стимулятор прорастания, роста и развития древесных растений и способ стимуляции прорастания, роста и развития древесных растений

Формула изобретения

1. Стимулятор прорастания, роста и развития древесных растений, представляющий собой полигексаметиленгуанидин-гидрохлорид молекулярной массы от 5 до 9 тыс. усл. ед. общей формулы

2. Способ стимуляции прорастания, роста и развития древесных растений, преимущественно дуба и сосны, включающий предпосевную обработку семян древесных растений путем их замачивания в водном растворе биологически активного вещества с последующим просушиванием, отличающийся тем, что замачивание семян проводят в течение 18-24 ч в водном растворе полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида с молекулярной массой 5-9 тыс. усл. ед. и концентрацией действующего вещества 0,0001-0,5%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области лесного хозяйства, а именно к способам стимулирования прорастания семян и роста древесных растений, и может быть использовано для предпосевной обработки семян древесных культур при их выращивании в лесных питомниках, лесничествах и приусадебных хозяйствах.

Известное химическое соединение - полигексаметиленгуанидин-гидрохлорид (ПГМГ НСl) - общей формулы

,

с молекулярной массой 4-10 тыс. усл. ед. ранее использовалось в составе дезинфектантов, поверхностно-активных веществ, протравливателей семян (Сафонов Г.А., Гембицкий П.А., Калинина Т.А. и др. Получение полигексаметиленгуанидинов // Химическая промышленность. 1989. - № 12. - С.903-905; Потемкин А.С. Эффективность новых средств для дезинфекции при персиниозах и сальмонеллезах // Сб. тр. МоНИКИ. - М. - 1990. - С.57-59).

Отмечено применение полигексаметиленгуанидиновых соединений с молекулярной массой от 5 до 50 тыс. усл. ед. в качестве антисептиков для защиты растений, птицы, животных от патогенной микрофлоры, вызывающей различные заболевания (Патент РФ № 2136155 от 21.05.98 г., кл. А01N 47/44).

Однако применение полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида в качестве стимулятора прорастания, роста и развития древесных растений для предпосевной обработки их семян не было известно ранее.

В основу изобретения на применение поставлена задача расширения ассортимента биологически активных веществ - эффективных стимуляторов прорастания семян и роста древесных растений, повышение эффективности стимулирования прорастания семян, ускорения роста древесных культур на ранних этапах онтогенеза, выживаемости и получения проростков и сеянцев древесных растений в лесных питомниках и лесничествах для возобновления и пополнения молодняка древесных растений в лесах стран СНГ.

Поставленная задача решается тем, что впервые в качестве стимулятора прорастания, роста и развития древесных растений применено известное химическое соединение - полигексаметиленгуанидин-гидрохлорид - общей формулы

,

соответствующее молекулярной массе от 5 до 9 тыс. усл. ед.

Использование заявленного изобретения на применение позволяет повысить прорастаемость семян древесных растений, их выживаемость, устойчивость к заболеваниям, ускорить рост их сеянцев на ранних этапах развития и в целом повысить эффективность лесного воспроизводства, что подтверждается представленными ниже примерами 1-3 и полученными результатами, приведенными в таблицах 1-4.

Известен способ стимулирования прорастания семян хвойных пород деревьев, включающий обработку семян раствором сульфатного черного щелока путем замачивания (А.с. СССР № 676252, кл. А01N 61/00, 1977). К недостаткам этого способа относятся большая трудоемкость операций обработки семян и дороговизна процесса.

Также известен способ предпосевной обработки семян сосны, ели, лиственницы для увеличения их прорастания и всхожести путем выдерживания их под снегом в течение 1-2 месяцев (А.с. СССР № 1417811, кл. А01С 1/00, 1986), к недостаткам которого можно отнести большую длительность периода предпосевной обработки семян (несколько месяцев) и который хотя и приводит к увеличению всхожести семян, но не способствует ускорению роста растений. Для устранения указанного недостатка предлагалось использование фиторегулятора - хлормеквата при опрыскивании проростков сосны для повышения их устойчивости, предотвращения полегания и ускорения роста, что мало применимо в настоящее время в практическом лесоводстве из-за дороговизны и токсичности препарата (Шевелуха B.C., Блиновский И.К. Состояние и перспективы исследований и применения фиторегуляторов в растениеводстве // Регуляторы роста растений / под ред. Шевелухи B.C., М.: Агропромиздат, 1990. С.6-35).

Все эти методы почти не применяются на практике из-за дороговизны, достаточно большого расхода препаратов и сравнительно высоких их концентраций при обработке растений по зеленой массе.

Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является способ обработки семян древесных культур (клен, береза, дуб, сосна и др.) перед посевом для стимулирования прорастания семян, повышения их всхожести и ускорения роста путем замачивания семян в водном растворе полиэтиленгликоля с молекулярной массой 6 тыс. усл. ед. на несколько суток (Николаева М.Г. и др. Справочник по проращиванию покоящихся семян. Л.: Наука, 1985. С.32-39).

К недостаткам выбранного прототипа следует отнести большую трудоемкость операций предпосевной обработки семян, выдержку для стратификации семян в несколько месяцев, дороговизну процесса обработки, а также невысокие показатели стимуляции прорастания и всхожести семян древесных растений.

В основу заявляемого изобретения на способ поставлена задача расширения ассортимента биологически активных веществ - стимуляторов прорастания, роста и развития древесных растений, - снижения трудоемкости процесса предпосевной обработки семян, повышения их всхожести (прорастания), ускорения роста и развития древесных культур, а также снижение или ликвидация периода стратификации семян.

Поставленная задача решается тем, что в способе стимуляции прорастания, роста и развития древесных растений, преимущественно дуба и сосны, включающем предпосевную обработку семян древесных растений путем их замачивания с последующим просушиванием, операцию замачивания семян проводят в течение 18-24 ч в водном растворе полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида с молекулярной массой 5-9 тыс. усл. ед. и концентрацией действующего вещества 0,0001-0,5%.

Сущность заявляемых изобретений на применение и способ стимуляции прорастания, роста и развития древесных растений поясняется примерами 1-3. В таблицах 1-4 приведены средние данные 20-100 определений, повторность модельных и природных опытов - 4-кратная. В модельных экспериментах проростки древесных культур выращивали в песке на водной среде при комнатной температуре (t=20-22°C). Определение всхожести и прорастания семян, длины ростков и площади поверхности листовой пластинки проростков древесных растений проводили по стандартным методикам (Бессонова В.П. Практикум з фiзioлогii рослин. Днiпропетровськ.: РВВ ДДАУ, 2006 - 316 с.). Проведена статистическая обработка полученных экспериментальных данных по стандартным методам (Рокицкий П.Ф. Биологическая статистика. Минск: Вышейша школа, 1973. - 318 с.). Отклонения от средних для каждого статистического ряда не превышали 5% от средних величин.

Пример 1. Изучено влияние предпосевной обработки семян дуба черешчатого и сосны обыкновенной путем замачивания в течение 18-24 ч водными растворами (р-р) ПГМГ НСl (полигуанидин) с молекулярной массой от 5 до 9 тыс. усл. ед. и с концентрацией 0,0001-0,5% на показатели прорастания семян, а также на рост и развитие проростков древесных культур на ранних этапах онтогенеза (18-83 сутки) на чистом фоне в модельных экспериментах. Определено повышение прорастания семян дуба черешчатого в 1,6-4,6 раза (табл. 1), а семян сосны обыкновенной - в 1,5-2,5 раза (табл. 2). Выявлена стимуляция ростовых показателей проростков дуба черешчатого в 1,7-3,1 раза, а сосны обыкновенной - в 1,2-1,8 раза у опытных вариантов с использованием предпосевной обработки семян растворами ПГМГ НСl по сравнению с контролем (к.) из необработанных семян. Обнаруженная стимуляция прорастания и увеличение морфометрических показателей проростков древесных растений после предпосевной обработки семян растворами полигуанидина значительно превышают показатели прототипа. Оптимальными для обработки семян изученных древесных растений являются концентрации ПГМГ НСl в диапазоне 0,0001-0,5%.

Пример 2. Определено влияние предпосевной обработки семян дуба черешчатого водными растворами ПГМГ НСl на всхожесть и прорастание семян в природных условиях смешанного леса в Александровском лесничестве Кировоградской области в 2005-2006 г. Выявлена стимуляция прорастания семян дуба черешчатого на 45-75 сутки без предварительной стратификации семян в 4,5-5,6 раза в 2005 г. и в 3,0-5,7 раза в 2006 г. при использовании предпосевной обработки семян раствором полигуанидина (табл. 3), что превышает показатели прототипа, где всегда используют стратификацию семян в течение нескольких месяцев.

Пример 3. Изучено влияние предпосевной обработки семян древесной культуры дуба черешчатого водными растворами ПГМГ НСl на среднюю длину побегов, общее число листьев и общую площадь листовой поверхности проростков дуба черешчатого на 72-80 сутки в модельных экспериментах. Определено увеличение средней длины побегов на 11-45%, общего числа листьев в 3,7-4,2 раза, общей площади листовой поверхности в 3,1-3,9 раза у проростков опытных вариантов, выросших с использованием предпосевной обработки семян препаратом ПГМГ НСl по сравнению с контролем, без предпосевной обработки семян (табл. 4). Обнаруженная стимуляция роста побегов дуба черешчатого и интенсификация его развития уже на ранних этапах онтогенеза с применением предпосевной обработки семян растворами полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида значительно превышает показатели прототипа, где достигается только сокращение времени стратификации семян.

Выявленные эффекты ускорения прорастания семян дуба черешчатого и сосны обыкновенной, а также интенсификация роста сеянцев древесных растений при использовании предпосевной обработки семян водными растворами полигуанидина как в модельных экспериментах, так и в природных условиях подтверждают положительное влияние предпосевной обработки семян древесных культур предлагаемым способом, особенно в условиях неблагоприятного лесоразведения и истощения лесных зон стран СНГ в настоящее время.

Использование заявляемых изобретений на практике позволит стимулировать всхожесть, прорастание, рост и развитие древесных культур, особенно дуба черешчатого и сосны обыкновенной, а также приведет к повышению эффективности лесного производства в области лесоразведения.

Таблица 1
Влияние предпосевной обработки семян дуба черешчатого растворами полигуанидина на прорастание и морфометрические показатели проростков дуба в модельных экспериментах
Наименование образца, вид обработки	42 сутки	62 сутки	83 сутки
Прорастание	L ростков	Прорастание	L ростков	Прорастание	L ростков
%	% от к.	мм	% от к.	%	% от к.	мм	% от к.	%	% от к.	мм	% от к.
Дуб черешчатый
контроль	3	100	31	100	10	100	47	100	15	100	98	100
0,5% р-р полигуанидина	15	500	28	90	35	350	54	115	55	367	160	163
0,4% - « -	5	167	5	16	10	100	12	26	30	200	140	143
0,3% - « -	5	167	52	168	10	100	104	221	50	333	152	155
0,2% - « -	-	-	-	-	5	40	50	106	15	100	110	112
0,1% - « -	5	167	60	194	15	150	110	234	20	133	133	136
0,075% - « -	5	167	5	16	20	200	62	132	40	267	170	174
0,05% - « -	33	1100	40	129	45	450	80	170	70	467	190	194
0,02% - « -	25	833	60	194	35	350	145	309	45	300	200	204
0,01% - « -	10	333	58	187	15	150	130	277	20	133	156	159
0,001% - « -	10	333	10	32	15	150	26	55	30	200	60	61
0,0001% - « -	5	167	31	100	20	200	65	138	40	267	146	149
Ошибка выборки не превышает 5% от средних

Таблица 2
Влияние предпосевной обработки семян сосны обыкновенной растворами полигуанидина на прорастание и морфометрические показатели проростков в модельных экспериментах
Наименование образца, вид обработки	18 сутки	30 сутки
Прорастание	Длина ростков	Прорастание	Длина ростков
%	% от к.	мм	% от к.	%	% от к.	мм	% от к
Сосна обыкновенная
контроль	15	100	31	100	30	100	40	100
0,5% р-р полигуанидина	15	100	40	129	15	50	53	133
0,2% - « -	45	300	55	177	75	250	72	180
0,1% - « -	30	200	47	152	45	150	63	158
0,05% - « -	60	400	36	116	75	250	46	115
0,02% - « -	-	-	-	-	30	100	48	120
0,01% - « -	-	-	-	-	60	200	60	150
0,001% - « -	30	200	46	148	45	150	58	145
Ошибка выборки не превышает 5% от средних

Таблица 3
Влияние предпосевной обработки семян дуба черешчатого растворами полигуанидина на прорастание семян дуба в природных условиях, Кировоградская обл., Александровское лесничество (2005 г., 2006 г.)
Наименование образца, вид обработки	Прорастание, 2005 г.	Прорастание, 2006 г.
45 суток	75 суток	45 суток	75 суток
%	% от к.	%	% от к.	%	% от к.	%	% от к
Дуб черешчатый
контроль	8	100	15	100	10	100	15	100
опыт, 0,05% р-р полигуанидина	36	450	84	560	30	300	86	573
Ошибка выборки не превышает 5% от средних

Таблица 4
Влияние предпосевной обработки семян дуба черешчатого растворами полигуанидина на длину побегов, количество листьев и площадь листовой поверхности проростков дуба в модельных экспериментах
Наименование образца, вид обработки	72 сутки	80 сутки
Длина побега	Общее число листьев	Обшая площадь листовой поверхности	Длина побега	Общее число листьев	Обшая площадь листовой поверхности
Мм	% от к.	шт.	% от к.	см2	% от к.	мм	% отк.	шт.	% отк.	мм2	% отк.
Дуб черешчатый
контроль	62	100	15	100	87	100	93	100	15	100	160	100
опыт, 0,05% р-р
полигуанидина	90	145	55	370	436	501	103	111	59	390	500	313
опыт, 0,02% р-р
полигуанидина	90	145	63	420	506	582	108	116	63	420	630	394
Ошибка выборки не превышает 5% от средних