SK792018A3 - Spôsob predsejbovej úpravy rastlinných semien a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu - Google Patents

Abstract

Spôsob predsejbovej úpravy rastlinných semien využíva nízkoteplotnú plazmu v kombinácii s následnou povrchovou úpravou semien pomocou moridla, pričom nízkoteplotná plazma je generovaná pri atmosférickom tlaku vo vzduchu alebo inom bežnom pracovnom plyne. Moridlo je možné po úprave semien plazmou aplikovať v nižšej dávke. Ďalej je opísané zariadenie umožňujúce vykonávanie tohto spôsobu pozostávajúce z bloku na povrchovú úpravu semien plazmou a z bloku na následnú povrchovú úpravu semien moridlom.

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu úpravy/ochrany semien poľnohospodárskych plodín (osiva) pred sejbou za účelom inaktivácie fytopatogénov prenosných osivom s využitím kombinácie nízkoteplotnej elektrickej plazím generovanej pri atmosférickom tlaku a následnej povrchovej úpravy moridlom a zariadenia na uskutočnenie tohto spôsobu. Úprava semien/osiva plazmou vedie k zvýšeniu povrchovej energie, k lepšej zmáčavosti povrchu a k lepšiemu a homogénnejšiemu pokrytiu povrchu semena moridlom, resp. ochrannou vrstvou.

Doterajší stav techniky

Semená rastlín sú často kontaminované baktériami a mikroskopickými vláknitými hubami (fýtopatogénmi). Kontaminácia osiva (semená určené na siatie) je nežiaduca, keďže fýtopatogény prenosné osivom často ohrozujú nielen khčivosť a vitalitu rastlín, ale sú aj príčinou mnohých ochorení poľnohospodárskych plodín, čo vedie často k výrazným ekonomickým stratám na úrode. Osivá poľnohospodárskych plodín sa preto pred sejbou upravujú rôznymi spôsobmi, najčastejšie moridlami (chemické zlúčeniny, ktoré sa používajú samostatne alebo v zmesi proti fýtopatogénom prenosným osivom), ktoré môžu predstavovať nežiaducu chemickú záťaž pre životné prostredie. V súčasnosti je preto snaha o zníženia používania chemických prostriedkov v poľnohospodárstve aj pri predsejbovej úprave osiva.

Známe sú spôsoby úpravy/ochrany osiva bez použitia chemických prostriedkov využívajúce teplú vodu, chladenie studenouvodouanásledné sušenie. Takéto „mokré“ spôsoby sú náročné na spotrebu vody a aj časovo zdĺhavé. Alternatívny spôsob používa na zníženie mikrobiálnej kontaminácie semien riadené zahriatie bez umožnenia zmien obsahu vody v semene a následné ochladenie (EP0904114 BI). Tento spôsob je taktiež časovo náročný (rádovo desiatky minút).

Úprava/ochrana semien moridlami vyžaduje homogénne nanesenie prostriedkov fytoochrany na povrch semien. To je však niekedy problematické, keďže niektoré druhy semien majú povrch drsný alebo ry hovaný, čo znemožňuje homogénne pokrytie ich povrchu prostriedkami na fýtoochranu a nepokrytá plocha vytvára vhodnú prístupovú cestu pre fýtopatogény.

Jednou z alternatívnych, resp. doplnkových spôsobov úpravy pri predsejbovej úprave povrchu semien sú aj rôzne fýzikálne metódy, využívajúce najmä sterilizačný účinok plazmy. V súčasnosti sú známe spôsoby, ktoré využívajú elektrickú plazmu generovanú rôznymi typmi výboja v plyne. Na tieto účely je plazma generovaná výbojmi pri nízkych tlakoch (US5281315, US9867326, US9861028, US20170099782 Al). Nevýhodou takýchto typov plazmových zariadení je potreba vákuových zariadení na dosiahnutie nízkych tlakov v uzavretej pracovnej komore a použitie rôznych pracovných plynov, často vzácnych (Ar, He) na generovanie elektrického výboja. Plazma generovaná v komore pri nízkom tlaku sa vyznačuje relatívne nízkou objemovou hustotou energie. Spôsob úpravy semien s využitím týchto zariadení je nevýhodný prevysokú časovú náročnosť úpravy a nemožnosť zaradiť ich kontinuálne do liniek na predsejbovú úpravu osiva (napríklad liniek na morenie a obaľovanie). Okrem toho sú takéto plazmové zariadenia veľmi citlivé na čistotu prostredia, vyžadujú kvalifikovanú obsluhu a nie sú vhodné na použitie priamo v prašnom prostredí typickom pri spracovaní osiva. Okrem toho je známe, že niektoré fýtopatogény vykazujú voči plazme rôzny stupeň rezistencie a likvidácia vysokorezistentných kmeňov mikroorganizmov vyžaduje dlhší čas pôsobenia plazím , kedy už bol zaznamenaný negatívny efekt na klíčivosť a vitalitu semien (SK6629 Yl).

