Предпосевная обработка семян озоном
Обновлено: 04.10.2024
озоновоздушная смесь / озонирование / яровая пшеница / предпосевная обработка / концентрация озона / семена / урожайность / качество зерна / ozone air mixture / ozonation / spring wheat / pre-sowing seed treatment / ozone concentration / seeds / yield / grain quality
Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — А. Н. Сорокин, Т. М. Морозова
В статье отражены результаты исследований по предпосевной обработке семян яровой пшеницы озоновоздушным агентом различных концентраций и экспозиции для повышения посевных качеств, урожайности и качества зерна в условиях Костромской области. Обработка семян проводилась в специальных приборах озонаторах, которые могут поддерживать заданную концентрацию озона и время обработки (воздействия). На дерновоподзолистой почве в лабораторных и полевых опытах Костромского НИИСХ изучены концентрации озона 0,8, 1,5 и 2,8 мг/м3 при времени обработки (экспозиции) 10, 20 и 30 минут. Предпосевное озонирование семян повышает их энергию прорастания и всхожесть, увеличивает урожайность зерна на 0,12-0,35 т/га (11,3-29,6 %), натуру на 4-11,7 г/л (5,2-14,2 %). Из изученных режимов озонирования наиболее эффективным для повышения урожайности и качества зерна является обработка семян концентрацией 1,5 мг/м3 при экспозиции 20 минут. За счет большей длины колоса, возросла масса зерна и количество его в колосе, что оказало влияние на повышение продуктивности в варианте озон 2. В совокупности с большей густотой стояния растений это способствовало формированию максимальной урожайности зерна на этом варианте, превышающий контроль на 0,35 т/га (18 %), сбор сырого белка на 45 кг/га (23 %). Озонирование семенного материала является экологически безопасным приёмом увеличения урожайности зерновых культур.
Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — А. Н. Сорокин, Т. М. Морозова
INFLUENCE OF OZONATION ON CROP YIELD AND GRAIN QUALITY OF SPRING WHEAT
In this article there are results of pre-sowing seed treatment of spring wheat with ozone air mixture different concentration and exposition for rising sowing characteristics, yield and grain quality in Kostroma oblast. Seed treatment was carried out in special ozonation plant, which could keep preset concentration of ozone and treatment time (exposure time). During labor and field tests in Kostroma Agricultural Research Institute on soddy-podzolic soil were studied ozone concentrations 0.8, 1.5 and 2.8 mg/m3 within 10, 20 and 30 minutes (exposition). Pre-sowing seed ozonation enhanced its viability and germination energy, increased yield by 0.12–0.35 t/ha (11.3–29.6 %), increased grain unit by 4–11.7 gr/l (5.2–14.2 %). Among all researched conditions the best one was seed treatment on concentration 1.5 mg/m3 and exposition within 20 minutes. Due to longer head there were more grains in it and their weight also increased. It influences productivization in variant ozone-2. In conjunction with better plant population it promoted maximum grain quality . Variant ozone-2 exceeded control by 0.35 t/ha (18 %), exceeded crude protein by 45 kg/ha (23 %). Seed ozonation is an environmentally friendly way for rising crop yield .
ВЛИЯНИЕ ОЗОНИРОВАНИЯ СЕМЯН НА УРОЖАЙНОСТЬ
И ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
Костромской научно-исследовательский институт сельского хозяйства, ул. Кукалевского, д.18, с. Минское, Костромской р-н, Костромская обл., 156543, Российская Федерация
Резюме. В статье отражены результаты исследований по предпосевной обработке семян яровой пшеницы озоновоздушным агентом различных концентраций и экспозиции для повышения посевных качеств, урожайности и качества зерна в условиях Костромской области. Обработка семян проводилась в специальных приборах - озонаторах, которые могут поддерживать заданную концентрацию озона и время обработки (воздействия). На дерново- подзолистой почве в лабораторных и полевых опытах Костромского НИИСХ изучены концентрации озона 0,8, 1,5 и 2,8 мг/м3 при времени обработки (экспозиции) 10, 20 и 30 минут. Предпосевное озонирование семян повышает их энергию прорастания и всхожесть, увеличивает урожайность зерна на 0,12-0,35 т/га (11,3-29,6 %), натуру на 4-11,7 г/л (5,2-14,2 %). Из изученных режимов озонирования наиболее эффективным для повышения урожайности и качества зерна является обработка семян концентрацией 1,5 мг/м? при экспозиции 20 минут. За счет большей длины колоса, возросла масса зерна и количество его в колосе, что оказало влияние на повышение продуктивности в варианте озон - 2. В совокупности с большей густотой стояния растений это способствовало формированию максимальной урожайности зерна на этом варианте, превышающий контроль на 0,35 т/га (18 %), сбор сырого белка на 45 кг/га (23 %). Озонирование семенного материала является экологически безопасным приёмом увеличения урожайности зерновых культур.
Ключевые слова: озоновоздушная смесь, озонирование, яровая пшеница, предпосевная обработка, концентрация озона, семена, урожайность, качество зерна.
Для цитирования: Сорокин А.Н., Морозова Т.М. Влияние озонирования семян на урожайность и показатели качества зерна яровой пшеницы // Владимирский земледелец. 2018. №3.
Разработка научных основ производства сельскохозяйственной продукции, обеспечивающих безопасность окружающей среды, качество продуктов питания и здоровья человека, должно быть одной из важнейших задач государства. В последние годы наметилась тенденция к экологизации технологий выращивания сельскохозяйственных культур при сохранении высоких урожаев и качества продукции. Подготовка посевного материала и его качество является одним из основных факторов получения высоких и устойчивых урожаев, поэтому при обработке семян также расширяется спектр способов их подготовки. Одним из них является использование озоновоздушной смеси, которая в различных концентрациях способствует повышению посевных качеств семян и подавлению патогенной микрофлоры. Данное направление позволяет
ограничить или исключить применение традиционных химических средств защиты растений, которые могут оказывать отрицательное воздействие на окружающую среду и человека.
