RU2781145C2 - Способ плазменной предпосевной обработки семян зерновых культур - Google Patents
Способ плазменной предпосевной обработки семян зерновых культур Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781145C2 RU2781145C2 RU2019109869A RU2019109869A RU2781145C2 RU 2781145 C2 RU2781145 C2 RU 2781145C2 RU 2019109869 A RU2019109869 A RU 2019109869A RU 2019109869 A RU2019109869 A RU 2019109869A RU 2781145 C2 RU2781145 C2 RU 2781145C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seeds
- treatment
- plasma
- germination
- sowing treatment
- Prior art date
Links
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 title claims abstract description 20
- 238000009331 sowing Methods 0.000 title claims abstract description 12
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 241000209140 Triticum Species 0.000 claims abstract description 11
- 235000021307 wheat Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000002045 lasting Effects 0.000 claims 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 abstract description 7
- 230000007226 seed germination Effects 0.000 abstract description 4
- 230000004936 stimulating Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 14
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 7
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 230000000844 anti-bacterial Effects 0.000 description 3
- 230000001408 fungistatic Effects 0.000 description 3
- 230000005495 cold plasma Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 229910001872 inorganic gas Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 230000001764 biostimulatory Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001066 destructive Effects 0.000 description 1
- 201000009910 diseases by infectious agent Diseases 0.000 description 1
- 230000005059 dormancy Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000009313 farming Methods 0.000 description 1
- 230000000855 fungicidal Effects 0.000 description 1
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 1
- 230000002068 genetic Effects 0.000 description 1
- 230000002458 infectious Effects 0.000 description 1
- 230000000749 insecticidal Effects 0.000 description 1
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged Effects 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к средствам стимулирования прорастания семян сельскохозяйственных культур, и может быть использовано для предпосевной обработки семян зерновых культур. Способ предпосевной обработки семян яровой пшеницы характеризуется тем, что семена пшеницы предварительно очищают от посторонних включений, примесей семян других сортов, после чего высушивают до естественной влажности 7-13%, после чего загружают в технологическую камеру для плазменной обработки таким образом, чтобы семена были равномерно распределены по поверхности плоского анода, не касаясь друг друга, и далее осуществляют обработку семян в объемной низкотемпературной неравновесной аргоновой плазме, генерируемой тлеющим разрядом постоянного напряжения в электродной системе: многоострийный катод – плоский анод при атмосферном давлении и мощности воздействия на семена пшеницы 1,4⋅10-3-1,6⋅10-3 Вт/см3 продолжительностью 30-240 с. Технический результат: ускорение прорастания семян, сокращение вегетационного периода, повышение их урожайности. 4 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к средствам стимулирования прорастания семян сельскохозяйственных культур, и может быть использовано для предпосевной обработки семян зерновых культур. Сущность изобретения: способ предпосевной обработки семян зерновых культур, предусматривает воздействие на семена низкотемпературной (холодной) неравновесной аргоновой плазмы при атмосферном давлении при мощности 1,4⋅10-3-1,6⋅10-3 Вт/см3 в течение 30-240 секунд. Использование изобретения позволяет ускорить процесс прорастания семян, увеличить продуктивность сельскохозяйственных культур и снизить удельные энергозатраты при проведении плазменного воздействия на семена.
Известен способ повышения урожайности растений (см. патент Великобритании № 2145317, МПК А01К 29/00, опубликован 27.03.1985 г.), состоящий в том, что растения подвергают эффективному облучению магнитными импульсами переменной полярности, форма которых аналогична форме двухфазного потенциала с частотой следования 0,01-1,00 с и шириной импульсов 0,002 с. Известный способ обеспечивает незначительное повышение всхожести семян растений. Применение известного способа не обеспечивает подсушивание семян и не оказывает бактерицидного или фунгистатического воздействия на семена.