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je spôsob predsejbovej úpravy/ochrany rastlinných semien, ktorý spočíva v tom, že na semená sa postupne aplikuje:

1. nízkoteplotná plazma generovaná pri atmosférickom tlaku vo vzduchu alebo inom bežnom pracovnom plyne,

2. moridlo v podstatne nižšej dávke ako je štandardná dávka, ktorá sa používa v súčasnosti na ochranu voči fýtopatogénom prenosným osivom, teda v prípadoch, kedy predtým nie je osivo upravené plazmou (ďalej len „štandardná dávka“).

V kroku 1 sú semená umiestnené priamo na povrchu zdroja plazmy, kde je generovaná tenká vrstva nízkoteplotnej plazím (NTP), ktorej hrúbka je v rozsahu 0,1 - 1 mm Teplota povrchu zdroja plazmy sa počas opracovania pohybuje v intervale 40 - 60 °C. Plazma je generovaná pri atmosférickom tlaku vo vzduchu alebo inom bežnom pracovnom plyne (napr. N2, O2, CO2). Počas aplikácie plazmy je zabezpečená rovnomerná rotácia semien (okolo horizontálnej osi otáčania), a tým aj ich homogénne opracovanie. Rotácia semien je optimálne v intervale 200 - 350 ot./min. Čas opracovania semien plazmou je individuálny a závisí od typu semena a stupňa nežiaducej kontaminácie. Efektívne expozičné časy sú v intervale 10 -300 sekúnd.

S K 79-2018 Α3

Vkroku 2 sa na semená rastlín (napr.: pšenica, kukurica, jačmeň a iné poľnohospodársky významné rastliny) aplikuje moridlo. Aplikácia plazmy na povrch semien vedie k čiastočnej dekontaminácii mikroorganizmov, k zvýšeniu hydrofilnosti a zlepšeniu adhézie, čo zvyšuje schopnosť moridla homogénnejšie pokryť resp. penetrovať aj horšie dostupné miesta na povrchu semena a rovnomernejšie pokryť celý povrch, a to aj pri súčasne zníženej dávke moridla. Použitie plazmy súčasne zlepšuje klíčivosť a rastové parametre klíčencov (SK6629 Yl).

Podstata vynálezu - spôsob úpravy/ochrany semien - je vo využití synergetického efektu aktivácie povrchu rastlinného semena opracovaním nízkotcplotnou plazmou a následnou aplikáciou moridla resp. ochrannej vrstvy na ochranu semien voči nežiaducim mikroorganizmom Aktívne častice plazmy pri kontakte s povrchom semena spôsobujú inaktiváciu nežiaducich mikroorganizmov na povrchu semien, a zároveň majú pozitívny účinok na klíčivosť a rastové parametre. Plazmová úprava povrchu semien vedie navyše k významnému zvýšeniu povrchovej energie (zvýšeniu hydrofilnosti) a zlepšeniu nasiakavosti. Keďže plazmová úprava povrchu semien s časom starne (hodnota zvýšenej povrchovej energie po aplikácii plazmy s časom postupne klesá, avšakaj tak ostáva vyššianežpôvodnáhodnota)anavyše je povrch osivav pôde vystavený atakom ďalších patogénov, účinok plazmy je potrebné stabilizovať a zvýšiť následnou aplikáciou moridiel. Po aplikácii plazmy má následné ošetrenie moridlom, aj v podstatne nižšej dávke ako je štandardná dávka, za následok inaktiváciu nežiaducich mikroorganizmov. Spôsob ochrany rastlinných semien podľa vynálezu predstavuje významnú úsporu v použití chemických prostriedkov a súčasne inaktivuje škodlivé mikroorganizmy na povrchu semien.

