RU2423813C1 - Способ защиты растений от засухи - Google Patents
Способ защиты растений от засухи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2423813C1 RU2423813C1 RU2010115722/21A RU2010115722A RU2423813C1 RU 2423813 C1 RU2423813 C1 RU 2423813C1 RU 2010115722/21 A RU2010115722/21 A RU 2010115722/21A RU 2010115722 A RU2010115722 A RU 2010115722A RU 2423813 C1 RU2423813 C1 RU 2423813C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plants
- seeds
- drought
- aqueous solution
- water
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам защиты растений от засухи путем повышения их засухоустойчивости, и может быть использовано при выращивании культурных растений в районах рискованного земледелия в условиях дефицита влаги. Предложен способ защиты растений от засухи, включающий обработку водным раствором биологически активного вещества. В качестве биологически активного вещества используют пероксид водорода в концентрации 5·10-4-1·10-3 М (1,7·10-2-3,4·10-2 г/л). Обработке подвергают либо семена перед посевом с последующим подсушиванием, либо надземную поверхность растений на начальных стадиях вегетации, либо сочетают обе обработки. Данный способ позволяет существенно повысить выживаемость растений в условиях дефицита влаги. 2 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам защиты растений от засухи путем повышения их засухоустойчивости, и может быть использовано при выращивании культурных растений в районах рискованного земледелия в условиях дефицита влаги.
Проблема борьбы с засухой была и остается предельно актуальной. Описано большое количество разнообразных способов защиты растений от стресса дефицита влаги.
Например, для повышения засухоустойчивости растений предлагается вносить в почву фосфорно-калийные удобрения и микроэлементы бора, цинка и меди (Генкель П.А. Физиология растений. М.: Просвещение, 1975, с.160; Третьяков Н.Н., Кошкин Е.И., Макрушин Н.М. и др. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений. М: Колос, 1998, с.538). Однако данный способ не отличается высокой эффективностью, так как засухоустойчивость растений повышается не более чем на 5-8%.
Известны способы изменения растений на генном уровне, то есть получение новых трансгенных растительных форм: заявка RU 2007107918, C12N 15/82, А01Н 5/00, 10.09.2008; RU 2159813, C12N 15/09, C12N 15/52, 27.11.2000; RU 2152997, C12N 15/54, C12N 15/82, 20.07.2000. Но трансгенные формы представляют определенный риск для последующих поколений как растений, так и употребляющих их в пищу людей и животных, и такие способы повышения засухоустойчивости вряд ли приемлемы в широкой практике.
Наибольшее распространение получили способы повышения засухоустойчивости растений, заключающиеся в применении различных препаратов либо для предпосевной подготовки семян, либо для внекорневой обработки растений на ранних стадиях вегетации. Приводим некоторые такие способы из большого количества известных.
Для выращивания яровой пшеницы в условиях весенне-летней засухи, характерной для южных районов Сибири и Прибайкалья, предложено использовать для предпосевной подготовки семян препарат, содержащий 0,01 мас.% изофлавона формононетина в кремний-органическом составе (RU 2258344, А01С 1/00, A01N 55/10, 20.08.2005). В качестве средства, одновременно активирующего прорастание семян зерновых и повышающего устойчивость проростков к водному стрессу, предложено применять водный раствор 4-хлорметил-2-(фурил-2)-1,3-диоксолана (RU 2146447, A01N 43/90, 43/08, 43/28, 20.03.2000), β-формил-акриловую кислоту в композиции со смесью 2(5Н)-фуранона, карбоновых кислот (янтарной, малеиновой, фумаровой и муравьиной) и воды (RU 2133092, A01N 37/02, 20.07.99), препарат "Глифур", являющийся производным 1,3-диоксацикланов (RU 2138164, A01N 43/32, A01N 43/08, 27.09.99). Для повышения урожайности сои в условиях засухи предложено использовать для предпосевной обработки семян амид ω-хлорперфторпропионовой кислоты (RU 2077847, A01N 37/18, A01N 37/12, 27.04.97). Для внекорневой обработки растений сои в фазе 3-4 листьев для стимулирования выхода растений из водного стресса в условиях засухи предложено применять раствор стероидного глюкозида, выделенного из семян томата экстракцией метанолом (RU 2020822, A01N 65/00, A01N 43/08, 15.10.94).