Известен способ обработки семян (см. патент РФ № 2175826, МПК А01С 1/00, опубликован 20.11.2001 г.), включающий воздействие перед посевом на обрабатываемые семена электромагнитным полем, амплитудно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, в течение 40-60 минут при напряженности поля 120-1400 А/м. Известный способ обеспечивает увеличение всхожести семян, однако процесс обработки чрезмерно длителен, что негативно сказывается на его производительности, воздействие известным способом не оказывает бактерицидного или фунгистатического воздействия на семена.
Известен способ предпосевной обработки семян (см. патент РФ № 2109429, МПК А01С 1/00, опубликован 27.04.1998 г.), при котором обработку ведут импульсном светом электрического разряда мощностью от 100 МВт и выше микросекундного диапазона длительностей от единиц мкс и более, а разряд осуществляют в воздухе при атмосферном давлении. Время облучения одной партии зерна составляет 20-40 минут. Светоимпульсное облучение семян ускоряет всхожесть и темп роста растений, однако процесс обработки весьма длителен. Кроме того, такое воздействие по биологическим меркам является резким, «ударным» воздействием, что может привести к неконтролируемым биологически (генным) изменениям в семенах.
Известен способ обработки семян (см. патент РФ № 2185714, МПК А01С 1/00, опубликован 20.10.2002 г.), заключающийся в облучении семян электромагнитным сверхвысокочастотным полем миллиметрового диапазона волн циклическими периодами во взвешенном состоянии семян при их турбулентном перемешивании в объемном резонаторе с принудительной вентиляцией в течение 10 минут. Известный способ повышает стойкость проростков семян древесных пород к инфекционному полеганию на ранних стадиях развития, однако процесс обработки длителен и осуществляется отдельными циклами, что значительно снижает его производительность, воздействие известным способом не оказывает бактерицидного или фунгистатического воздействия на семена.
Известен способ обработки семян растений (см. патент Китая № 1067350, МПК А01С 1/00, опубликован 30.12.1992 г.), включающий помещение семян в камеру и ее вакуумирование, создание в камере газового разряда в форме плазмы, выдержку семян в плазме 1-160 минут при температуре от -20°С до -60°С.Недостатками известного способа обработки семян являются значительная длительность процесса обработки и необходимость создания в камере низких температур.
Известен способ предпосевной обработки семян растений плазмой газового разряда (см. патент США № 5281315, МПК H05F 3/00, опубликован 25.01.1994 г.), включающий размещение семян растений в камере между электродами, напуск в камеру неорганического газа или смеси неорганических газов до давления от 0,05 Торр до 5,0 Торр, создание в камере низкотемпературной плазмы газового разряда при приложении к электродам высокочастотного напряжения частотой 1-40 МГц и мощности электрического разряда от 0,003 Вт/см3 до 1,5 Вт/см3 и воздействие на семена плазмой газового разряда в течение 5-500 с. Известный способ не позволяет определить оптимальные режимы обработки для семян различных растений. В то же время семена овощных, зерновых, кормовых, цветочных, декоративных, лекарственных растений, клубни, луковицы, семена древесных растений различаются размерами, массой, структурой и жесткостью (прочностью) защитной оболочки, периодом покоя. Все эти параметры влияют на выбор режимов плазменной обработки, от которых зависит эффективность биологически активного воздействия на обрабатываемые семена.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обработки семян холодной плазмой импульсного газового разряда (см. патент США № 6543460, МПК В08В 7/04, опубликован 08.04.2003 г.) частотой 3,56-13,56 МГц в течение 15-30 минут при их интенсивном перемешивании. Известный способ обеспечивает протравливание поверхности семян для удаления с нее фунгицидов и инсектицидов, но не оказывает на семена биологически активного воздействия. В известном способе при длительном воздействии на семена плазмой может происходить разрушение наружной защитной оболочки семян, что приводит к потере посевных качеств семян, семена легко заражаются различными инфекциями, происходит загнивание семян при хранении, и сокращаются сроки сохранности семян после такой обработки.