Predložený vynález sa týka tiež zariadenia, ktoré umožňuje vykonávať spôsob podľa tohto vynálezu. Zariadenie pozostáva z bloku na povrchovú úpravu osiva plazmou a z bloku na následnú aplikáciu moridla na osivo. Plazma je generovaná v tenkej vrstve na povrchu platne opatrenej elektródami (zdroj plazmy), výhodne zhotovenej z keramiky (AI2O3). Plazma je výhodne generovaná povrchovým dielektrickým bariérovým výbojom (PDBV) pri atmosférickom tlaku vo vzduchu alebo inom bežnom pracovnom plyne. Zariadenie je elektricky napájané pomocou zdroja vysokého napätia, pričom okrem zdroja plazmy ďalej obsahuje blok na kontrolu príkonu plazmy, blok na zabezpečenie dávkovania semien a blok zabezpečujúci plynulý rotačný pohyb semien v plazmovom poli, účelom ktorého je dosiahnutie rovnomerného opracovania semien plazmou. Zariadenie môže výhodne ďalej obsahovať senzory na sledovanie zloženia plynnej zmesi pri plazmovej úprave osiva a sondy na meranie teploty a relatívnej vlhkosti. Pre využitie iného pracovného plynu ako vzduchu môže byť zariadenie opatrené krytom so vstupom a výstupom pre plyn, ktorý umožňuje plazmové opracovanie aj v definovaných pracovných plynoch ako napríklad N2, O2, CO2. Po plazmovej úprave sú opracované semená následne dopravované do bloku na ich finálnu povrchovú úpravu pomocou moridla v nižšej dávke ako je štandardná.

Podľa výhodného uskutočnenia zariadenia má použitý zdroj vysokého napätia rozsah budiaceho napätia 5 až 20 kV (pík-pík) a rozsahy frekvencie budenia 10 až 50 kHz. Účinné parametre na opracovanie semien sú pri frekvencii budenia 14 - 16 kHz, amplitúde napätia 10 kV a výkone v plazme 400 W, čo predstavuje objemovú hustotu výkonu v plazme 80 W.cm^-3. Použitý plazmový zdroj (súčasť zariadenia, ktoré je predmetom tohto vynálezu) generuje nízkotcplotnú plazmu pri atmosférickom tlaku vo vzduchu alebo inom bežnom pracovnom plyne, je odolný a bezpečný, schopný pracovať aj v prašnom prostredí a v kontinuálnej linke pri spracovania finálnej predsejbovej úprave semien.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Obr. 1 znázorňuje uskutočnenie zariadenia podľa vynálezu umožňujúceho úpravu osiva plazmou v definovanom pracovnomplyne.

Obr. 2 znázorňuje uskutočnenie zariadenia podľa vynálezu umožňujúceho úpravu osiva plazmou vo vzduchu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Realizácia vynálezu bude vysvetlená pomocou príkladov uskutočnenia. Uvedené výhodné uskutočnenia nemajú z hľadiska rozsahu ochrany žiadny obmedzujúci vplyv.

Príklad 1

Umelá infekcia zrna:

Zrno pšenice (10 g) bolo sterilizované 20 minút v autokláve pri teplote 120 °C a tlaku 120 kPa. K zrnu sa pridal 1 ml sporovej suspenzie íýtopatogénnej vláknitej huby Fusarium culmorum (c = 1.10⁶ spór/nú)

S K 79-2018 Α3 a po intenzívnom 10 minútovom trepaní na rotačnej trepačke (f = 4 Hz) bolo zabezpečené rovnomerné pokrytie povrchu zŕn spórami fytopatogéna.