Исследователи по озонированию семян пшеницы выявили его влияние на энергию прорастания, всхожесть, силу роста, урожайность, развитие болезней, подавление грибных инфекций и другие показатели [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]. Однако единых универсальных методик использования озонирования для обработки семян пока не выработано. Изучение этого вопроса представляет научный и практический интерес.
Цель исследований - определение оптимальных параметров предпосевной обработки семян яровой пшеницы озоновоздушной смесью, для повышения урожайности и улучшения качества зерна.
Исследования проводили с сортом яровой пшеницы Дарья (семена категории РС-1). В лабораторных опытах изучали три концентрации озона - 0,8 (озон - 1), 1,5 (озон - 2) и 2,8 (озон - 3) мг/м3 при экспозициях 10, 20 и 30 минут. Определяли посевные качества семян по ГОСТ 12038, химический состав зерна (фосфор, калий, белок), показатели качества (натура, масса 1000 зёрен) по общепринятым методикам. В зерне определяли содержание азота согласно ГОСТ 13496.4-93, фосфора - ГОСТ 26657-97, калия - ГОСТ 30504-97, массу 1000 зёрен - по ГОСТ 12042-80.
В полевых опытах определяли фенологические фазы, урожайность и элементы её структуры по методике Н.А. Майсуряна [11]. Полевые опыты закладывали на типичных для региона дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах со слабокислой реакцией (рН), средним содержанием фосфора и низким содержанием калия. Насыщенность основаниями повышенная.
Яровую пшеницу выращивали по традиционной для Костромской области технологии, с посевом в первой декаде мая. Площадь делянки в полевом опыте составляла 20 м2, учётной 18 м2.
Математическая обработка результатов опытов
1. Влияние озонирования на урожайность зерна
Вариант Урожайность зерна 2015-2017 гг. В среднем за три года
2015 г. 2016 г. 2017 г.
т/га +/- к контролю т/га +/- к контролю т/га +/- к контролю т/га +/- к контролю
Контроль 1,71 - 2,51 - 1,65 - 1,96 -
Озон-2 2,08 0,37 3,08 0,57 1,78 0,13 2,31 0,35
Озон-3 1,92 0,21 2,68 0,17 1,66 0,01 2,08 0,12
НСР05 0,17 0,15 0,09 0,13
2. Элементы структуры урожайности (2015 г.)
проводилась с помощью программ AGROS 2.02 и Excel 2007 по методике Б.А. Доспехова [12].
Результаты и обсуждение. В лабораторных исследованиях установлено, что воздействие на семена озоновоздушной смесью проявилось при всех концентрациях, увеличив энергию прорастания на 1,0-6,3 % и лабораторную всхожесть семян на 2,4-6,7 % по сравнению с контролем. Существенное превышение над контролем получено в вариантах озон-1 и озон-2 только при экспозиции 30 минут. В варианте озон-3 наблюдалось существенное превышение на всех концентрациях.
Наибольшая всхожесть отмечена в вариантах озон-1 (30 минут) - 96 %, озон-2 (30 минут) - 97 % и озон-3 (20 минут) - 98 %. Так же, в варианте озон-3 при экспозиции 10 минут всхожесть составила 96 %, а 30 минут - 97 %. Таким образом, наблюдается тенденция к возрастанию всхожести семян с увеличением концентрации и времени обработки в рассматриваемом диапазоне.
В полевых опытах изучали варианты озон-2 и озон-3 при экспозиции 20 минут.
Погодные условия в период исследований отличались непостоянством по количеству осадков и температуре воздуха, но позволили получить урожай зерна на уровне среднеобластных значений. В 2015 г. отмечалось переувлажнение почвы при пониженной температуре воздуха (но близкой к многолетним значениям) во второй половине лета, хотя для появления всходов и начального развития растений условия были вполне благоприятными. В целом, за вегетационный период 2015 г. выпало 287 мм осадков при норме 259 мм, сумма эффективных температур составила 1232 °С при средней многолетней 1360 °С.
Условия вегетации 2016 г. можно в целом охарактеризовать как благоприятные и по температурному режиму, и по количеству осадков. В 2017 г. в первой
половине вегетации температура воздуха была ниже среднемноголетних значений при избыточном количестве осадков. ГТК июня составил 3,3 при среднемноголетнем показателе 1,43. В июле ГТК был 2,10 (среднемноголетний 1,52) при температуре воздуха близкой к норме. Август был теплее и засушливее обычного, что позволило растениям компенсировать недостаток тепла для накопления урожая в июне-начале июля.
Фенологические наблюдения в целом показали, что визуальных отличий по времени наступления фаз роста и развития растений между вариантами опытов не отмечено.
Обработка семян озоном оказала влияние на урожайность зерна (табл. 1) и элементы её структуры.
В 2015 г. наибольшая урожайность зерна получена в варианте озон-2, что составило 2,08 т/га, превысив контроль на 0,37 т/га или на 21,6 %. Вариант с двойной нормой озона также обеспечил прибавку на 0,21 т/га. Оба варианта с озоном существенно превысили контроль.
Аналогичная тенденция отмечена в 2016 г. - наибольшая урожайность получена в варианте озон-2 на уровне 3,08 т/га, с существенной прибавкой к контролю 0,57 т/га или 22,7 %. Вариант озон-3 тоже обеспечил достоверное превышение над контролем - 0,17 т/га.