Задачей предлагаемого изобретения являлась разработка способа предпосевной обработки семян, который обеспечивает сбалансированное, неразрушающее и биологически активное воздействие на семена зерновых культур. Технический результат от решения поставленной задачи заключается в ускорении произрастания семян сельскохозяйственных растений, сокращении вегетационного периода, что важно в зоне рискованного земледелия, и повышении их урожайности.
Поставленная задача решается тем, что в способе предпосевной обработки семян растений, включающем воздействие низкотемпературной (холодной) неравновесной аргоновой плазмы при атмосферном давлении при мощности электрического разряда 1,4⋅10-4-4,0⋅10-3 Вт/см3, семена зерновых культур обрабатывают холодной плазмой в течение 30-240 секунд.
Проведенные авторами исследования показали: существует зависимость между режимами плазменной обработки семян и энергией их прорастания. Обнаруженная авторами зависимость и положена в основу предлагаемого способа. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Для плазменной обработки семян использовался источник объемной холодной аргоновой плазмы на основе тлеющего разряда атмосферного давления (ТРАД) [Балданов Б.Б., Норбоев Ч.Н. // Прикладная физика, 2009. №3. С. 93, Балданов Б.Б., Ранжуров Ц.В. // ЖТФ, 2014. Т. 84. Вып. 4. С. 152]. Схематическое изображение экспериментальной установки и системы электродов ТРАД показано на фиг. 1.
Разряд создавался в специальной электродной конструкции с многоострийным секционированным катодом 1 и плоским металлическим анодом 2. Для ввода и вывода аргона разрядная камера снабжена двумя штуцерами с внутренним диаметром d=4 мм, ориентированными перпендикулярно направлению тока разряда. Расход аргона G измеряется с помощью ротаметра РМ - А - 0,16 ГУЗ до 5⋅10-5 кг/с.
Обработке подвергались семена яровой пшеницы сорта Бурятская остистая, селекции Бурятского НИИСХ. Были подготовлены две партии семян, каждая партия содержала 100 семян. Первая контрольная партия высевалась без плазменной обработки. Вторая партия семян обрабатывалась способом-прототипом без разделения на группы по срокам проверки энергии прорастания и всхожести.
Семена, предварительно очищенные обычными известными способами от посторонних включений, примесей семян других сортов, высушивают до своей естественной влажности (7-13%), и загружают в технологическую камеру для плазменной обработки. Семена 4 равномерно распределялись по поверхности плоского анода 2, при этом семена не касались друг друга (Фиг. 2.), и подвергались воздействию плазмы 3 с различной экспозицией.
Влияние плазменной обработки на скорость прорастания семян пшеницы проиллюстрировано на фиг. 3. Справа находится необработанная партия семян 5, в середине 6 и справа 7 обработанные плазмой семена с экспозицией 30 с, при объемной мощности разряда 2,6⋅10-4 Вт/см3 и 4,1⋅10-3 Вт/см3, соответственно.
Воздействие неравновесной аргоновой плазмы атмосферного давления оказывает положительный биостимулирующий эффект на начальных этапах онтогенеза яровой пшеницы, значительно увеличивается всхожесть семян и стимулируется рост растений. Под воздействием низкотемпературной (холодной) неравновесной аргоновой плазмы, стимулируется не только скорость прорастания семян, но и достигается значительное увеличение биомассы по сравнению с контрольными проростками.
Причина низкой скорости прорастания семян различных видов растений, часто связана с загрязнением семян различными микроорганизмами [
M., 
II Plasma Chem. Plasma Process, 2016. Vol. 36. P. 397.]. В предложенном способе, как показывают экспериментальные исследования, обработка семян в низкотемпературной (холодной) неравновесной аргоновой плазме значительно снижает микробную обсемененность семян (Фиг. 4). Необработанная контрольная партия семян 8 показана справа, а обработанная плазмой 9 с экспозицией 30 с - слева.