Aplikácia plazmy:

Následne 24 hodín po umelej infekcii boh zrná pšenice exponované 30 až 300 s nízkotcplotnou plazmou. Po uplynutí 24 hodín bolo 50 zŕn pšenice vysadených na povrch predsušeného stuženého sladinového živného média v Petriho miskách (0 = 185 mm). Po 3-dňovej inkubácii pri laboratórnej teplote bol účinok NTP vyhodnotený pomocou indexu napadnutiapovrchuobiliek F. culmorum.

Použitie moridla:

Moridlo: Vitavax 2000 - 200 g účinnej látky/ÍL prípravku (thiram+carboxim)

Odporúčaná dávka moridla - 100 %-ná dávka (moriaca suspenzia):

lprípravok + 3 Ivoda/t osiva (pšenica, jačmeň, kukurica)

Na namorenie pšeničných zŕn bolo použité moridlo Vitavax 2000, vo východiskovej 100 %-nej dávke a v riedeniach 75 %, 50 %, 25 % a 10 % zo štandardnej dávky moridla. Následne bolo 10 g umelo infikovaných zŕn F. culmorum v 250 nú Erlenmayerových bankách ošetrené moridlom (z pripravených suspenzií) a obsah baniek bol intenzívne pretrepávaný 10 minút na rotačnej trepačke (f = 4 Hz), tak aby sa rovnomerne pokryl povrch zrna moridlom Po 24 hodinovom pôsobení moridla bolo vždy 50 pšeničných zŕn vysadených na povrch predsušeného stuženého sladinového živného média v Petriho miskách (0 = 185 mm). Po 3-dňovej inkubácu pri laboratórnej teplote bol účinokmoridla na F. culniorumvvhoánoicný pomocou indexu napadnutia.

Kombinácia NTP + moridlo:

Umelo infikované pšeničné zrno F. culmorum bolo exponované plazmou po dobu 30 s a 60 s a následne bolo zrno ošetrené moridlom Vitavax 2000 (dávka moridla 10 %, 25 % a 50 % zo štandardnej 100 %-nej dávky). Po 24 hodinách po aplikácii moridla bolo 50 zŕn pšenice vysadených na predsušené sladinové platne (0 = 185 mm). Po 3-dňovej inkubácii pri laboratórnej teplote bola efektívnosť ošetrenia zrna vyhodnotená stanovením indexu napadnutia.

Hodnotenie rastuíy topatogéna napovrchu obilnýchzŕn po úprave NTP, moridlom a kombináciou NTP + moridlo:

Zrná obilnín (pšenica, kukurica, jačmeň) boh hodnotené podľa intenzity rastu F. culmorum na povrchu zrna a jednotlivé zrná boh zaradené do tried uvedenýchv Tab. 1.

Tabuľka 1: Triedy napadnutiazma rastlinných matríc

Trieda	Napadnutý povrch zrna (%)
0	0
1	5
2	10
3	20
4	30
5	60 a viac

Na základe získaných hodnôt sme podľa Towsend-Heubergera vy počítali index napadnutia zrna podľa vzorca:

P - index napadnutia, n - počet zŕn v danej triede, v - trieda napadnutia, 5 - najvyššia trieda napadnutia, N - celkový počet zŕn.

Výsledky:

Získané výsledky sú uvedené v Tab. 2. Ako vyplýva z porovnania získaných výsledkov, kombinovaná úprava zrna pšenice plazmou a moridlom je výhodná. Ak bola na úpravu zŕn použitá iba plazma s časom expozície 30 s, index napadnutia zrna predstavoval 82 %. Pri použití iba moridla s dávkou účinnej látky 10 % index napadnutia zrna mal hodnotu 61 %. Ak sa však na úpravu zrna použil kombinovaný spôsob, teda 30 s plazma +10 % moridlo, index napadnutia zrna bol iba 12 %. Z týchto výsledkov je zrejmé, že sa aj napriek použitiu kratšej doby expozície NTP a nižšej dávky moridla dosiahol podstatne lepší výsledok ich vzájomnou kombináciou. Expozícia v plazme počas 60 s a moridlo v dávke predstavujúcej 10 % zo štandardnej dávky, viedlo k úplnej inhibícu rastu F. culmorum na povrchu pšeničných zŕn. Plazma teda výrazne znižovala množstvo moridla potrebného na dekontamináciu/devitalizáciu fytopatogéna na povrchu zrna, čím by potenciálne mohla prispievať k zníženiu zaťaženia životného prostredia xénobiotikami.

S K 79-2018 Α3

Tabuľka 2: Porovnanie indexu napadnutia umelo infikovaného zrna pšenice fytopatogénnou hubou F. culmorum po úprave plazmou, moridlom Vitavax 2000 a kombináciou aplikácie plazím a moridla v rôznej dávke.

Expozícia plazmou	Moridlo Vitavax 2000	Kombinácia plazma -i-moridlo
Čas opracovania plazmou (s)	Index napadnutia (%)	Dávka moridla (%)	Index napadnutia (%)	Čas opr. plazmou + dávka moridla	Index napadnutia (%)
0	100	0	100	0-0 (kontrola)	100
30	82	10	61	30 s + 25% V	5
60	60	25	36	30 s + 50% V	2
120	8	50	21	30 s + 10 % V	12
180	2	75	15	60 s + 10 % V	0
240	0	100	2

(V - Vitavax 2000)

Príklad 2

Zrno (10 g) kukurice bolo sterilizované 20 minút v autokláve pri teplote 120 °C a tlaku 120 kPa. K zrnu sa pridal 1 ml sporovej suspenzie fytopatogénnej vláknitej huby Fusarium culmorum (c = 1.10⁶ spór/nú) a po intenzívnom 10 minútovom trepaní na rotačnej tiepačke (f = 4 Hz) bolo zabezpečené rovnomerné pokrytie povrchu zŕn spórami fy topatogéna.

Aplikácia plazmy:

Následne po 24 hodinách po umelej infekcii boli zrná kukurice exponované 30 až 300 s nízkolcplotnou plazmou. Po uplynutí24 hodínbolo 30 zŕn kukurice vysadenýchnapredsušenésladinovéplatne(0= 185 mm). Po 3-dňovej inkubácii pri laboratórnej teplote bol účinok NTP vyhodnotený pomocou indexu napadnutia povrchu kukuričných zŕn F. culmorum.

Použitie moridla:

Na namorenie kukuričných zŕn bolo použité moridlo Vitavax 2000, vo východiskovej 100 %- nej dávke a v riedeniach s obsahom 75 %, 50 %, 25 % a 10 % zo štandardnej dávky moridla. Následne bolo 10 g umelo infikovaných kukuričných zŕn F. culmorum v 250 ml Erlenmayerových bankách ošetrené moridlom (z pripravených suspenzií) a obsah baniek bol intenzívne pretrepávaný 10 minút na rotačnej trepačke (f = 4 Hz), tak aby sa rovnomerne pokryl povrch zrna moridlom Po 24 hodinovom pôsobení moridla bolo 30 zŕn kukurice vysadených na predsušené sladinové platne (0 = 185 mm). Po 3-dňovej inkubácii pri laboratórnej teplote bol účinok moridla na F. culmorum - vyhodnotený pomocou indexu napadnutia.

Kombinácia NTP + moridlo:

Umelo infikované kukuričné zrná boli exponované plazmou po dobu 30 s a 60 s a následne upravené Vitavaxom 2000 (dávka moridla 10 %, 25 % a 50 % z odporúčanej dávky). Po 24 hodinách po aplikácii moridla bolo 30 kukuričných zŕn vysadených na predsušené sladinové platne (0 = 185 mm). Po 3-dňovej inkubácii pri laboratórnej teplote bola efektívnosť ošetrenia zrna vyhodnotená stanovenímindexu napadnutia.

Výsledky:

Kukuričné zrná boli hodnotené podľa intenzity rastu fytopatogénnej huby F. culmorum na povrchu zrna, jednotlivé zrná boli zaradené do tried uvedenýchvTab. 1 (v častiPriklad 1):

Tabuľka 3: Porovnanie indexu napadnutia umelo infikovaného zrna kukurice fytopatogénnou hubou F. culmorum po úprave plazmou, moridlom Vitavax 2000 a kombináciou aplikácie plazmy a moridla v rôznej dávke.