В 2017 г. единственным вариантом, существенно превысившим контроль по урожайности, был озон-2. Урожайность пшеницы составила 1,78 т/га, что больше контроля на 0,13 т/га.
В среднем за годы исследований можно выделить вариант озон-2, в котором в различные погодные условия урожайность зерна стабильно превышала контроль на 0,13-0,57 т/га (в среднем за три года 2,31 т/га, что выше контроля на 0,35 т/га). Причем в годы с благоприятными погодными условиями превышение было максимальным. Вариант озон-3 за годы исследований обеспечил увеличение урожайности лишь на 0,12 т/га, что было несущественно относительно контроля.
Рассматривая структуру урожайности зерна, можно отметить положительное доминирование варианта озон-2 (табл. 2).
За счет большей длины колоса, возросла масса зерна и количество его в колосе, что оказало влияние на
Вариант Длина ко- Масса зерна Количество Масса
лоса, см с 1 колоса, г зерен в 1000
колосе, шт. зерен, г
Контроль 6,7 0,90 21,5 38,1
Озон -2 7,4 1,02 22,6 38,8
Озон -3 7,1 0,98 22,1 38,5
3. Показатели качества зерна
Вариант Показатели качества зерна
натура, г/л +/- к контролю, г/л масса 1000 зёрен, г +/- к контролю
Контроль 778 - 38,1 -
Озон - 2 782 4 38,8 0,7
Озон - 3 780 2 38,5 0,4
Контроль 779 - 36,37 -
Озон - 2 781 2 37,07 0,7
Озон - 3 779 0 38,43 2,06
Р вар 1,308 0,350
Контроль 752 - 34,12 -
Озон - 2 758 6 35,60 1,48
Озон - 3 785 33 33,92 -0,02
Р вар 1,204 0,270
В среднем в годы исследований
Контроль 770 - 36,2 -
Озон - 2 774 4 37,2 0,96
Озон - 3 781 11,7 36,95 0,81
повышение продуктивности в варианте озон - 2. В совокупности с большей густотой стояния растений это способствовало формированию максимальной урожайности зерна на этом варианте.
Озонирование семян, кроме повышения урожайности зерна, оказало влияние и на его качество. В частности, положительное действие отмечено на натуру зерна и показатели химического состава.
В условиях Костромской области зерно яровой пшеницы относится к высоконатурному, если его натура превышает 730 г/л. Во всех вариантах опыта было получено высоконатурное зерно. Существенное превышение контроля отмечено только в 2017 г. в варианте озон-3, когда натура составила 785 г/л, в то время как в контроле - 752 г/л (табл. 3).
Масса 1000 зёрен, являясь наименее изменяющимся показателем структуры урожая, не показала каких-либо зависимостей. Вариант озон-2 (за три года) обеспечил небольшое превышение над контролем, как и вариант озон-3, но скорее всего это связано с воздействием на растения сложного комплекса биологических, почвенно-климатических и агротехнических факторов при формировании агроценоза и элементов структуры урожая.
Биохимические показатели качества зерна позволили, в том числе определить, насколько благоприятными были условия года для возделывания культуры.
Содержание белка в зерне пшеницы больше 14 % свидетельствует о её высоком качестве, пригодности для продовольственных целей при соответствии других показателей качества требованиям государствен-
ных стандартов. Однако в условиях Костромской области в силу естественных причин содержание белка часто не превышает 10 %. Кроме того, на этот показатель значительное влияние оказывают условия года, в частности характер увлажнения почвы и температура воздуха.
В годы исследований содержание белка в зерне не превышало 12 %. Из таблицы 4 наглядно видно, что, в первую очередь, на содержание белка влияют условия года. В условиях избыточной влажности и недостатка тепла вегетационного периода 2017 г. содержание белка, как и следовало ожидать, было самым низким и не превысило 9 %. Несмотря на некоторое повышение содержания белка в вариантах озон-2 и озон-3 по сравнению с контролем, нельзя утверждать, что оно было существенным. Содержание фосфора и калия в зерне хотя и имело колебания по годам, также практически не зависело от предпосевного озонирования семян. По соотношению содержания калия и белка в 2016 и 2017 гг. проявляется характерная закономерность - меньшее содержание калия соответствует большему содержанию белка и, наоборот. Обычно считается, что содержание белка в зерне при повышении урожайности может снижаться, что может объяснить факт близкого по содержанию белка урожая 2016 и 2015 года при разном уровне урожайности.
Выход сырого белка, как следствие урожайности зерна и содержания белка в нём, в 2017 г. был самым низким за годы исследований. Тем не менее, вариант озон-2 превысил контроль по сбору белка на 19 кг/га и обеспечил его сбор в количестве 161 кг. Наибольший сбор сырого белка отмечен в благоприятном 2016 г., когда в контроле было получено 276 кг сырого белка, варианте озон-2 - 331 кг, озон-3 - 312 кг. В 2015 г., несмотря на то, что он был менее благоприятным по погодным условиям, чем 2016 г., содержание белка было очень близким. Мы считаем что это связано с накоплением белка в зерне, большое количество осадков 2015 года компенсировалось близкой к среднемноголетним значениям температурой воздуха. В целом за годы исследований можно выделить вариант озон-2, который способствует большему сбору сырого белка (на 45 кг) с единицы площади.