Режимы плазменной обработки и результаты, полученные после обработки семян яровой пшеницы, представлены в таблице 1. Наибольший эффект отмечался при мощности 1,4⋅10-3-1,6⋅10-3 Вт/см3 и времени обработки 30 и 240 секунд. Низкая мощность и малое время обработки (1,2⋅10-4-1,4⋅10-4 Вт/см3, 30 секунд) не оказали стимулирующего эффекта, наоборот энергия и всхожесть были ниже по отношению к контролю. С повышением мощности до 4,0⋅10-3-4,2⋅10-3 Вт/см3 не происходит значительного увеличения энергии прорастания, по сравнению с режимом обработки 1,4⋅10-3-1,6⋅10-3 Вт/см3. Предлагаемый способ обработки семян яровой пшеницы обеспечил увеличение энергии прорастания на 26,1-28,9% и всхожести на 16,0-22,7% по сравнению с необработанными семенами.
Claims (1)
- Способ предпосевной обработки семян яровой пшеницы, характеризующийся тем, что семена пшеницы предварительно очищают от посторонних включений, примесей семян других сортов, после чего высушивают до естественной влажности 7-13%, после чего загружают в технологическую камеру для плазменной обработки таким образом, чтобы семена были равномерно распределены по поверхности плоского анода, не касаясь друг друга, и далее осуществляют обработку семян в объемной низкотемпературной неравновесной аргоновой плазме, генерируемой тлеющим разрядом постоянного напряжения в электродной системе: многоострийный катод – плоский анод при атмосферном давлении и мощности воздействия на семена пшеницы 1,4⋅10-3-1,6⋅10-3 Вт/см3 продолжительностью 30-240 с.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019109869A RU2781145C2 (ru) | 2019-04-03 | Способ плазменной предпосевной обработки семян зерновых культур |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019109869A RU2781145C2 (ru) | 2019-04-03 | Способ плазменной предпосевной обработки семян зерновых культур |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019109869A RU2019109869A (ru) | 2020-10-05 |
| RU2019109869A3 RU2019109869A3 (ru) | 2021-04-07 |
| RU2781145C2 true RU2781145C2 (ru) | 2022-10-06 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2827331C1 (ru) * | 2024-03-18 | 2024-09-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Способ обработки рисовой крупы |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2076556C1 (ru) * | 1995-07-05 | 1997-04-10 | Санкт-Петербургский государственный университет | Способ предпосевного стимулирования жизнеспособности и продуктивности семян сельскохозяйственных культур |
| US6543460B1 (en) * | 1999-06-24 | 2003-04-08 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Cold-plasma treatment of seeds to remove surface materials |
| RU2293456C1 (ru) * | 2005-07-13 | 2007-02-20 | Александр Константинович Филиппов | Способ предпосевной обработки семян растений |
| RU2317668C2 (ru) * | 2006-02-06 | 2008-02-27 | Александр Константинович Филиппов | Способ обработки семян растений и устройство для его осуществления |
| KR20120034348A (ko) * | 2010-10-01 | 2012-04-12 | (주)지니아텍 | 종자 처리방법 |
| RU2646065C2 (ru) * | 2013-12-09 | 2018-03-01 | Фраунхофер-Гезелльшафт Цур Фердерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е. Ф. | Устройство для воздействия на сыпучий материал ускоренными электронами |
| CN109043137A (zh) * | 2018-08-13 | 2018-12-21 | 司徒静 | 一种以新会柑果肉为主料的养虫饲料 |
| CN109104934A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-01 | 安徽保金药业有限公司 | 一种提高车前药用价值的种子处理方法 |
| RU2683041C1 (ru) * | 2018-04-03 | 2019-03-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт сои" | Способ предпосевной обработки семян среднеспелых сортов сои |