Expozícia plazmou	Moridlo Vitavax 2000	Kombinácia plazma + moridlo
Čas opracovania plazmou (s)	Index napadnutia (%)	Dávka moridla (%)	Index napadnutia (%)	Čas opr. plazmou + dávka moridla	Index napadnutia (%)
0	100	0	100	0-0 (kontrola)	100
30	10	10	60	30 s + 10 % V	5
60	6	25	53	30 s + 25 % V	5
120	0	50	28	30 s + 50 % V	4
		75	17	60 s + 10 % V	2
		100	7	60 s + 25 % V	1
				60 s + 50 % V	0

(V - Vitavax 2000)

S K 79-2018 Α3

Získané výsledky sú porovnané v Tab. 3. Ako vyplýva z dosiahnutých výsledkov, kombinovanou úpravou zrna kukurice, ktoré predstavovalo 60 s expozíciu zrna plazmou + 10 %-nú dávku moridla, bol zaznamenaný pokles indexu napadnutia na 2 %, v porovnaní s kontrolnou neupravenou vzorkou (100 %). Použitím 60 s pôsobenia plazmy + 25 % moridla klesol index napadnutia na 1 % a po 60 s pôsobenia plazmy + 50 % zo štandardnej dávky moridla bola zaznamenaná devitalizácia F. culmorum na povrchu kukuričných zŕn. Podobne ako pri pšenici, tak aj v tomto prípade je zrejmé, že aplikácia plazmy výrazne znižuje množstvo potrebného moridla. Kombinácia 60 s expozície plazmy + 50 % moridla bola postačujúca na úplnú inhibíciu rastu F. culmorum na povrchu zrna kukurice. Plazma sa tak javí ako možný prostriedok čiastočnej redukcie množstva súčasne používaných xénobiotík.

Príklad 3

Zrno (10 g) jačmeňa bolo sterilizované 20 minút v autokláve pri teplote 120 °C a tlaku 120 kPa. K zrnu sa pridal 1 ml sporovej suspenzie fytopatogénnej vláknitej huby Fusarium culmorum (c = 1.10⁶ spór/ml) a po intenzívnom 10 minútovom trepaní na rotačnej trepačke (f = 4 Hz) bolo zabezpečené rovnomerné pokrytie povrchu zŕn spórami íýtopatogéna.

Aplikácia plazmy:

Následne po 24 hodinách po umelej infekcii boh zrná jačmeňa exponované 15 až 300 s nízkotcplotnou plazmou. Po uplynutí 24 hodín bolo 50 zŕn jačmeňa vysadených na predsušené sladinové platne (0 = 185 mm). Po 3-dňovej inkubácii pri laboratórnej teplote bol účinok NTP na F. culmorum vyhodnotený pomocou indexu napadnutia zrna.

Použitie moridla:

Na namorenie jačmenných zŕn bolo použité moridlo Vitavax 2000, vo východiskovej 100 %- nej dávke a v riedeniach s obsahom 75 %, 50 %, 25 % a 10 % zo štandardnej dávky moridla. Následne bolo 10 g umelo infikovaných zŕn v 250 ml Erlenmayerových bankách upravených moridlom (z pripravených suspenzií) a obsah baniek bol intenzívne pretrepávaný 10 minút na rotačnej trepačke (f = 4 Hz) tak aby sa rovnomerne pokryl povrch zrna moridlom. Po 24 hodinovom pôsobení moridla bolo vždy 50 zŕn jačmeňa vysadených na predsušené sladinové platne (0 = 185 mm). Po 3-dňovej inkubácii pri laboratórnej teplote bol účinok moridla na F. culmorum vyhodnotený pomocou indexu napadnutia zrna.

Kombinácia NTP + moridlo:

Umelo infikované jačmenné zrno bolo exponované plazmou po dobu 15, 30 a 60 s a následne bolo zrno upravené moridlom Vitavax 2000 (dávka moridla 10 %, 25 % a 50 % zo štandardnej dávky). Po 24 hodinách po aplikácii moridla bolo 50 zŕn jačmeňa vysadených na predsušené sladinové platne (0 = 185 mm). Po 3-dňovej inkubácii pri laboratórnej teplote bola efektívnosť úpravy zrna vyhodnotená stanovením indexu napadnutia.