$м Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
Kostroma Agricultural Research Institute, ul. Kukalevskogo 18, selo Minskoye, Kostromskoj rajon, Kostroma oblast, 156543, Russia
Abstract. In this article there are results of pre-sowing seed treatment of spring wheat with ozone air mixture different concentration and exposition for rising sowing characteristics, yield and grain quality in Kostroma oblast. Seed treatment was carried out in special ozonation plant, which could keep preset concentration of ozone and treatment time (exposure time). During labor and field tests in Kostroma Agricultural Research Institute on soddy-podzolic soil were studied ozone concentrations 0.8, 1.5 and 2.8 mg/m3 within 10, 20 and 30 minutes (exposition). Pre-sowing seed ozonation enhanced its viability and germination energy, increased yield by 0.12-0.35 t/ha (11.3-29.6 %), increased grain unit by 4-11.7 gr/l (5.2-14.2 %). Among all researched conditions the best one was seed treatment on concentration 1.5 mg/m3 and exposition within 20 minutes. Due to longer head there were more grains in it and their weight also increased. It influences productivization in variant ozone-2. In conjunction with better plant population it promoted maximum grain quality. Variant ozone-2 exceeded control by 0.35 t/ha (18 %), exceeded crude protein by 45 kg/ha (23 %). Seed ozonation is an environmentally friendly way for rising crop yield.
Keywords: ozone air mixture, ozonation, spring wheat, pre-sowing seed treatment, ozone concentration, seeds, yield, grain quality.
К эффективным способам улучшения качества посевного материала относится воздействие на семена физическими факторами, обеспечивающими экологическую чистоту производства продукции растениеводства. К числу таких факторов относится предпосевная обработка семян озоном [1,2].
Основной механизм получения озона связан с синтезом его из кислорода или воздуха в неравновесном газовом разряде атмосферного давления [3]. Создаваемые генераторы озона – озонаторы должны отличаться простотой эксплуатации, надежностью работы, низким энергопотреблением.
Введение в конструкцию данных устройств подвижных электродов – роторов с диэлектрическим покрытием приводит к возможности применения для обработки семян барьерной короны постоянного тока [6] и однородного поверхностного разряда[7], характеризующихся широким регулированием производительности озона в зависимости от уровня напряжения на электродах и скорости вращения ротора. Для стационарных электродов возможно применение незавершенного поверхностного разряда, возбуждаемого от высоковольтного источника знакопеременного напряжения с частотой 1-10кГц [8].
Рис. 2. Лабораторная модель установки для обработки семян в газовом разряде: 1-электроразрядный генератор с двумя парами движущихся электродов; 2-дисковый подвижный электрод-платформа для семян
Новый ряд созданных в СГАУ типов озонаторов определил задачу их апробационных испытаний. В данной работе приведены результаты применения нескольких типов созданных озонаторов для развития технологии обработки семян. Исследования были выполнены весной 2009 г. совместно с кафедрой экологии и растениеводства Самарского государственного университета (науч. сотр. Ю.В. Макарова).
Лабораторные опыты по обработке семян озоном
1. Предварительная подготовка семян к обработке
Подготовка семян к обработке состояла в ранжировании их по величине, что уже на предварительном этапе позволяло получить относительно однородный по морфологии и содержанию запасаемых питательных веществ материал, а значит, впоследствии значительно точнее оценить степень влияния озонирования на растения. В частности, в ходе первичного осмотра пакетированных семян огурца была выявлена их размерная и качественная неоднородность. Предлагаемый производителем материал был поделен на 4 категории:
1. крупные семена (размер семени 0,90-0,95см, доля от общего количества семян 32,77%);
2. средние семена (размер семени 0,70-0,80см, доля от общего количества семян 47,91%);
3. мелкие семена (размер семени 0,50-0,65см, доля от общего количества семян 7,56%);
4. брак (раздавленные и битые семена, доля от общего количества семян 11,76%).
Сходный разбор семян по фракциям был произведен в отношении овса:
1. крупные семена (размер семени 1,50-1,70см, доля от общего количества семян 11,22%);
2. средние семена (размер семени 1,30-1,40см, доля от общего количества семян 51,21%);
3. мелкие семена (размер семени 0,60-1,20см, доля от общего количества семян 33,48%);
4. брак и сор (битые и пораженные грибными инфекциями семена овса, семена других растений, сор, доля от общего количества семян 4,09%).
Для эксперимента нами были взяты семена огурца и овса средней величины (0,70-0,80см и 1,30-1,40см соответственно), как наиболее многочисленные среди представленных размерных фракций.
2. Комбинированная технология обработки семян озоном
В первой серии опытов для озонообработки применялся специально разработанный и изготовленный озоногенератор на основе незавершенного поверхностного разряда с рабочей камерой кольцевого типа. Одним из достоинств данного вида разряда является возможность формирования потока озоновоздушной смеси, что в ряде случаев исключает необходимость применения вентилятора. Кроме этого для измерения концентрации озона на выходе из рабочей камеры генераторов был разработан и создан спектрофотометрический стенд [9].
Согласно [1,2] величина отклика семян на озонообработку зависит от концентрации озона, времени обработки и сорта зерновой культуры. Для применявшегося там метода обработки бурта яровой пшеницы продувкой оптимальная концентрация озона находилась в диапазоне от 50 мг/м 3 до 500 мг/м 3 . При этом было показано, что при концентрации озона 5 мг/м 3 эффект воздействия на семена пшеницы практически отсутствовал.
Так как в нашем случае концентрация озона лишь незначительно превышала минимально допустимый уровень для озонообработки, то в данной работе ставилась задача поиска комбинированной технологии обработки, состоящей по крайней мере из двух способов воздействия озона на семена.
На первом этапе отобранные семена были подвергнуты воздействию озоно-воздушным потоком. Время воздействия составило 2, 4, 6, и 8 минут. В контрольном варианте семена не обрабатывались озоном.
Обработка семян производилась в созданной на основе озонатора кольцевого типа 1 экспериментальной установке (рис. 3).