Применяющиеся в известных способах защиты растений от действия засухи препараты либо сами являются токсичными веществами, небезопасны при использовании и неблагоприятно сказываются на экологической обстановке, либо их способы получения являются сложными, дорогостоящими и экологически опасными.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ защиты растений от засухи, заключающийся в трехкратном в течение трех суток попеременном замачивании и подсушивании семян. Замачивание производят в теплом водном растворе (30-35°С) аминокислоты пролина и сахарозы или глюкозы при следующем весовом соотношении компонентов: для первого замачивания вода:пролин:сахароза = 100:1:4, для второго - вода:пролин:глюкоза = 50:1:5, для третьего - вода: пролин:сахароза = 20:1:4. Подсушивают семена после каждого замачивания с использованием искусственного вентилирования нагретым до 38-40°С воздухом. Способ позволяет повысить выживаемость бобовых кормовых культур (эспарцета, клевера и люцерны) при выращивании их в условиях жесткого водного дефицита (RU 2239299, А01С 1/00, 10.11.2004 - прототип). Способ основан на известной информации о том, что аминокислота пролин, накапливающаяся эндогенно или экзогенно в вегетативных органах растений в период стресса, вызванного водным дефицитом или заморозками, способствует трансформации свободной воды в тканях растений в связанную, что повышает их засухоустойчивость или морозостойкость. Причем накопление пролина усиливается на фоне повышенного содержания в тканях углеводов (Савицкая И.Н. О физиологической роли пролина в растениях // Науч. доклады Высшей школы, 1976, №2, с.55; Рубин Б.А. Курс физиологии растений. М.: Высшая школа, 1976, с.546; Стаценко А.П. О криозащитной роли аминокислот в растениеводстве // Физиология и биохимия культурных растений, 1992, Т.24, №6, с.550-564).
Недостатками известного способа-прототипа являются многоэтапность, сложность и длительность технологии его применения (трехразовое попеременное намачивание и высушивание семян), а также высокая стоимость и сложность химического процесса получения компонентов используемого препарата.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка эффективного и простого в применении, универсального, то есть пригодного для всех сельскохозяйственных культур, способа защиты растений от засухи, использующего экологически чистое, широко доступное и низкое по цене средство.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемым способом защиты растений от засухи, включающим обработку водным раствором биологически активного вещества, в котором в качестве биологически активного вещества используют пероксид водорода (ПВ) в концентрации 5·10-4-1·10-3 М (1,7·10-2-3,4·10-2 г/л), при этом обработке подвергают либо семена перед посевом с последующим подсушиванием, либо надземную поверхность растений на начальных стадиях вегетации, либо сочетают обе обработки.
Обработку семян перед посевом можно осуществлять полусухим методом при массовом соотношении водный раствор ПВ:семена 1:1,5-2,2.
Обработку надземной поверхности растений можно проводить при норме расхода водного раствора ПВ 400-500 л/га.
Предлагаемый способ был испытан в лабораторных условиях и в условиях, приближенных к полевым. Объектами испытаний были растения, имеющие определенную значимость в сельском хозяйстве и относящиеся к разным видам (однодольные, злаковые, сложноцветные): кукуруза, пшеница, рожь, земляника безусая, сельдерей листовой, рапс яровой. Растения выращивались в условиях дефицита влаги, эксперименты длились в течение 15-24 суток при температуре 18-20°С до частичной гибели растений. Учитывали количество выживших растений, морфологические изменения, их физиологическое состояние.
Приводим примеры испытаний.
А. Предпосевная обработка семян.
Пример 1.
Семена ржи сорт «Былина» обрабатывали полусухим способом: на 11 г семян брали 5 мл воды в контроле и в опыте на 11 г семян брали 5 мл водного раствора ПВ концентрации 1·10-3 М (3,4·10-2 г/л). Слегка подсушенные семена высевали в культуральные сосуды на песок, однократно увлажненный водой. На 21 сутки опыта учитывали количество живых растений ржи. В контроле осталось 10% растений, в опыте - 36%.
Пример 2.
Семена пшеницы сорт «Инна» обрабатывали полусухим способом: на 10 г семян брали 5 мл воды в контроле, а в опыте на 10 г семян брали 5 мл водного раствора ПВ концентрации 5·10-4 М (1,7·10-2 г/л). Подсушенные до сыпучести семена высевали в культуральные сосуды на песок, однократно увлажненный водой. На 10 сутки опыта оценивали количество растений, имеющих 2-й настоящий лист. В контроле это отмечено у 6% растений, в опыте - у 24% растений от количества оставшихся в живых.
Пример 3.