Výsledky:

Jačmenné zrná bob hodnotené podľa intenzity rastu huby F. culmorum na povrchu zrna, jednotlivé zrná boh zaradené do tried uvedených v Tab. 1 (v časti Príklad 1).

Získané výsledky sú porovnané v Tab. 4. Ako vyplýva z dosiahnutých výsledkov, kombinovanou úpravou zrna jačmeňa 15 s expozíciou plazmy + 10 % moridla sa dosiahol pokles indexu napadnutia na 57 % oproti kontrolnej neupravenej vzorke (100 %). Použitím 15 s pôsobenia plazmy + 25 % moridla klesol index napadnutia na 8 % a po 30 s pôsobenia plazmy + 10 % moridla bola zaznamenaná devitalizácia F. culmorum na povrchu jačmenných zŕn. Podobne ako pri pšenici, tak aj v tomto prípade je zrejmé, že aplikácia plazmy výrazne znižuje množstvo potrebného moridla. Kombinácia 30 s expozície plazmy + 10 % moridla bola postačujúca na devitalizáciu F. culmorum na povrchu zrna jačmeňa. Plazma sa tak javí ako možný prostriedok čiastočnej redukcie množstva súčasne používaných xénobiotík.

S K 79-2018 Α3

Tabuľka 4: Porovnanie indexu napadnutia umelo infikovaného zrna jačmeňa fytopatogénnou hubou F. culmorum po úprave plazmou, moridlom Vitavax 2000 a kombináciou aplikácie plazmy a moridla v rôznej dávke

Expozícia plazmou	Moridlo Vitavax	Kombinácia plazma + moridlo
Čas opracovania plazmou (s)	Index napadnutia (%)	Dávka moridla (%)	Index napadnutia (%)	Čas opr. plazmou + dávka moridla	Index napadnutia (%)
0	100	0	100	0-0 (kontrola)	100
15	66	10	100	15 s + 10 % V	57
30	24	25	91	15 s + 25 % V	8
60	6	50	85	15 s + 50 % V	4
120	0	75	53	30 s + 10 % V	0
180	0	100	50	30 s + 25 % V	0
240	0			30 s + 50 % V	0
300	0			60 s + 10 % V	0
				60 s + 50 % V	0

(V - Vitavax 2000)

Príklad 4

Príklad uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu umožňujúceho úpravu osiva plazmou v definovanom pracovnomplyne s následnou aplikáciou moridla (obr. 1).

Semená sa privádzajú dávkovačom 4 zo zásobníka do oblasti plazmového poľa 3. Plazma je generovaná v tenkej vrstve na povrchu platne zhotovenej z keramiky (AI2O3) a opatrenej elektródami. Plazma je generovaná povrchovým dielektrickým bariérovým výbojom 1 (PDBV) pri atmosférickom tlaku. Zariadenie je elektricky napájané pomocou zdroja vysokého napätia 2. Zariadenie obsahuje blok na kontrolu príkonu plazmy 7, ďalej senzory na sledovanie zloženia plynnej zmesi 8 pri plazmovej úprave osiva a sondy na meranie teploty 9 a relatívnej vlhkosti 10. Zariadenie obsahuje blok na zabezpečujúci rotačný pohyb semien v plazmovom poh a ich rovnomerné opracovanie plazmou 5. Následne po plazmovej úprave sú semená dopravované pomocou dopravníka 6 do bloku na ich finálnu povrchovú úpravu pomocou moridla 11 v nižšej dávke ako je štandardná. Zariadenie je opatrené krytom 12 so vstupom a výstupom pre plyn, ktorý umožňuje uskutočňovať plazmové opracovaniev bežných pracovných plynoch ako napr.: N2,02, CO2, nielen vo vzduchu.

Príklad 5

Príklad uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu umožňujúceho opracovanie osiva plazmou vo vzduchu s následnou aplikáciou moridla (obr. 2).