Семена помещались в один слой на поверхности плоской металлической сетки, лежащей на краях полиэтиленовой тарелки 2, которая, в свою очередь, устанавливалась на подвижном диске 3 устройства 4. В процессе обработки скорость вращения диска составляла 33 об/мин. Металлическая сетка с семенами находилась на малом расстоянии (15 – 20 мм) от нижнего края корпуса кольцевой рабочей камеры озонатора для реализации процесса продувания семян генерируемым озоно-воздушным потоком. За счет вращения сетки с семенами создавались условия для однородности обработки семян в потоке с озоном.
Рис. 3. Общий вид экспериментальной установки:1-рабочая камера озоногенератора; 2-полиэтиленовая тарелка; 3-подвижный диск; 4-электропривод
За этапом сухого протравливания семян проводилась их обработка в озонированной дистиллированной воде. Время обработки воды было сходно со временем обработки семян в воздухе. Для обработки дистиллированной воды был применен озонатор роторного типа с барьерной короной постоянного тока (рис.4).
В рабочей камере озонатора высоковольтные электроды ножевого типа устанавливались на поверхности диэлектрического ротора и имели рабочий зазор с внутренней образующей цилиндрического корпуса. Разряд возбуждался от источника постоянного напряжения отрицательной полярности. Прокачка воздуха через рабочую камеру осуществлялась за счет совмещения ротора с крыльчаткой вентилятора.
К числу основных, непосредственно доступных для анализа на ранних стадиях развития растительных организмов показателей относятся энергия прорастания семян и их всхожесть [10]. Энергия прорастания показывает быстроту и дружность появления нормальных проростков (развивающих здоровые корни длиной не менее длины семени), а всхожесть – число нормально проросших и наклюнувшихся семян (корни имеют меньшую длину, чем длина самого семени) за срок, установленный для каждой конкретной культуры согласно ГОСТ.
В итоге нами была произведена оценка влияния озонирования на посевные качества семян в следующих вариантах обработки:
1. Контроль (семена и вода не обработаны);
2. 2 мин. (семена и вода обработаны по 2 минуты);
3. 4 мин. (семена и вода обработаны по 4 минуты);
4. 6 мин. (семена и вода обработаны по 6 минуты);
5. 8 мин. (семена и вода обработаны по 8 минуты).
3. Анализ результатов первой серии опытов
по обработки семян озоном
Полученные результаты обработки семян озоном в рассмотренной серии опытов представлены в виде диаграмм (рис.5а,б). Из рис.5а видно, что предложенный режим обработки озоном зерновок и воды для их замачивания отодвигают временные сроки прорастания овса. Однако, сила угнетающего воздействия озона существенно снижается от наименьшего времени воздействия (2 мин.) к наибольшему (8 мин.).
Рис.5а,б. Влияние продолжительности озонирования на энергию прорастания и всхожесть: а – овса; б - огурца (вариант с обработкой воды и посевного материала).
Диаграмма на рис.5б. показывает, что в отличие от овса, озонирование положительно влияет на большинство ростовых параметров огурца.
Прежде всего до 22,2% увеличивается энергия прорастания семян, и до 15,8% растет их всхожесть.
Столь кардинально выраженные различия в характере и степени воздействия озонирования на овес и огурец могут быть объяснены индивидуальными особенностями развития этих культур, а также принадлежностью к разным систематическим классам – однодольным и двудольным соответственно.
Тем не менее, выполненный этап исследований показывает перспективность разработки комбинированных технологий озонообработки семян, открывающих путь для применения озонаторов с малой концентрацией озона на выходе. При этом существенно снижается роль опасных факторов, сопутствующих мощным озоногенераторам. Также повышается доступность применения озонообработки в условиях малых частных хозяйств.
Главная положительная сторона озонообработки – снижение роли ставших традиционными химических протравителей и стимуляторов роста растений.
1. Шестерин И.В. Влияние озона и протравителей на посевные качества и оздоровление яровой пшеницы: Автореф. дисс. … к-та сельхоз. наук. Саратов: НИИСХ Юго-Востока, 2004. – 24с.
2. Белоусов В.И. Повышение посевных, урожайных свойств семян и снижение токсичности зерна гречихи: Автореф. дисс. … к-та сельхоз. наук. Ставрополь: СтГАУ, 2005. – 22с.
3. Филиппов Ю.В., Вобликова В.А. Пантелеев В.И. Электросинтез озона.-М.: МГУ, 1987. – 237с.
4. А.с. № 1727603 СССР, МКИ А01С1/00. Устройство для предпосевной обработки семян / О.А. Журавлев, В.П. Шимаров. Опубл. 23.04.92., Бюл. № 15.
5. Патент № 2034778 RU, МКИ С01 В13/11. Плазмохимический генератор роторного типа/ О.А. Журавлев.Опубл. 10.05.95., Бюл. №13.
6. Патент № 2030046. Н01S3/0977 Устройство возбуждения объемного разряда в плотных газах / О.А. Журавлев. Опубл 28.02.95. Бюл. № 6.
7. Патент № 2106049 Устройство возбуждения однородного поверхностного разряда в плотных газах/ О.А. Журавлев. Опубл 27.02.98. Бюл.№6.
12. Патент № 2105438 МКИ С01 В13/11. Плазмохимический генератор с самопрокачкой газа/ О.А.Журавлев, В.П. Марков. Опубл. 20.02.98. Бюл. №5.
Основные термины (генерируются автоматически): семя, размер семени, обработка семян, дистиллированная вода, концентрация озона, рабочая камера, энергия прорастания, доля, кольцевой тип, овес.
Озонирование семян
Дорогие форумчане! В который раз к вам за советом. Увидела рекламу озонатора - комплексного прибора, который и продукты от гормонов-антибиотиков вычищает и как антисептик работает, и самое главное - ускоряет проращивание семян и повышает всхожесть. Ну просто такой чудо-аппарат, что возникают сомнения. а не очередное ли это вранье? Аппарат не из дешевеньких! Одиннадцать тысяч рублей просят за это чудо. Что вы думаете?