Семена пшеницы сорт «Губерния» обрабатывали полусухим способом: на 7,5 г семян брали 5 мл воды в контроле, а в опыте на 7,5 г семян брали 5 мл водного раствора ПВ концентрации 8·10-4 М (2,7·10-2 г/л). Подсушенные до сыпучести семена высевали в культуральные сосуды на песок, однократно увлажненный водой. На 15 сутки опыта оценивали количество растений, имеющих высоту более 4 см. В контроле таких растений от количества оставшихся в живых было 27%, в опыте - 50%.
Пример 4.
Семена рапса ярового обрабатывали полусухим способом: на 10 г семян брали 5 мл воды в контроле, а в опыте на 10 г семян 5 мл водного раствора ПВ концентрации 5·10-4 М (1,7·10-2 г/л). Слегка подсушенные семена высевали в культуральные сосуды на песок, однократно увлажненный водой, и оценивали всхожесть на 4 сутки, а на 7 сутки количество растений с длиной корня более 2 см и с величиной стебля более 4 см. Всхожесть семян в контроле была 80%, в опыте - 91%. Живых растений на 7 сутки с длиной корня более 2 см было в контроле 70%, в опыте - 87%, с величиной стебля более 4 см в контроле было 50%, в опыте - 71%.
Б. Обработка надземной поверхности растений.
Пример 5.
Растения сельдерея листового до фазы 1-го настоящего листа выращивали на двух делянках в условиях нормальной влажности - не менее 60% ППВ (предельной полевой влагоемкости). Затем растения опрыскивали одинаковым объемом (из расчета 50 мл/м2): контрольные водой, опытные водным раствором ПВ с концентрацией 5·10-4 М (1,7·10-2 г/л), после чего создавали стрессовые условия почвенной засухи. Оценивали количество жизнеспособных растений к 5 и 24 суткам после опрыскивания. На 5 сутки в контроле было 80% живых растений, в опыте - 95%, на 24 сутки в контроле было 20% живых растений, в опыте - 45%.
Пример 6.
Растения земляники безусой до фазы 1-го настоящего листа выращивали на двух делянках в условиях нормальной влажности - не менее 60% ППВ. Затем растения опрыскивали одинаковым объемом (из расчета 40 мл/м2): контрольные водой, опытные водным раствором ПВ с концентрацией 1·10-3 М (3,4·10-2 г/л), после чего создавали стрессовые условия почвенной засухи. Оценивали количество жизнеспособных растений на 11 сутки после опрыскивания: в контроле осталось живых растений 70%, в опыте - 93%.
В. Сочетание предпосевной обработки семян с обработкой надземной поверхности растений.
Пример 7.
Семена земляники безусой обрабатывали полусухим способом: на 10 г семян брали в контроле 5 мл воды, а в опыте на 10 г семян брали 5 мл водного раствора ПВ концентрации 5·10-4 М (1,7·10-2 г/л). Подсушенные семена высевали в культуральные сосуды на почвенную среду с нормальной влажностью и отслеживали время появления 1-го настоящего листа: в опыте он появился к 25 суткам, в контроле - к 30 суткам. Затем (на 30-е сутки) растения опрыскивали одинаковым объемом (из расчета 50 мл/м2): контрольные водой, опытные водным раствором ПВ с концентрацией 5·10-4 М (1,7·10-2 г/л), после чего создавали стрессовые условия почвенной засухи. Оценивали количество жизнеспособных растений к 5 и 20 суткам после опрыскивания. На 5 сутки в контроле было 80% живых растений, в опыте - 98%, на 20 сутки в контроле было 20% живых растений, в опыте - 50%.
Таким образом, из приведенных примеров видно, что предлагаемый способ позволяет существенно повысить выживаемость растений в условиях дефицита влаги.
Одним из объяснений механизма защитного действия ПВ в условиях дефицита влаги может быть представление о том, что засухоустойчивость растений зависит от соотношения в клетках свободной и связанной воды. Нами были проведены специальные эксперименты с использованием метода протонной спин-спиновой релаксации, которые показали, что обработка растений (семян или надземной части) водным раствором ПВ увеличивает содержание в растительных клетках связанной воды и одновременно уменьшает содержание свободной воды. Процессы спин-спиновой релаксации описываются временем релаксации Т2. Для фракции свободной воды времена релаксации составляют сотни мсек, а для воды, более связанной с клеточными структурами, времена релаксации существенно меньше - десятки мсек. Во всех опытных образцах растений, обработанных водным раствором ПВ (либо в виде семян перед посевом, либо методом орошения надземной части) наблюдали увеличение вклада в кривую продольной намагниченности быстрой компоненты Т2, что соответствует более связанному состоянию протонов воды. Таким образом, можно сделать вывод, что под влиянием ПВ происходит перераспределение фракций воды в клетках -увеличивается содержание воды, более связанной с клеточными структурами. Например, в контрольных растениях значения Т2, соответствующие более связанной воде, составляют 11-14% от общего количества воды в клетках, а в опытных образцах вклад связанной воды достигает 20-40%.
Кроме того, следует подчеркнуть, что ПВ обладает уникальными свойствами: ПВ является источником кислорода (водорода) при фотосинтезе (Комиссаров Г.Г. «Фотосинтез: физико-химический подход» М, УРСС, 2003 г. 224 с.), ПВ является экологически безопасным и нетоксичным стимулятором роста растений (пат. США 1927988, 26.09.33; пат. США 1962996, 12.06.34; Апашева Л.М., Комиссров Г.Г. Влияние пероксида водорода на развитие растений. Изв. РАН, сер. биол. 1996, №5, с.621-623; Корзинников Ю.С. Экологически безопасные средства защиты растений. Вестник РАСХН, 1997, №2, с.44-47; RU 2305404, A01N 59/00, A01N 25/10, А01С 1/06, 10.09.2007), ПВ является эффективным стимулятором образования крахмала при фотосинтезе высших растений (RU 2253235, A01N 59/00, А01С 1/00, A01G 1/00, 10.06.2005). Безусловно, такие свойства ПВ способствуют повышению эффективности действия ПВ на растения в условиях засухи. В частности, стимулирование образования крахмала - главной реакции фотосинтеза - в стрессовых условиях засухи благоприятно скажется на жизнеспособности растений и на скорости их роста: при дефиците влаги продуктивность растений в накоплении урожая очень заметно снижается, так как даже при временном завядании устьица листьев закрываются, и процесс фотосинтеза резко замедляется.
Таким образом, предложен эффективный, простой, применимый для любых сельскохозяйственных культур способ защиты растений от засухи, использующий экологически чистое, широко доступное и низкое по цене биологически активное вещество - пероксид водорода, обладающий рядом уникальных свойств. Достаточно предпосевной обработки семян или внекорневой обработки растений при угрозе засухи.
Claims (3)
1. Способ защиты растений от засухи, включающий обработку водным раствором биологически активного вещества, отличающийся тем, что в качестве биологически активного вещества используют пероксид водорода в концентрации 5·10-4-1·10-3 М (1,7·10-2-3,4·10-2 г/л), при этом обработке подвергают либо семена перед посевом с последующим подсушиванием, либо надземную поверхность растений на начальных стадиях вегетации, либо сочетают обе обработки.
2. Способ защиты растений от засухи по п.1, отличающийся тем, что обработку семян перед посевом осуществляют полусухим методом при массовом соотношении водный раствор пероксида водорода : семена 1:1,5-2,2.
3. Способ защиты растений от засухи по п.1, отличающийся тем, что обработку надземной поверхности растений проводят при норме расхода водного раствора пероксида водорода 400-500 л/га.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010115722/21A RU2423813C1 (ru) | 2010-04-21 | 2010-04-21 | Способ защиты растений от засухи |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010115722/21A RU2423813C1 (ru) | 2010-04-21 | 2010-04-21 | Способ защиты растений от засухи |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2423813C1 true RU2423813C1 (ru) | 2011-07-20 |
Family
ID=44752269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010115722/21A RU2423813C1 (ru) | 2010-04-21 | 2010-04-21 | Способ защиты растений от засухи |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2423813C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2584417C1 (ru) * | 2015-02-04 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН) | Способ размножения картофеля зелеными черенками, обладающими повышенной жизнеспособностью |
| CN113762768A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-12-07 | 中国水利水电科学研究院 | 基于天气发生器和作物模型的农业旱灾动态风险评估方法 |
| RU2797916C1 (ru) * | 2022-10-19 | 2023-06-13 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт прикладной акустики" | Способ увеличения урожайности зерновой культуры тритикале путем опрыскивания водным раствором пероксида водорода и циклогексанона надземной части растений в период поздней вегетации |
| WO2023106952A1 (ru) * | 2021-12-08 | 2023-06-15 | Дмитрий Семёнович СТРЕБКОВ | Способ повышения урожайности зерновых культур |
-
2010
- 2010-04-21 RU RU2010115722/21A patent/RU2423813C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| . Вестник харьковского национального аграрного университета, серия биология, вып.2(14), Колупаев Ю.Е. и др. Окислительный стресс и состояние антиоксидантной системы в колеоптилях пшеницы при действии пероксида водорода и нагрева, с.42-52 [он лайн], 2008 [найдено 15.11.2010]. Найдено из Интернет:<URL:http://www.nbuv.gov.ua/portal/Chem_Biol/Vkhnau/Biol/2008_2/Kjkupaev.pdf. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2584417C1 (ru) * | 2015-02-04 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН) | Способ размножения картофеля зелеными черенками, обладающими повышенной жизнеспособностью |
| CN113762768A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-12-07 | 中国水利水电科学研究院 | 基于天气发生器和作物模型的农业旱灾动态风险评估方法 |
| WO2023106952A1 (ru) * | 2021-12-08 | 2023-06-15 | Дмитрий Семёнович СТРЕБКОВ | Способ повышения урожайности зерновых культур |
| RU2800266C1 (ru) * | 2021-12-08 | 2023-07-19 | Дмитрий Семенович Стребков | Способ повышения урожайности зерновых культур путем предпосевного опрыскивания семян и опрыскивания растений в поздний период вегетации экологически чистым водным раствором пероксида водорода природной концентрации |
| RU2797916C1 (ru) * | 2022-10-19 | 2023-06-13 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт прикладной акустики" | Способ увеличения урожайности зерновой культуры тритикале путем опрыскивания водным раствором пероксида водорода и циклогексанона надземной части растений в период поздней вегетации |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Netsere et al. | Allelopathic effects of Parthenium hysterophorus L. aqueous extracts on soybean (Glycine max L.) and haricot bean (Phaseolus vulgaris L.) seed germination, shoot and root growth and dry matter production | |
| Gella et al. | Allelopathic effect of aqueous extracts of major weed species plant parts on germination and growth of wheat | |
| CN105660698B (zh) | 植物免疫诱抗剂在防治黄瓜猝倒病和立枯病中的应用 | |
| US20080072494A1 (en) | Micronutrient elicitor for treating nematodes in field crops | |
| Hossain et al. | Emerging roles of plant growth regulators for plants adaptation to abiotic stress–induced oxidative stress | |
| EP2910124A1 (en) | Stimulant and method for stimulating plant growth and development | |
| WO2004093542A1 (en) | Use of lipo chitooligosaccharides to initiate early flowering and fruit development in plants and related methods and compositions | |
| TWI648001B (zh) | 用於改良植物性能之化合物及方法 | |
| Gad et al. | Foliar application of salicylic acid and gibberellic acid enhances growth and flowering of Ixora coccinea L. plants | |
| Gupta et al. | Field efficacy of exogenously applied putrescine in wheat (Triticum aestivum) under water-stress conditions | |
| Baek et al. | Plant warfare: allelopathic effects of Nicotiana tabacum on the germination of Vigna radiata and Triticum aestivum | |
| Msafiri et al. | Allelopathic effects of Parthenium hysterophorus on seed germination, seedling growth, fresh and dry mass production of Alysicurpus glumaceae and Chloris gayana | |
| RU2423813C1 (ru) | Способ защиты растений от засухи | |
| Geries et al. | Soaking and foliar application with chitosan and nano chitosan to enhancing growth, productivity and quality of onion crop | |
| Wani et al. | Studies on apple seed germination and survival of seedlings as affected by gibberellic acid under cold arid conditions | |
| CN1194610C (zh) | 植物生态保护剂 | |
| Somdutt et al. | Controlled release action of chitosan nanoparticles to improve nutrient use efficiency | |
| RU2445759C1 (ru) | Способ повышения солеустойчивости растений (варианты) | |
| CN111493076B (zh) | 3，5-二氯邻氨基苯甲酸诱导拟南芥对灰霉病抗性的应用及其方法 | |
| Shobharani et al. | Field evaluation of imidacloprid and thiamethoxam against sucking insect pests of blackgram | |
| RU2479974C1 (ru) | Способ предпосевной обработки семян люцерны | |
| RU2781489C1 (ru) | Способ стимулирования роста ячменя | |
| RU2626174C1 (ru) | Средство для предпосевной обработки семян овощных культур в условиях защищенного грунта | |
| RU2758599C1 (ru) | Способ стимулирования роста и развития семян ярового рапса | |
| Prakash et al. | Cumulative effect of botanical seed pelleting and foliar spray on morpho physiological, leaf chlorophyll, gas exchange and yield parameters in black gram |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130422 |