Semená sa privádzajú dávkovačom 4 zo zásobníka do oblasti plazmového poľa 3. Plazma je generovaná v tenkej vrstve na povrchu platne zhotovenej z keramiky (AI2O3) a opatrenej elektródami. Plazma je generovaná vo vzduchu povrchovým dielektrickým bariérovým výbojom 1 (PDBV) pri atmosférickom tlaku. Zariadenie je elektricky napájané pomocou zdroja vysokého napätia 2. Zariadenie obsahuje blok na kontrolu príkonu plazmy 7, blok zabezpečujúci plynulý rotačný pohyb semien v plazmovom poh a ich rovnomerné opracovanie plazmou 5. Následne po plazmovej úprave sú semená dopravované pomocou dopravníka 6 do bloku pozostávajúceho na ich finálnu povrchovú úpravu pomocou moridla 8 v nižšej dávke ako je štandardná. Zariadenie nie je opatrené krytom a senzormi na sledovanie zloženia plynnej zmesi pri plazmovej úprave osiva a sondami na meranie teploty a relatívnej vlhkosti.

Priemyselná využiteľnosť

Vynález je priemyselne využiteľný najmä v poľnohospodárstve na inaktiváciu nežiaducich mikroorganizmov a fýtopatogénov na osive za súčasného podstatného zníženia použitia chemických prostriedkov určených na ochranu osiva proti fýtopatogénom prenosných osivom Plazma je generovaná pri atmosférickom tlaku vo vzduchu alebo inom bežnom pracovnom plyne bez osobitných nárokov na vákuové komoiy a použitie vzácnych plynov na generovanie plazmy. Pôsobenie plazmy má súčasne stimulujúce účinky naklíčivosť a rastové parametre. Výnález je potenciálne vhodný na použitie v kontinuálnych linkách na predsejbovú úpravu osiva.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob predsejbovej úpravy rastlinných semien na inaktiváciu íýtopatogénov prenosných týmito semenami, vyznačujúci sa tým, že sa na semená postupne aplikuje nízkoteplotná plazma v rozsahu 10 - 300 sekúnd a následne moridlo, ktoiým sú chemické zlúčeniny samotné alebo ich zmes proti íýtopatogénompienosnýmrastlinnými semenami.
2. 2. Spôsob predsejbovej úpravy rastlinných semien podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že na dosiahnutie homogénneho opracovania plazmou počas aplikácie plazmy rovnomerne rotujú semená okolo horizontálnej osi otáčania v intervale 100 - 500 ot./min.
3. 3. Spôsob predsejbovej úpravy rastlinných semien podľa nárokov laž2, vyznačujúci sa tým, že plazma sa genemje pri atmosľérickom tlaku vo vzduchu alebo bežnom pracovnom plyne, najmä O₂, CO2, N₂.
4. 4. Spôsob predsejbovej úpravy rastlinných semien podľa nárokov laž3, vyznačujúci sa tým, že moridlo sa aplikuje v dávke zodpovedajúcej 10 až 50 % zo štandardnej dávky, na ochranu voči íýtopatogénomprenosnýmrastlinnými semenami.
5. 5. Zariadenie na predsejbovú úpravu rastlinných semien, na uskutočňovanie spôsobu podľa nárokov 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že pozostáva z bloku na povrchovú úpravu rastlinných semien plazmou a z bloku na následnú aplikáciu moridla na semená, pričom blok na úpravu semien plazmou pozostáva zo zdroja plazmy, teda platne (1) z dielektrického materiálu opatrenej elektródami, zdroja (2) vysokého napätia bloku (7) na kontrolu príkonu plazmy bloku (4) na zabezpečenie dávkovania semien, bloku (5) zabezpečujúce ho plynulý rotačný pohyb semien v plazmovom poli (3) a dopravníka (6), ktoiý dopravuje plazmou upravené semená do bloku (11) na aplikáciu moridla.
6. 6. Zariadenie na predsejbovú úpravu rastlinných semien podľa nároku 5, vyznačujúce sa tým, že je opatrené krytom (12) so vstupom a výstupom pre pracovný plyn, senzorom (8) na sledovanie zloženia pracovného plynu, senzorom (9) na sledovanie aktuálnej teploty a senzorom (10) na sledovanie relatívnej vlhkosti.