Вот и я уже этой рекламы насмотрелся, и видео всяких. Ну не верю. Не может озон так проникать в мышечную структуру, чтобы за какие-то минуты выводить из мяса и гормоны, и антибиотики. Про растения - длительное вымачивание помогает избавиться от пестицидов, поэтому могу поверить, но то, что это действительно - чудо препарат, извините с трудом. Насчет озонирования семян для повышения всхожести нужно почитать, проверить. Все остальное - увы и ах. Как человек, слегка знакомый с химией, могу представить, что озонатор можно использовать для подавления роста гнилостных бактерий и вообще вредной микрофлоры. Все остальное - из разряда фантастики. Но отпишусь еще.
В общем, все примерно так, как я и предполагал. Покопался в интернете, ничего особо серьезного - в виде серьезных исследований о бытовых озонаторах не нашел. Видео с озонированием мертвой курицы подвергаю глубокому сомнению. Самые ответственные продавцы озонаторах о таких "чудесных" свойствах своих приборов не пишут. Но с семенами история другая. Озонировать семена действительно полезно. И даже есть научные исследования на этот счет. Сейчас расскажу. Озонирование в растениеводстве используется для сушки и предпосевной обработки семян. Указываемый эффект большей всхожести, который рекламируют многие продавцы волшебных озонаторов, на мой взгляд объясняется тем, что озонирование убивает грибковую микрофлору, что естественно, помогает выживать и давать ростки большему количеству семян. Исследователи из Костромского научно-исследовательского Института сельского хозяйства отмечают ряд положительных моментов, которые имеет обработка (предпосевная) семян: подавляются вирусы, грибковые заболевания, бактериальные заражения. Возникающая на поверхности семян пленка, которая образуется при смешивании озона с влажным воздухом, также предотвращает поражение семян грызунами и вредителями. Стоит, однако, обратить внимание, что при обработке семян озоном наибольший эффект достигается, если смешивать озон с увлажненным воздухом, потому что в сухом воздухе озон малоэффективен.
Правда? Я даже не знаю как относиться к этому. С одной стороны, если есть такие исследования и доказана учеными польза, то можно доверять. Это по отношению к озонированию семян. Но с другой то стороны - озон опасен для человеческого организма. Это прежде всего. Хотя может я не понимаю просто принципа работы аппарата. Ну что ж, придется искать инфу опять в отзывах.
Тема правильно поднята вообще. Я смотрю все больше и больше начинают звучать разговоры о том, что подобное озонирование полезно. Я скептически отношусь к подобным утверждениям. Если так посмотреть, то заявлено, что вредные бактерии убивает сие чудо пытливого ума человека. Могу ошибаться, но по моему есть и полезные бактерии. Или же ошибаюсь? Не моя тем эти микроорганизмы и прочее. Но в любом случае я с сомнением отношусь к новинкам таким, которые по заявлению автора спасут вас. А вот прочла, что такой озонатор (был проведен опыт частным человеком) повышает уровень нитратов в продукте. Так что же получается, что убираем одно, а другое наоборот прибавляем? К тому же, что меня настораживает, что по заявлению, этот озонатор наоборот нитраты убирает, а на практике получается совсем не так. А может подобное повышение нитратов и приводит к хорошей всхожести? Как вы считаете?
Маловероятно, что озон повышает количество нитратов в семенах. К тому же, нитраты в семенах - это не проблема, если мы не собираемся эти семена есть. Я не думаю, что озон может как-то эффективно уничтожить споры грибов и бактерий на семенах. Не говоря уже о вирусах, грибах и бактериях внутри семян. Не очень понятно как обработывать массу семян. Пропускать через них озонированный воздух? Озон, наверно, и может уничтожить бактерии, которые находятся в воздухе, но внутрь семени он не проберется. Эффективнее использовать перекись водорода для обработки семян - тот же активный кислород. Или марганцовку, если у кого осталась в запасе. В этих случаях можно добиться более полного соприкосновения активного кислорода со всей поверхностью семян. Но, опять же, внутрь семени, как и озон, ни перекись, ни марганцовка не проникнут. Все это контактные вещества, в сельском хозяйстве на них далеко не уедешь. Нужны системные, которые проникают внутрь семени. В общем, пошаманить озоном над семенами можно. Особенно если семян немного. И даже можно увидеть какую-то разницу по сравнению с контролем, семя - сложный биологический объект, на него даже тяжелые металлы в определенных концентрациях могут положительно подействовать. Но серьезно к озонированию семян лучше не относиться. Тем более за какие-то серьезные деньги. Если у вас три семечка какого-то уникального растения - озонируйте, хуже не будет. А если у вас килограмм, центнер, тонна семян пшеницы и цель - получить как можно более высокий урожай, - возьмите системный протравитель.
Я пробовал барботировать семена с озоном, эффект есть, только он сильно зависит от дозы озона (времени и концентрации) и вида семян. Большие дозы озона снижают всхожесть и энергию роста, а малые вообще эффекта не оказывают. В публикациях и диссертациях данные по дозам сильно разнятся, каких-то норм не существует, так что советую сначала провести пробные посевы с разным временем обработки (10, 20, 30 мин. и т.д.) и подобрать оптимальный режим.
В работе представлены результаты испытаний технологии предпосевной обработки семян яровых и озимых зерновых колосовых культур экологически чистой озоновоздушной смесью с целью повышения устойчивости растений к стрессовым агроклиматическим условиям и увеличения урожая. Технология разработана на основе многолетнего проведения производственных испытаний, лабораторных и полевых опытов.