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2076556C1 (ru) * | 1995-07-05 | 1997-04-10 | Санкт-Петербургский государственный университет | Способ предпосевного стимулирования жизнеспособности и продуктивности семян сельскохозяйственных культур |
| US6543460B1 (en) * | 1999-06-24 | 2003-04-08 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Cold-plasma treatment of seeds to remove surface materials |
| RU2293456C1 (ru) * | 2005-07-13 | 2007-02-20 | Александр Константинович Филиппов | Способ предпосевной обработки семян растений |
| RU2317668C2 (ru) * | 2006-02-06 | 2008-02-27 | Александр Константинович Филиппов | Способ обработки семян растений и устройство для его осуществления |
| KR20120034348A (ko) * | 2010-10-01 | 2012-04-12 | (주)지니아텍 | 종자 처리방법 |
| RU2646065C2 (ru) * | 2013-12-09 | 2018-03-01 | Фраунхофер-Гезелльшафт Цур Фердерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е. Ф. | Устройство для воздействия на сыпучий материал ускоренными электронами |
| RU2683041C1 (ru) * | 2018-04-03 | 2019-03-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт сои" | Способ предпосевной обработки семян среднеспелых сортов сои |
| CN109043137A (zh) * | 2018-08-13 | 2018-12-21 | 司徒静 | 一种以新会柑果肉为主料的养虫饲料 |
| CN109104934A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-01 | 安徽保金药业有限公司 | 一种提高车前药用价值的种子处理方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2827331C1 (ru) * | 2024-03-18 | 2024-09-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Способ обработки рисовой крупы |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hassanien et al. | Advances in effects of sound waves on plants | |
| Măgureanu et al. | Stimulation of the germination and early growth of tomato seeds by non-thermal plasma | |
| JP3213329B2 (ja) | イオン・電子なだれを用いた種子の成長特性を向上するための方法及び装置 | |
| Podleśna et al. | Changes in the germination process and growth of pea in effect of laser seed irradiation | |
| Velichko et al. | Plasma jet and dielectric barrier discharge treatment of wheat seeds | |
| RU2293456C1 (ru) | Способ предпосевной обработки семян растений | |
| KR101839918B1 (ko) | 비열 플라즈마를 이용한 종자의 살균 및 발아촉진방법 | |
| Chizh et al. | Low-energy electron beams for protection of grain crops from insect pests and diseases | |
| Sarapirom et al. | Low-pressure and atmospheric plasma treatments of sunflower seeds | |
| RU2781145C2 (ru) | Способ плазменной предпосевной обработки семян зерновых культур | |
| Thisawech et al. | Effects of plasma technique and gamma irradiation on seed germination and seedling growth of chili pepper | |
| WO2020027342A1 (ja) | イネの生産方法 | |
| WO2017117604A1 (en) | Ultrasonically enhanced seed germination system and method for treating seed after planting in soil | |
| RU2061351C1 (ru) | Способ свч-обработки зерна и устройство для его осуществления | |
| Agun et al. | Spawn Treatment by Cold Plasma for Increase Mushroom Germination and Production | |
| Nasr et al. | Efficacy of cold plasma against three of stored grain insects | |
| RU169038U1 (ru) | Устройство для предпосевной вибромеханической стимуляции семян | |
| RU2364074C1 (ru) | Способ хранения картофеля | |
| RU2076557C1 (ru) | Способ обработки семян растений | |
| Sinegovskaya et al. | Effect of plasma treatment of soybean seeds on their quality and development of seedlings | |
| Nedyalkova et al. | Study on the Effect of Cold Plasma on the Germination and Growth of Durum Wheat Seeds Contaminated with Fusarium Graminearum | |
| RU2332836C2 (ru) | Способ хранения свеклы | |
| RU2603902C1 (ru) | Способ снижения твердости семян бобовых трав | |
| Ruangwong et al. | Electrical Discharge Plasma for Seed Priming of Green Oak Lettuce (Lactuca sativa) | |
| RU2583095C1 (ru) | Способ улучшения микробиологических показателей почвы (варианты) |