хитозана и янтарной кислоты "амулет" -  патент 2484629 (20.06.2013)
стимулятор роста и развития растений -  патент 2480990 (10.05.2013)
средство для предпосевной обработки семян гороха -  патент 2469538 (20.12.2012)
средство для вегетационной обработки растений подсолнечника -  патент 2468583 (10.12.2012)
средство для вегетационной обработки растений подсолнечника -  патент 2468581 (10.12.2012)
полимеры, содержащие наногель соли металла -  патент 2453363 (20.06.2012)
биоцидная композиция и полимерные композиции, композиционные материалы и ламинаты, содержащие их -  патент 2436305 (20.12.2011)

Наверх