Повышение урожайности сельскохозяйственных культур является стратегически важной проблемой для многих государств, которой уделяется значительное внимание, как в научных исследованиях, так и в производственных условиях. Одним из важных элементов технологического процесса выращивания зерновых культур, который оказывает влияние на повышение урожая и качества продукции растениеводства, является предпосевная обработка семян. В настоящее время предпосевная обработка семян осуществляется преимущественно химическими способами [1]. Но вместе с достижением положительных результатов, использование химических способов защиты растений имеет ряд отрицательных последствий, среди которых загрязнение окружающей среды, накопление опасных химических веществ, как в почве, так и в продукции растениеводства, трудоемкость при выполнении работ.
Анализируя различные альтернативные разработки технологий предпосевной обработки семян [2], можно сделать вывод, что озоновые технологии являются наиболее привлекательными для этой цели. Это обусловлено тем, что озон проявляет комплексное действие на семена, как активирующий и дезодорирующий агент, а технологии применения озона достаточно просты и экологически безопасны. Механизм действия озона на семена заключается в интенсификации обмена веществ во время прорастания и активации биохимических процессов в зародыше под действием атомарного кислорода, который является продуктом распада озона.
Следует отметить, что исследования, которые были проведены Electric Power
Research Institute (EPRI, USA) по заказу U. S. Food and Drug Administration (FDA)
установили, что при обработке озоном пищевых продуктов, в них не образуется никаких
веществ, которые имеют мутагенные или канцерогенные свойства. Поэтому FDA
сертифицировало озон как дезинфектант и санирующее вещество, (disinfectant and
sanitizer) для использования без каких-либо ограничений в пищевой промышленности
США. Следовательно, озон получил статус "Generally Recognized as Safe" (GRAS), что
открывает широкие горизонты для использования газовой смеси, содержащей озон, в
сельскохозяйственном производстве и, в частности, для предпосевной обработки семян
зерновых культур [3].
На протяжении 10 лет Институт растениеводства им. В.Я. Юрьева УААН
совместно с Национальным научным центром "Харьковский физико-технический
институт" разрабатывают новую перспективную технологию предпосевной обработки
семян с помощью экологически чистой озоновоздушной смеси [4].
1. Лабораторные опыты
На первоначальном этапе исследований были проведены лабораторные опыты по
определению энергии прорастания и всхожести семян различных зерновых культур при
воздействии озоновоздушной смеси с разной концентрацией озона и различной дозой
воздействия. В качестве контроля были взяты семена без какой-либо обработки, а в
качестве эталона - обработанные фунгицидом Витавакс 200 ФФ с производственной
нормой (2,5 л/т). Результаты лабораторных исследований энергии прорастания и
лабораторной всхожести, проведенные в 2002 году, семян различных озимых зерновых
культур и сравнение с контрольными вариантами даны в таблице 1.
Таблица 1. Энергия прорастания и лабораторная всхожесть сортов озимых культур
- начальная и после обработки (О3 - 1 г/м3, 30 мин.)
2. Полевые опыты
Одновременно с лабораторными исследованиями были заложены полевые опыты
на тех же зерновых культурах (озимые пшеницы Харьковская 105, Харус, Тур; озимое
тритикале Гарнэ). Полные всходы озимых культур были отмечены 9 октября 2002 г. На
рис. 1 приведены оригинальные снимки посевов озимой пшеницы Харьковская 105
состоянием на 22 октября 2002 года.
Рис. 1. Общий вид полевых опытов. Всходы после обработки семян озоновоздушной
смесью и Витаваксом 200 ФФ.
Визуально четко видно лучшие варианты № 6 и № 7. В варианте № 6 высеяны
семена, обработанные озоновоздушной смесью с концентрацией озона 1 г/м3 при
экспозиции 30 мин., а в варианте № 7 - той же дозой озона и обработкой ½ нормы
фунгицида. В варианте № 8 - обработка проведена фунгицидом Витавакс 200 ФФ по
существующей в производстве технологии, что и было взято за эталон.
На примере ячменя ярового сорта Звершення (полевые опыты, 2000-2003 г.г.)
представлено сравнение урожая из семян, обработанных различными методами (обычное
протравливание - производственная технология, озоновая технология и контроль - без
обработки) - таблица 2.
Таблица 2. Влияние различных методов предпосевной обработки семян на урожай зерна
ячменя ярового сорта Звершення (полевые опыты, ИР им. В.Я. Юрьева, 2000-2003 г.г.)
Контроль за состоянием посевов показал, что после предпосевной обработки семян
зерновых культур озоновоздушной смесью наблюдается стабильный эффект активизации
всходов и дальнейшее ускорение развития растений, по сравнению с другими методами
предпосевной обработки. На всех фазах вегетации (прорастание, развитие всходов,
кущение, выход в трубку, колошение) растения, семена которых были обработаны
озоном, имели существенные преимущества над вариантами, в которых семена
Многолетние испытания показали, что предпосевная обработка семян озоновоздушной смесью оказывает содействие существенному увеличению урожая (на
3. Производственные испытания
В период 2000-2004 г.г. проведены производственные испытания озоновой
предпосевной обработки семян зерновых культур в нескольких сельскохозяйственных
предприятиях Харьковской области. В производственных условиях озоновую
предпосевную обработку семян осуществляли в буртах, закромах, бункерах
непосредственно на месте его хранения, за 5-15 суток перед высевом.
Сравнение результатов апробирования предпосевной обработки семян различными
методами (обычное протравливание - производственная технология, озоновая технология
и комбинированная технология), тритикале озимого сорта Амфидиплоид 52
(производственные испытания, урожай 2004 г.) - таблица 3 и пшеницы яровой твердой
сорта Харьковская 27 (производственные испытания, урожай 2004 г.) - таблица 4.
Таблица 3. Производственные испытания озоновой технологии предпосевной обработки
семян озимого тритикале сорта Амфидиплоид 52, суперэлита (ОАО "Новопокровка",
Чугуевского района, Харьковской области, 2004 г.)
*) Стоимость 1 т семян элиты тритикале озимого составляет 300 USD.
**) При высеве в сухую почву, без выпадения осадков длительный период, в варианте
обычного протравливания была низкая полевая всхожесть. Всходы появились через 25-30 суток.
В период вегетации, созревания и уборки урожая, при проведении
производственных испытаний озоновой предпосевной обработки семян, проводили
постоянный контроль за состоянием посевов, развитием растений и структурой урожая
На рис. 2 представлены фотографии всходов (рис. 2а - осень 2003 г.) и посевов
(рис. 2б - лето 2004 г.). Фотографирование произведено из одной и той же позиции.
Рис. 2. Фотографии всходов и посевов озимого тритикале.
На фотографиях, представленных на рис. 2 можно видеть, что всходы (2а) с семян,
которые перед посевом обработаны озоновоздушной смесью, менее разреженные. На
фотографии посевов (рис. 2б), которая была сделанная перед уборкой урожая, можно
видеть, что на контрольном участке видно васильки, а на участке, где семена озимого
тритикале были обработаны озоновоздушной смесью, видно более густой и равномерный
Таблица 4. Производственные испытания озоновой технологии предпосевной
обработки семян пшеницы яровой сорта Харьковская 27 (ГП ОХ "Элитное" ИР им. В.Я.
*) Cтоимость 1 т семян элиты пшеницы твердой яровой сорта Харьковская 27 составляет 390 USD.
Из приведенных в таблицах данных видно, что предпосевная обработка семян
озоновоздушной смесью оказывает содействие существенному увеличению урожая. При
этом следует отметить, что озоновоздушную смесь получают непосредственно на месте
обработки с энергозатратами около 5 кВт*час на тонну обрабатываемых семян. Для
варианта протравливания семян фунгицидом (эталон) необходимые затраты препарата
составляют 2,5-3,0 кг на тонну семян (1 кг фунгицида стоит 15-25 долларов США, без
учета затрат на обработку). Таким образом, следует отметить, что кроме снижения
экологической нагрузки на окружающую среду, озоновая технология предпосевной
обработки семян имеет значительные экономические преимущества по сравнению с
традиционными технологиями предпосевной обработки семян, более проста в
применении и дает возможность получать экологически чистую продукцию.
5. Совместимость с протравителями
Исследована совместимость озоновой обработки с химическими способами защиты
семян. Определены оптимальные режимы комбинированной (озон-фунгицид) технологии
предпосевной обработки семян. Так вариант оптимальной озоновой обработки с
последующим протравливанием сниженной нормой (0,5) фунгицида дал максимальную
прибавку урожая (см. таблицу 4). Это в особенности важно в связи с тем, что
протравливание семян фунгицидом является профилактическим мероприятием против
таких опасных возбудителей болезней, как головневые. Таким образом, используя
комбинированную озон-фунгицид технологию предпосевной обработки можно
значительно снизить норму расхода фунгицида, уменьшить техногенную нагрузку на
почву и увеличить урожайность выращиваемых культур.
6. Оборудование для предпосевной обработки семян.
Для широкого внедрения новой озоновой технологии предпосевной обработки
семян необходимо, с одной стороны, разработать методологию применения озона и
выяснить влияние озоновой обработки на развитие растений и формирование урожая, а с
другой стороны, разработать надежные озонаторные установки, максимально
приспособленные для обработки семян в условиях сельскохозяйственного производства.
Основные требования к озонаторным установкам для сельского хозяйства
- стабильная генерация больших объемов озоновоздушной смеси с концентрацией
озона, оптимальной для проведения предпосевной обработки семян зерновых культур;
- преимущественно синтез озона осуществлять из атмосферного воздуха (без
использования системы подготовки воздуха и обогащения воздуха кислородом);
- желательно использовать воздушное охлаждение для реакторов синтеза озона;
- озонатор должен иметь высокую надежность и простоту в обслуживании и
Таким образом предпосевная обработка семян зерновых культур озоновоздушной
смесью может проводиться в сельскохозяйственных предприятиях при правильном
выполнении всех агротехнических приемов. К предпосевной обработке озоновоздушной
смесью без последующей обработки фунгицидом допускаются кондиционные семена, в
которых по данным актов апробации сортовых посевов и фитоэкспертизы семян
отсутствуют возбудители болезней и которые предназначены для высева по
рекомендованным предшественникам. При соблюдении всех технологических приемов и
требований предпосевная обработка семян озоновоздушной смесью обеспечивает прирост
По материалам лабораторных и полевых опытов, а также производственных
испытаний разработано и утверждено методические рекомендаии по использованию
технологии передпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур
озоновоздушной смесью. Разработка научно обоснованных методических рекомендаций
открывает широкие возможности для внедрения технологии озоновой предпосевной
обработки семян сельскохозяйственных культур.
Работа выполнена при поддержке Украинского научно-технического центра
(проекты УНТЦ 2144 и Uzb55j).
Литература
1. Справочник по защите растений. Киев, "Урожай."- 1999. -743 с.
2. Сб. Теория и практика предпосевной обработки семян. К.: Южное отделение
ВАСХНИЛ,1984. - 133 с.
3. Ozone Gets OK For Use in U.S. Food Industry //EPRI Journal - Vol.22, N 4, 1997.
4. Диндорого В., Кириченко В., Петренкова В., Голота В., Сухомлин Е., Завада Л.,
Пугач С. //Зерно и хлеб. №3. 2004. С. 40-41.
Читайте также: