Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАЛОЖЕННЫХ СЕМЯН, ПРИВОДЯЩИЙ К УВЕЛИЧЕНИЮ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ СРОКА ИХ ХРАНЕНИЯ, И СЕМЕНА, ПОЛУЧЕННЫЕ ТАКИМ СПОСОБОМ - Патент РФ 2150188
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАЛОЖЕННЫХ СЕМЯН, ПРИВОДЯЩИЙ К УВЕЛИЧЕНИЮ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ СРОКА ИХ ХРАНЕНИЯ, И СЕМЕНА, ПОЛУЧЕННЫЕ ТАКИМ СПОСОБОМ
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАЛОЖЕННЫХ СЕМЯН, ПРИВОДЯЩИЙ К УВЕЛИЧЕНИЮ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ СРОКА ИХ ХРАНЕНИЯ, И СЕМЕНА, ПОЛУЧЕННЫЕ ТАКИМ СПОСОБОМ

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАЛОЖЕННЫХ СЕМЯН, ПРИВОДЯЩИЙ К УВЕЛИЧЕНИЮ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ СРОКА ИХ ХРАНЕНИЯ, И СЕМЕНА, ПОЛУЧЕННЫЕ ТАКИМ СПОСОБОМ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение может быть использовано в способах обработки заложенных на хранение семян, приводящих к увеличению продолжительности срока их хранения, и относится к семенам, полученным таким способом. Способ заключается в том, что заложенные семена инкубируют, понижая в них содержание влаги в течение 1-7 дней при t=30-40°C, или воздействуя на них осмотически активным агентом в течение 1-7 дней при водном потенциале в пределах (-0,5) до (-4,0) МПа, или воздействуя температурным шоком от 25 до 45oC в течение 1-5 ч, или применяя комбинацию данных обработок. Затем семена досушивают до желаемого уровня содержания влаги. Семена, полученные данным способом, имеют срок хранения на 35% больше, чем у обычных семян, и скорость прорастания на 60% короче. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 14 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2150188
Класс(ы) патента: A01F25/00, A01C1/00, A23B9/00
Номер заявки: 95102783/13
Дата подачи заявки: 28.02.1995
Дата публикации: 10.06.2000
Заявитель(и): НОВАРТИС АГ (CH)
Автор(ы): Шиппер Йоб (NL); Ван дер Тоорн Петер (NL); Бруггинк Тонко (NL)
Патентообладатель(и): НОВАРТИС АГ (CH)
Описание изобретения: Настоящее изобретение касается обработанных заложенных семян, имеющих более продолжительный срок хранения по сравнению с семенами, заложенными обычным образом, способа получения указанных семян, а также образующихся из них растений.
Заложенные семена и способы их получения хорошо известны.
Обычно заложенные семена в течение времени способны к более быстрому прорастанию, а также проявляют при прорастании более высокую синхронизированность по сравнению с незаложенными семенами.
Традиционный способ закладывания семян описан [1,2].
Настоящее изобретение предусматривает способ обработки заложенных семян, приводящий к увеличению продолжительности срока хранения по сравнению с возможно высушенными семенами того же вида, заложенными обычным образом и имеющими по существу такое же содержание влаги (СВ), при котором указанные заложенные семена подвергают водному стрессу, тепловой обработке или их комбинации, после чего при желании досушивают до желаемого уровня СВ.
Досушивание семян включает в себя понижение СВ в семенах. Указанное досушивание может быть осуществлено до любого желаемого уровня СВ. В предпочтительном варианте воплощения досушивание осуществляют до уровня СВ в необработанных семенах, т.е. в сухих семенах, не прошедших закладывания. В дальнейшем понятия СВ и содержание воды будут использоваться в качестве взаимозаменяющих. СВ будет приводиться в процентах по отношению к первоначальному весу семян (в тех случаях, если иное не оговорено особо).
Водный стресс может быть осуществлен любым из хорошо известных способов, приводящих к получению семян с более низким СВ.
Обычно водный стресс осуществляют путем понижения СВ в семенах, заложенных обычным образом, на 5%-ных единиц или более, например до 20% или менее в том случае, если в заложенных обычным образом семенах исходное СВ равно приблизительно 25%, либо до 50% или менее в том случае, если в заложенных обычным образом семенах исходное СВ равно приблизительно 55%. Более конкретно, указанный водный стресс обычно осуществляют путем понижения СВ на 5%-ных единиц и вплоть до 20%-ных единиц, причем обычно предпочтительно не снижать СВ ниже 15%.
Указанный водный стресс следует поддерживать в течение более длительного периода времени, обычно в течение от 1 до 7 дней в зависимости, например, от температуры, причем оптимальные условия зависят от вида семян и могут быть определены с помощью стандартных тестов. Следует отметить, что указанный эффект может быть достигнут либо путем поддержания СВ в семенах, заложенных обычным образом, на постоянном уровне, пониженном до желаемого значения (т. е. обычно на 5-20%-ных единиц ниже уровня СВ в семенах, заложенных обычным образом), либо путем достаточно медленного высушивания семян, заложенных обычным образом, способствующего достаточно долгому нахождению семян в условиях водного стресса.
В соответствии с этим увеличенная продолжительность срока хранения может быть достигнута либо с помощью инкубирования заложенных семян при таком водном потенциале, который вызывает водный стресс, либо с помощью медленного понижения СВ в заложенных семенах, либо с помощью первоначального быстрого снижения СВ в заложенных семенах вплоть до такого уровня, при котором семена еще подвержены влиянию водного стресса, после чего следует инкубирование или медленное понижение СВ в полученных таким образом частично высушенных заложенных семенах, либо с помощью теплового шока. Медленное снижение СВ может быть достигнуто с помощью хорошо известных способов, например посредством высушивания при мягких условиях или путем приведения указанных заложенных семян в контакт с осмотическим агентом, который не токсичен для указанных семян и имеет водный потенциал ниже 0 МПа. Приводимое ниже описание способов (а), (б) и (в) иллюстрирует типичные условия, используемые для воздействия водным стрессом на заложенные семена.
Указанный водный стресс может быть осуществлен с помощью:
а) медленного высушивания заложенных семян при температуре от 3 до 40oC в течение от 3 до 7 дней, либо
б) понижения СВ в заложенных семенах при условиях обычного высушивания на 5-20%-ных единиц и хранения высушенных таким образом семян в течение от 1 до 7 дней в контейнере с минимальным воздухо- и влагообменом при температуре от 3 до 40oC, либо
в) инкубирования заложенных семян в осмотическом агенте в течение от 1 до 7 дней при водном потенциале, выбранном для снижения СВ в указанных заложенных семенах на 5-20%-ных единиц.
Тепловая обработка может быть осуществлена путем воздействия на заложенные семена тепловым шоком порядка 25-45oC в течение от 1 до 5 ч.
Семена, полученные в соответствии со способом, предусмотренным настоящим изобретением, имеют большую устойчивость зародыша к высыханию по сравнению с семенами, заложенными обычным образом, причем первые сохраняют жизнеспособность в течение более длительных периодов хранения при описанных ниже окружающих условиях хранения.
Под семенами, содержащими устойчивые к высыханию зародыши, подразумевают семена, для которых понижение СВ в указанном семени до уровня, типичного для обезвоженных семян, т.е. приблизительно до 5-7%, не оказывает существенного негативного эффекта на жизнеспособность семян, указанную жизнеспособность измеряют по способности к прорастанию при помещении в подходящие для роста условия, либо после соответствующего стандартного теста, например, теста на контролируемый отход (см. ниже), как до, так и после длительного периода хранения при окружающих условиях хранения.
Понятие "зародыш семени" используется для обозначения структур, необходимых для развития указанного семени, таких как семядоля, зародышевый стебелек и невышедший из семени зародышевый корешок, которые все вместе или по отдельности способны проявлять устойчивость к высыханию.
Заложенные семена могут храниться в течение нескольких недель при температуре приблизительно 5oC, однако не пригодны для хранения в течение продолжительных периодов времени при окружающих условиях хранения.
Под термином "заложенные семена" подразумевают (если это не оговорено особо), что указанные семена были заложены с помощью обычных способов, как это описано ниже, имеют СВ на уровне от 20 до 55% (в зависимости от вида) и обладают устойчивостью к высыханию, типичной для семян, заложенных обычным образом. Следует отметить, что все незаложенные семена являются устойчивыми к высыханию, т.е. могут переживать высушивание, причем степень устойчивости к высыханию зависит от вида. Будучи заложенными в соответствии с обычными способами, семена становятся менее устойчивыми к высыханию, причем степень ослабления устойчивости растет с увеличением периода закладывания, до тех пор, пока указанные семена уже не могут считаться устойчивыми к высыханию, эта полная потеря устойчивости к высыханию наступает в момент прорастания семян. Предусмотренные настоящим изобретением способы, как это описано ниже, применяют к непроросшим семенам, которые были заложены в соответствии с обычными способами. Под непроросшими семенами в настоящем описании понимают семена с зародышевым корешком и/или гипокотилем, не выдающимся или выходящим из семенной кожуры или перикарпа. Зародышевый корешок и/или гипокотиль могут вызывать растрескивание или разламывание семенной кожуры, однако они не должны выдаваться из указанной трещины или разлома. Эндосперм, окружающий зародыш, может быть виден через указанную трещину или разлом. Непроросшие, заложенные обычным образом семена, к которым применили предусмотренный настоящим изобретением способ, в дальнейшем будут называться обработанными семенами. Непроросшие, заложенные обычным образом семена, к которым не применяли предусмотренный настоящим изобретением способ, в дальнейшем будут называться семенами, заложенным обычным образом. Коммерчески доступные незаложенные семена будут называться необработанными семенами.
Определять стадию указанного процесса прорастания можно также с помощью физических показателей, например размера, объема или плотности. В этом случае может быть проведена селекция семян, подлежащих обработке в соответствии с настоящим изобретением.
Таким образом, как это продемонстрировано ниже, обработанные семена имеют более продолжительный срок хранения по сравнению с семенами того же вида, заложенными обычным образом и имеющими такое же СВ. Указанный более продолжительный срок хранения может быть продемонстрирован с помощью измерения процента прорастания при одинаковых или сходных условиях, например при стандартных условиях выращивания (см. ниже), после теста на контролируемый отход или после хранения при окружающих условиях; при этом обработанные растения проявляют более высокий процент прорастания нормальных растений по сравнению с заложенными обычным образом семенами, которые были подвергнуты такому же тесту на контролируемый отход или тем же условиям хранения.
Под стандартными условиями выращивания подразумевают температуру в пределах приблизительно от 15 до 20oC в присутствии воздуха и воды.
Используемое в настоящем описании понятие "срок хранения" может быть выражено в понятиях жизнеспособности (т.е. в понятиях способности прорастать и давать нормальные растения) после хранения при окружающих условиях хранения, например, после вовлечения в тест на контролируемый отход (КО) [3]. Указанная жизнеспособность семян, вовлеченных в тест на КО, может быть определена с помощью лабораторных тестов, проводимых в соответствии с Международными Правилами [4]. Различия между результатами, полученными в тестах на КО, обычно коррелируют с различиями в продолжительности срока хранения после хранения при окружающих условиях хранения.
Типичные примеры способов обычного закладывания включают в себя обработку семян осмотическим агентом (как это описано, в том числе, Хейдекером и в модификациях указанного способа, таких как, например, барабанный способ закладывания), обработку водой на твердой матрице [1] и т.п.
Под термином "окружающие условия хранения" подразумевают хранение при окружающих температуре и относительной влажности (ОВ).
В настоящем описании понятие "окружающая температура" означает температуру в пределах от приблизительно 3oC до приблизительно 25oC. Под термином "окружающая ОВ" подразумевают ОВ в пределах от приблизительно 20% до приблизительно 90%.
Как это продемонстрировано ниже, использование предусмотренных настоящим изобретением способов (а), (б) и (в) включает в себя снижение СВ в семенах.
Предусмотренный настоящим изобретением способ (а) включает в себя медленную потерю воды заложенными семенами (обозначаемую в дальнейшем как медленное высушивание). Таким образом, заложенные семена проводят через фазу инкубирования, в ходе которой указанную скорость потери воды поддерживают в пределах от приблизительно 0,1% до 1,0% сухого веса семян в ч, предпочтительно в пределах от приблизительно 0,2% до приблизительно 0,4% в ч. Медленное высушивание может быть осуществлено с помощью барабана (барабанное закладывание) при активной подаче обогащенного кислородом воздуха или кислорода, либо при простом проникновении воздуха в указанную систему (пассивные условия) посредством перемешивания. Скорость потери воды определяют, взвешивая семена после различных периодов инкубирования и вычерчивая график зависимости веса семян от времени. Следует отметить, что скорость потери влаги, необходимая для индукции более продолжительного срока хранения, должна варьировать для разных видов в вышеуказанных пределах. Семена, выдерживаемые при таких условиях, должны иметь конечное СВ приблизительно на 5-20%, обычно - на приблизительно 5-15% ниже, чем заложенные семена.
При медленном высушивании указанные семена можно инкубировать при любой температуре в пределах от 3oC до приблизительно 40oC. В предпочтительном случае семена инкубируют при температурах от приблизительно 20oC до приблизительно 35oC. Указанный инкубационный период продолжается в течение приблизительно 24 ч и вплоть до недели или более в зависимости от температуры инкубирования. Так, например, указанный инкубационный период в зависимости от типа семян может длиться от приблизительно 24 ч вплоть до 3 дней или более при температуре 20oC, либо в зависимости от типа семян может продолжаться вплоть до недели или дольше при менее высокой температуре, такой как 8oC. Менее высокие температуры могут быть использованы, например, для минимизации риска заражения патогенами.
В соответствии со способом (б), называемым далее влажным хранением, заложенные семена инкубируют при меньшем СВ в семенах по сравнению с уровнем СВ в заложенных семенах. Так, СВ в заложенных семенах понижают (с помощью высушивания при обычных условиях высушивания, например в "условиях быстрого высушивания") на 3-20 %-ных единиц, в предпочтительном случае - на 5-15 %-ных единиц в течение менее чем 24 ч, например в течение 8 ч или менее. Минимальное значение СВ, до которого можно высушивать указанные семена, приблизительно равно 15%. Затем высушенные указанным образом семена подвергают водному стрессу, инкубируя их в контейнере с минимальным воздухо- и влагообменом, при этом температура и продолжительность инкубирования соответствуют таковым в случае вышеуказанного медленного высушивания.
Понятие "обычные условия высушивания", используемое выше применительно к способу (б) (а также при использовании ниже), означает обычные условия высушивания, например высушивание с помощью скоростного воздушного потока при окружающей температуре, хорошо известное в этой области и используемое обычно для высушивания семян, заложенных обычным образом.
Еще один способ воздействия водным стрессом на заложенные семена - способ инкубирования, соответствующий предусмотренному настоящим изобретением способу (в), включает в себя обработку ПЭГ (или другим приемлемым раствором осмотического агента), приводящую к снижению СВ в семенах, которые были подвергнуты закладыванию с помощью инкубирования в растворах, имеющих водный потенциал менее 0 МПа. В соответствии со способом (б) содержание воды в семенах медленно снижают в течение инкубации на 3-20%-ных единиц, поддерживая осмотический потенциал указанного раствора на определенном уровне в пределах от приблизительно -0,5 до приблизительно -4,0 МПа. В этом состоянии семена претерпевают мягкий водный стресс вследствие отсутствия доступа свободной воды. В предпочтительном случае инкубацию осуществляют в водной колонке (жидкостная инкубация), предпочтительно в условиях аэрации. Инкубацию также можно проводить, помещая заложенные семена на фильтровальную бумагу, насыщенную раствором осмотического агента.
Приемлемые условия инкубирования (продолжительность, температура) в случае способов (б) и (в) включают в себя условия, перечисленные для способа (а).
В соответствии со способом (в) инкубирование обычно осуществляют в осмотическом агенте, имеющем водный потенциал, достаточно низкий для поглощения воды из заложенных семян. Можно использовать любой осмотический агент, неповреждающий семена, например раствор полиэтиленгликоля (ПЭГ), такой как ПЭГ 8000 (British Petroleum). Обычно семена приводят в контакт с раствором, таким как ПЭГ 8000, маннитол или раствор соли, такой как NaCl и т.п. Указанный осмотический потенциал должен быть таковым, чтобы СВ в семенах поддерживалось на достаточно низком уровне, при котором происходит индукция устойчивости к высыханию.
В течение первого инкубирования к указанному раствору осмотического агента можно добавлять регуляторы роста растений в концентрации в пределах от приблизительно 10-2 М до 10-8 М. К числу приемлемых регуляторов относятся гиббереллины, абсцизовая кислота (АБК), а также ауксины, такие как индол-масляная кислота (ИБК).
При инкубировании в водной колонке количество семян в единице объема раствора может достигать 1 - 200 г семян/л. В предпочтительном случае указанные семена инкубируют в количестве приблизительно 25 г/л. Обычно такого рода инкубирование может продолжаться в течение нескольких дней, вплоть до недель или дольше. После инкубирования указанные семена промывают в воде.
В случае инкубирования на фильтровальной бумаге указанную бумагу увлажняют приемлемым осмотическим агентом (см. выше). Обычно заложенные семена, имеющие СВ в пределах приблизительно от 20% до 55%, могут быть помещены на увлажненную фильтровальную бумагу в закрытой системе, в которой ОВ равна, например, 100%, а температура и время контакта соответствуют описанным выше.
При желании СВ в заложенных семенах можно понизить на, например, приблизительно 10%-ных единиц с помощью быстрого высушивания перед вышеописанным инкубированием в осмотическом агенте. Однако указанный этап не является необходимым.
При тепловой обработке указанные заложенные семена подвергают тепловому шоку в пределах приблизительно от 25 до 45oC, предпочтительно - в пределах от 35 до 40oC, в течение промежутков времени длительностью приблизительно 1-5 ч. В предпочтительном случае СВ в семенах, подвергнутых тепловому шоку, приблизительно на 0-20%-ных единиц ниже уровня СВ указанных семян после закладывания. Обычно желательным является тот случай, когда СВ в семенах, подвергнутых тепловому шоку, ниже указанного уровня не более чем на 15%. Тепловой шок можно осуществлять с помощью любого известного приемлемого способа. Так, удобным способом является помещение семян в контейнер, который затем располагают в инкубаторе.
Следует отметить, что желаемый результат (заложенные семена, имеющие длительный срок хранения) можно получить также с помощью комбинации водного стресса и теплового стресса, например комбинации теплового шока с любым из способов (а), (б) и (в).
Оптимальный способ, оптимальные условия осуществления указанного способа (а) - (в), а также теплового шока в случае конкретного вида могут быть установлены с помощью исследования способности к хранению и времени прорастания (tso) с использованием хорошо известных методов.
Обработка заложенных семян в соответствии с любым из способов (а) - (в), тепловой шок или описанная выше комбинация указанных способов, а также последующее (при желании) досушивание семян до желаемого уровня СВ приводит к получению семян, имеющих более продолжительный срок хранения по сравнению с семенами того же вида, заложенными обычным образом и имеющими по существу такой же уровень СВ.
Таким образом, настоящее изобретение предусматривает семена, получаемые с помощью способа (а), (б), (в), теплового шока или вышеописанной комбинации указанных способов, после чего семена (при желании) досушивают до желаемого уровня СВ.
Настоящее изобретение предусматривает также обработанные заложенные семена во влажной или сухой форме, которые при хранении в окружающих условиях хранения имеют более продолжительный срок хранения, чем семена того же вида, заложенные обычным способом и имеющие по существу такой же уровень СВ, причем указанный уровень СВ может быть понижен в обычных условиях высушивания.
Предусмотренные настоящим изобретением семена имеют СВ в пределах, обычных для сухих, в том числе, необработанных семян, вплоть до уровня СВ, при котором продолжаются другие метаболические процессы кроме метаболических процессов прорастания.
К числу обычных коммерческих форм семян, предусмотренных настоящим изобретением, относятся семена, имеющие СВ в пределах от более чем 15% и вплоть до 55% (в дальнейшем обозначаются как влажные семена, предусмотренные настоящим изобретением), а также семена, досушенные приблизительно до уровня СВ в сухих семенах, в том числе имеющих СВ в пределах от приблизительно 2% до приблизительно 15% от веса семян (в дальнейшем обозначаются как сухие семена, предусмотренные настоящим изобретением).
Сухие семена, предусмотренные настоящим изобретением, получают, досушивая семена, полученные с помощью любого из способов (а), (б), (в), теплового шока, предусмотренной настоящим изобретением комбинации любого из способов (а), (б) или (в) с тепловым шоком, до конечного СВ на уровне такового в непроросших незаложенных семенах (т.е. необработанных семенах) с использованием условий обычного, т.е. быстрого высушивания. В обычных условиях высушивания семена могут быть досушены при температуре, находящейся в пределах от 10oC до 50oС, обычно - от 20oC до приблизительно 35oC, при относительной влажности в пределах от 30% до 90%, обычно - от 30% до приблизительно 50%, в неподвижном воздухе или в воздушном потоке со скоростями, обычными для досушивания семян. В частности, скорость воздушного потока может быть любой вплоть до 2 м/с или выше. Продолжительность указанного процесса может быть равна любому промежутку времени вплоть до 24 ч в зависимости от используемых условий высушивания. Обычные приемлемые условия высушивания соответствуют, например, температуре 20oC, 40%-ной относительной влажности в воздушном потоке, продуваемом со скоростью 2 м/с в течение 16 ч.
Предусмотренные настоящим изобретением сухие семена удобны, т.к. их время прорастания существенно короче такового в случае необработанных семян того же вида. Указанное время прорастания обычно выражают в виде t50, т.е. времени, в течение которого прорастают 50% семян из образца.
Предусмотренные настоящим изобретением влажные семена удобны, т.к. их можно с помощью обычных приемов досушить до состояния сухих семян, предусмотренных настоящим изобретением.
Еще одним полезным качеством указанных семян (сухих и влажных), предусмотренных настоящим изобретением, является то, что они имеют существенно более продолжительный срок хранения по сравнению с семенами того же вида, заложенными обычным образом и имеющими по существу такой же уровень СВ.
Соответственно, настоящее изобретение предусматривает непроросшие семена, в которых СВ находится в пределах от 2 до 55%, отличающиеся тем, что указанные семена, имея СВ на уровне такового у необработанных семян, либо будучи досушены до указанного уровня СВ в условиях обычного высушивания, обладают существенно более коротким t50 по сравнению с необработанными семенами того же вида. В приемлемом случае указанное значение t50 составляет 60% или менее от соответствующего показателя для необработанных семян того же вида. В предпочтительном случае указанное значение t50 составляет 50% или менее, в более предпочтительном случае - менее 40%. СВ в необработанных семенах обычно находится в пределах от 2 до 15%. Указанное значение t50 для сухих семян, предусмотренных настоящим изобретением, обычно практически не отличается от t50, свойственного семенам того же вида, заложенным обычным образом и имеющим по существу такой же уровень СВ.
Величину показателя t50 можно определить обычным образом, например в соответствии с методом [5]. Обычно указанное определение проводят при температуре в пределах приблизительно от 15 до 20oC, например на насыщенной водой фильтровальной бумаге.
Настоящее изобретение предусматривает также обработанные заложенные семена в сухой или влажной форме, имеющие при хранении в окружающих условиях хранения более продолжительный срок хранения по сравнению с семенами, заложенными обычным образом, которые либо находятся во влажном состоянии, либо были подвергнуты высушиванию при обычных условиях.
Используемое в настоящем описании понятие "срок хранения" означает период времени (срок), в течение которого семена могут храниться при окружающих условиях хранения без существенного снижения их способности к прорастанию.
Способность предусмотренных настоящим изобретением семян к прорастанию соответственно практически не изменяется после хранения в течение промежутка времени при условиях, которые неблагоприятно сказываются на способности к прорастанию (выражаемой в процентах нормального прорастания растений) семян, заложенных обычным образом.
Для удобства считают, что семена не претерпели существенного снижения своей способности к прорастанию после хранения, если после хранения процент прорастающих растений не уменьшился более чем на 20%-ных единиц, в предпочтительном случае - менее чем на 15%-ных единиц, в более предпочтительном случае - менее чем на 10%-ных единиц.
Таким образом, говоря о том, что "предусмотренные настоящим изобретением семена имеют срок хранения, по меньшей мере на 35% более продолжительный по сравнению с семенами, заложенными обычным образом," имеют в виду, что существенное снижение способности к прорастанию (процент нормального прорастания растений) у предусмотренных настоящим изобретением семян происходит в результате хранения, продолжительность которого по меньшей мере на 35%-ных временных единиц хранения больше по сравнению с семенами того же вида, заложенными обычным образом и хранящимися при тех же условиях.
Сухие семена, предусмотренные настоящим изобретением, имеют существенно более продолжительный срок хранения по сравнению с семенами того же вида, заложенными обычным образом и обладающими по существу таким же уровнем СВ. В приемлемом случае указанная продолжительность срока хранения по меньшей мере на 35%, конкретнее - по меньшей мере на 50% больше, нежели у семян того же вида, заложенных обычным образом и досушенных до уровня СВ в необработанных семенах в условиях быстрого высушивания, которые обычно используют для высушивания семян, заложенных обычным образом. При оптимальных условиях инкубирования/тепловой обработки указанная продолжительность срока хранения может быть увеличена на 150% и более. Обычно продолжительность срока хранения может быть увеличена на 50-120% и даже после инкубирования/тепловой обработки, осуществленных в менее оптимальных условиях, -на 50-100%. В абсолютных значениях срок хранения сухих семян, предусмотренных настоящим изобретением, часто может превышать 8 месяцев, конкретнее - 12 месяцев при хранении в условиях, обычных для необработанных семян, и достигать 24 месяцев и более. В предпочтительном случае сухие семена, предусмотренные настоящим изобретением, имеют СВ в пределах от 5% до 8%. Срок хранения предусмотренных настоящим изобретением семян не должен быть больше, чем в случае необработанных семян того же вида.
Приемлемыми условиями хранения сухих семян, предусмотренных настоящим изобретением, является хранение при окружающих условиях, например для необработанных семян - при относительной влажности обычно в пределах приблизительно от 20% до 90%, предпочтительно - в пределах приблизительно от 30% до 60%, а также при температуре в пределах приблизительно от 3oC до 25oC, в зависимости от типа семян.
Соответствующие условия хранения влажных семян, предусмотренных настоящим изобретением, могут заключаться в хранении в контейнере с минимальным воздухо- и влагообменом при температуре приблизительно от 3oC до 10oC, в зависимости от типа семян. При вышеперечисленных условиях хранения указанные семена имеют срок хранения приблизительно от 4 до 6 недель.
Предусмотренные настоящим изобретением семена могут представлять собой любые желаемые виды семян, к которым может быть применен процесс обычного закладывания. Примерами приемлемых типов семян являются томаты, перцы, дыни, арбузы, огурцы, крестоцветные, луки-пореи, моркови, луки, тыквы, пикульные корнишоны, цикорные салаты, недотроги, вербены, примулы, пелларгонии, фиалка, цикории и цикламен. Конкретными представителями крестоцветных являются капуста, брокколи, цветная капуста и брюссельская капуста.
Настоящее изобретение охватывает также растения, образующиеся из семян, как это описано в настоящем изобретении.
Хорошо известны несколько способов закладывания семян. Ниже приведен их беглый обзор.
Незаложенные, т. е. необработанные, семена в качестве предшествующей закладыванию обработки можно в зависимости от вида замачивать в течение нескольких часов в водном растворе, например в водной колонке. Указанная хорошо известная предварительная обработка помогает предотвратить слипание семян друг с другом в ходе закладывания, а также подготавливает семена к закладыванию.
Незаложенные семена, а также семена, прошедшие вышеупомянутую предшествующую закладыванию обработку, помещают в условия (в том числе: продолжительность воздействия, температура, поглощение воды семенами), которые способствуют насыщению семян водой до того уровня, при котором начинаются и продолжаются предшествующие прорастанию метаболические процессы, но прорастание (см. выше) - невозможно.
Насыщение семян водой можно осуществлять в соответствии с любым из известных способов насыщения водой. Так, например, (непроросшие) семена, подлежащие насыщению водой, могут быть помещены в барабан или водную колонку с наличием или отсутствием аэрации при водном потенциале, равном 0 МПа (в том случае, если указанные семена помещают в воду) или находящемся в пределах приблизительно от 0 МПа до -1,5 МПа, если указанные семена помещают в раствор осмотического агента. В зависимости от выбранного способа закладывания количество поглощаемой воды определяется осмотическим потенциалом используемого для закладывания раствора (в случае водно-жидкостных методов закладывания, таких как водные колонки), а также количеством воды, добавляемой к используемой системе (например, в случае барабанных методов закладывания).
Указанные семена насыщаются добавленной водой до тех пор, пока СВ в них не достигнет уровня от приблизительно 20% до приблизительно 55%, в предпочтительном случае - от приблизительно 30% до приблизительно 50% в зависимости от типа семян.
СВ в семенах расчитывают с помощью формулы
(wi - wa)/wi·100,
в которой Wi = исходному весу,
Wa = весу после высушивания семян в термостате при 103oC в течение 16 ч, либо при 130oC - свыше 2 ч.
Насыщение водой происходит при любой температуре, способствующей поглощению воды, обычно при температуре в пределах от приблизительно 5oC до приблизительно 30oC в зависимости от вида. В том случае, если насыщение осуществляют в водной колонке, степень аэрации должна быть достаточной для поддержания семян на поверхности или в суспензии. Насыщение может продолжаться в течение любого приемлемого промежутка времени вплоть до 24 ч, в предпочтительном случае - от приблизительно 4 до приблизительно 10 ч в зависимости от вида. Насыщение может представлять собой самостоятельный этап, предшествующий закладыванию, или являться составной частью закладывания.
Для качественного закладывания СВ в семенах поддерживают на относительно постоянном уровне, т. е. на уровне желаемого СВ в семенах ±1-3%, обычно в пределах от приблизительно 20% до приблизительно 55%, в предпочтительном случае - в пределах от приблизительно 30% до приблизительно 50%. В предпочтительном случае закладывание осуществляют в барабане в течение от 1 до приблизительно 21 дня, предпочтительно - от 2 до 15 дней, обычно при температуре в пределах от приблизительно 5oC до приблизительно 30oC, предпочтительно - от приблизительно 15oC до приблизительно 25oC в зависимости от вида.
Оптимальное СВ в семенах и продолжительность этапа закладывания зависят от конкретного типа используемых семян. Указанные оптимальные показатели можно найти с помощью традационных способов, например, создавая различные СВ в семенах, подвергая семена различным периодам инкубирования при определенных контролируемых условиях, в том числе температуре, ОВ и аэрации.
При желании добавить к семенам биологический агент указанный биологический агент можно применять с помощью хорошо известных методов. Так, например, биологический агент можно добавлять в любой приемлемой форме, в том числе в виде инокулюма, который может/не может находиться в форме суспензии микроорганизмов в приемлемой среде, сухих спор грибов, либо вымороженных или лиофилизированных бактерий. Указанный биологический агент можно добавлять на любой стадии предусмотренного настоящим изобретением способа. В предпочтительном случае его добавляют в форме инокулюма в или приблизительно в начале закладывания, либо в альтернативном случае - в ходе процесса, включающего в себя предшествующую закладыванию обработку, в или приблизительно в начале указанной предварительной обработки.
Приемлемые биологические агенты могут быть выбраны из группы, включающей в себя полезные микроорганизмы, такие как Bacillus, Pseudomonas, Trichoderma и Rhizobium. К числу конкретных примеров пригодных микроорганизмов относятся Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida, Xanthomonas malthophilia, Bacillus spp., такие как Bacillus subtilis. Bacillus thuringiensis, Bacillus cereus, Trichoderma viride, Trichoderma harzarium, Trichoderma koningii, Gliocladium virens, Fusarium oxyosporum (непатогенные изоляты) и т.п. Указанный биологический агент может быть специально выбран в том случае, если желательно обработать семена таким образом, чтобы они стали устойчивыми к конкретному патогену растений, например Pseudomonas может быть добавлена к семенам, предназначенным для посева в почву, о которой известно, что она сильно заражена Pythium; либо Bacillus spp. может быть добавлен к семенам (например, моркови), склонным подвергаться атаке Alermania spp.
Обычно биологический агент должен присутствовать в пределах от 103 до 109 колоние-образующих единиц (КОЕ) на семя в зависимости от видовой принадлежности семян и биологического агента. Так, например, количество КОЕ для Rhizobium, применяемого к бобовым, таким как люцерна, должно быть равно приблизительно 103 на семя. Однако для большинства биологических агентов количество КОЕ на семя должно находиться в пределах от приблизительно 104 до приблизительно 107.
В том случае, если указанные семена предназначены для покрывания их оболочкой, эту процедуру можно осуществлять до, после или в течение периода инкубирования, а также либо до, либо после любого из последующих этапов высушивания. Указанное покрывание оболочкой подразумевает использование любого традиционного вещества, которое обычно применяют при покрывании семян оболочкой и которое можно добавлять к семенам с помощью обычных способов покрывания оболочкой или гранулирования семян. При покрывании оболочкой могут быть использованы регуляторы роста растений, такие как гиббереллины или ауксины и/или любые вышеупомянутые микроорганизмы, такие как Pseudomonas или Trichoderma и т.п. Обычно концентрация регуляторов роста должна находиться в пределах от приблизительно 0,0001% до приблизительно 0,1% (по весу) вещества оболочки.
Указанное покрывание оболочкой может предусматривать использование любого традиционного вещества, обычно применяемого для защиты или гранулирования семян. К числу приемлемых веществ принадлежат глины, такие как суб-бентонит и бентонит, вермикулит, с добавками, такими как перлит, пемза, стеараты металлов, полиэтен, полистирол, полиуретан, порошок талька, полипропен, поливинил хлорид, крахмалы, суглинки, сахара, гумиарабики, органические полимеры, целлюлозы, опилки, такие как древесные опилки, порошки кварца и т. п.
В соответствии с этим настоящее изобретение предусматривает также семена, получаемые с помощью любого из вышеперечисленных способов, причем указанные семена колонизируют полезными биологическими агентами.
Еще в одном своем воплощении настоящее изобретение предусматривает семена, получаемые с помощью любого из вышеперечисленных способов, причем указанные семена покрывают защитной оболочкой, в состав которой могут дополнительно входить биологические агенты.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие настоящее изобретение более подробно. Следует понимать, что приведенные примеры не должны рассматриваться в плане какого бы ни было ограничения области применения настоящего изобретения.
Пример 1 (Медленное высушивание)
60 г предварительно обработанных семян фиалки закладывают, помещая их в барабан емкостью 6 л, вращаемый на боку со скоростью 3 оборота/мин, на 3 дня в помещении, в котором контролируют температуру на уровне 20oC, а ОВ - на уровне 70%. Указанный барабан снабжен расположенным на крышке отверстием диаметром 7,5 см, над которым помещают хлопчато-бумажную сетку (размер ячейки приблизительно 0,1 мм), обеспечивающую аэрацию указанных семян. В течение закладывания СВ в семенах поддерживают на уровне 35% сырого веса семян. Исходное СВ в сухих семенах определяют, взвешивая образец семян до и после высушивания в термостате в течение 2 ч при 130oC. Сухой вес семян определяют с помощью хорошо известных способов. В указанный барабан добавляют такое количество воды, которое достаточно для выведения СВ в семенах на желаемый уровень, в данном случае - 35% сырого веса. За испарением (1-2% в день, подсчитано на основании первоначального веса) следят, взвешивая барабан и его содержимое и добавляя воду с целью покрыть различия в весе, обнаруживаемые между ежедневными взвешиваниями.
10 г (сырой вес) контрольных заложенных семян изымают из указанного барабана через 3 дня и высушивают в воздушном потоке (2 м/с) при температуре 20oC и 40%-ной ОВ в течение 16 ч. Скорость высушивания равна 5-10%-ной потере влаги в ч, что рассчитано на основании сухого веса семян. После высушивания СВ в семенах оказалось равным 6%.
70 г заложенных таким образом семян в составе исследуемого образца (СВ 35%) подвергают инкубации, продолжая инкубировать в том же барабане в течение 3 дней в помещении при следующих условиях медленного высушивания: температура 20oC. 90%-ная ОВ, скорость потери воды 0,1-0,3% СВ/ч, что определяют с помощью вышеописанного взвешивания. Указанное отверстие в барабане закрывают нейлоновой сеткой, имеющей размер ячейки приблизительно 0,6 мм и облегчающей испарение. После этого изымают семена из барабана и высушивают до 6%-ного уровня СВ при тех же условиях, что и вышеупомянутые контрольные семена.
Семена высевают на насыщенную водой фильтровальную бумагу и инкубируют при 20oC на свету. Ежедневно подсчитывают процент проросших семян, среднее время прорастания t50 расчитывают в соответствии с [5].
Процент нормальных растений определяют, высевая семена в лотки на поверхность 3-сантиметрового слоя стандартной почвы для посадок, поставляемой EGO, Нидерланды (EGO 1 Peat- soil, pH 5,5; электропроводимость 0,9 мС, общее содержание азота 5,1 мМ/л). Указанные лотки закрывают прозрачными крышками и помещают на свет (10000 Л) при температуре 20oC. Через 21 день учитывают количество проростков на основании видимых семядолей и гипокотилей в соответствии с правилами ISTA [6].
Продолжительность срока хранения определяют с помощью тестов на КО [3]. Для тестирования КО уровень СВ в семенах повышают до 10%, инкубируя при 70%-ной ОВ в течение 3 дней при 20oC. Затем образцы семян, находящихся в равновесном состоянии при 70%-ной ОВ, заклеивали в банках, инкубируемых при 48oC в течение 24 ч. По окончании периода воздействия указанные семена проращивали на бумаге при 20oC. Через 14 дней подсчитывали нормальные проростки. Результаты теста на КО выражали в виде процента прорастания нормальных растений.
Семена хранят при 18oC и 30%-ной ОВ в течение 9, 14 и 23 мес. Затем хранившиеся семена проращивают на почве. Результаты приведены в таблице 1.
Данные, представленные в таблице 1, свидетельствуют о том, что падение жизнеспособности в ходе хранения при 18oC происходит у семян, заложенных обычным образом, намного быстрее по сравнению с семенами, предусмотренными настоящим изобретением. Так, жизнеспособность семян, заложенных обычным образом, падает при увеличении срока хранения с 9 до 14 мес, в то время как предусмотренные настоящим изобретением семена остаются жизнеспособными в течение более чем 23 мес., т.е. в течение по меньшей мере в 2 раза более продолжительного периода по сравнению с семенами, заложенными обычным образом.
Пример 2 (Медленное высушивание)
60 г предварительно обработанных семян перца подвергают барабанному закладыванию по примеру 1 за исключением того, что в ходе закладывания СВ поддерживают на уровне 37% сырого веса указанных семян. Для этого добавляют такое количество воды, которое достаточно для выведения СВ в семенах на уровень 37%.
10 г (сырой вес) контрольных заложенных семян изымают из указанного барабана через 3 дня и высушивают по примеру 1 до уровня СВ в семенах, равного 7%.
70 г заложенных таким образом семян в составе исследуемого образца (СВ 37%) подвергают инкубированию по примеру 1, при котором скорость потери влаги равна 0,4% СВ/ч. Затем семена высушивают до 7%-ного уровня СВ при тех же условиях, что и в случае контрольных семян в примере 1. Продолжительность срока хранения определяют, подвергая семена тесту на КО по примеру 1 за исключением того, что семена инкубируют при 49oC в течение 24 и 48 ч. Полученные результаты представлены в приведенной ниже таблице 2.
Пример 3 (Медленное высушивание)
60 г сухих семян перца подвергают этапам, описанным в примере 2, с незначительными отличиями в скорости потери влаги. В данном случае указанный показатель равен 0,3% СВ/ч. Затем семена изымают из указанного барабана и высушивают до 7%-ного уровня СВ при тех же условиях, что и в случае контрольных семян.
Контрольные семена (семена, заложенные обычным образом) и семена, предусмотренные настоящим изобретением, хранят в воздухонепроницаемых пакетах из алюминиевой фольги пои 20oC в течение 8 мес.
Семена высевают на насыщенную водой фильтровальную бумагу и инкубируют при 20oC на свету. Ежедневно подсчитывают процентную долю проросших семян, после чего высчитывают среднее время прорастания по примеру 1.
Продолжительность срока хранения определяют с использованием теста на КО по примеру 1 за исключением того, что семена инкубируют при 50oC.
Процент нормальных растений в почве определяли по примеру 1.
Таблица 3 показывает, что предусмотренные настоящим изобретением семена переживают как условия теста на КО, так и условия нормального хранения значительно лучше, чем контрольные семена.
Пример 4 (Медленное высушивание)
60 г сухих семян томатов подвергают барабанному закладыванию по примеру 1 за исключением того, что продолжительность закладывания равна 7 дням, а СВ в семенах поддерживают в течение инкубации на уровне 38% сырого веса указанных семян. Для этого добавляют такое количество воды, которое достаточно для выведения СВ в семенах на уровень 38%.
10 г (сырой вес) контрольных заложенных семян изымают из указанного барабана через 7 дней и высушивают по примеру 1 до 6%-ного уровня СВ в семенах.
70 г заложенных таким образом семян в составе исследуемого образца (СВ 38%) подвергают инкубации по примеру 1, при которой скорость потери влаги равна 0,1-0,3% СВ/ч. Затем семена высушивают до 6%-ного уровня СВ при тех же условиях, что и в случае контрольных семян в примере 1.
Семена высевают на насыщенную водой фильтровальную бумагу и инкубируют при 20oC на свету. Ежедневно подсчитывают процент проросших семян, после чего высчитывают среднее время прорастания по примеру 1.
Продолжительность срока хранения определяют, подвергая семена тесту на КО по примеру 1 за исключением того, что семена инкубировали при 50oC в течение 24, 48 и 72 ч. Полученные результаты представлены в таблице 4.
Пример 5 (Медленное высушивание)
1200 r сухих семян цветной капусты сорта Serrano подвергают барабанному закладыванию по примеру 1 за исключением того, что в ходе закладывания комнатную температуру контролируют на уровне 15oC, а СВ в семенах поддерживают на уровне 35%.
10 г (сырой вес) контрольных семян изымают из указанного барабана через 7 дней и высушивают, как в случае контрольных семян из примера 1, до 6%-ного уровня СВ.
100 г семян исследуемого образца (СВ 35%) подвергают инкубации в барабане емкостью 6 л в течение 5 дней в помещении, в котором температуру контролируют на уровне 20oC, а комнатную ОВ - на уровне 75%. Указанное отверстие в барабане закрывают нейлоновой сеткой, имеющей размер ячейки приблизительно 0,6 мм и облегчающей испарение. Скорость потери воды в течение первого дня (0,62% СВ/ч) определяют с помощью вышеописанного взвешивания. После этого изымают семена из барабана и высушивают при тех же условиях, что и в случае контрольных семян.
Продолжительность срока хранения определяют с использованием теста на КО по примеру 1 за исключением того, что семена инкубировали при 48oC в течение 48 ч.
Таблица 5 показывает, что период инкубирования, вызывающий медленное снижение уровня СВ в семенах, существенно увеличивает продолжительность срока хранения заложенных семян вплоть до продолжительности срока хранения незаложенных, т.е. необработанных семян.
Пример 6 (Медленное высушивание)
1200 г сухих семян моркови, сорта Autumn King Trophy подвергают барабанному закладыванию в течение 6 дней при условиях закладывания по примеру 5, в течение закладывания СВ в семенах поддерживают на уровне 38% сырого веса указанных семян. За испарением (1-2% в день, что подсчитано на основании первоначального веса) следят ежедневно, каждый день взвешивая барабан и его содержимое и добавляя воду с целью покрыть различия в весе, обнаруженные между взвешиваниями.
10 г (сырой вес) контрольных семян изымают из указанного барабана через 7 дней и высушивают, как в случае контрольных семян из примера 1 до 6%-ного уровня СВ.
100 г семян исследуемого образца подвергают инкубированию в течение 5 дней при таких же условиях инкубирования, как в примере 5. Скорость потери воды в течение первого дня (0,67% СВ/ч) определяют в соответствии с приведенным выше описанием. Изымают семена из барабана и высушивают так же, как и в случае контрольных семян.
Продолжительность срока хранения определяют с использованием теста на КО по примеру 1 за исключением того, что семена инкубировали при 48oC в течение 24 и 48 ч.
Таблица 6 показывает, что период инкубирования, вызывающий медленное снижение уровня СВ в семенах, существенно увеличивает продолжительность срока хранения заложенных семян моркови.
Пример 7 (Медленное высушивание)
1200 г сухих семян обыкновенного цикория сорта Liberty подвергают барабанному закладыванию по примеру 1 за исключением того, что СВ в семенах поддерживают на уровне 38% сырого веса указанных семян.
10 г (сырой вес) контрольных семян изымают из указанного барабана через 7 дней и высушивают, как в случае контрольных семян из примера 1, до 6%-ного уровня СВ.
450 г семян исследуемого образца подвергают инкубации в барабане емкостью 24 л в течение 5 дней в помещении, в котором температуру контролируют на уровне 20 oC а комнатную ОВ - на уровне 75%. Отверстие в барабане закрывают хлопчатобумажной сеткой, имеющей размер отверстий приблизительно 0,1 мм и облегчающей испарение. Скорость потери воды в течение первого дня (0,29% СВ/ч) определяют с помощью вышеописанного взвешивания. После этого изымают семена из барабана и высушивают при тех же условиях, что и в случае контрольных семян.
Продолжительность срока хранения определяют с использованием теста на КО по примеру 1 за исключением того, что семена инкубировали при 50oC в течение 24 ч.
Таблица 7 показывает, что период инкубирования, вызывающий медленное снижение уровня СВ в семенах, существенно увеличивает продолжительность срока хранения заложенных семян вплоть до продолжительности срока хранения незаложенных, т.е. необработанных семян.
Пример 8 (Медленное высушивание)
1200 г сухих семян лука-порея сорта Latina закладывают в течение 4 дней при условиях закладывания по примеру 5. К указанным семенам добавляют Aatopam из расчета 0,01 г/кг семян. В ходе закладывания СВ в семенах поддерживают на уровне 38% сырого веса семян.
10 г (сырой вес) контрольных семян изымают из указанного барабана через 7 дней и высушивают, как в случае контрольных семян из примера 1, до 6%- ного уровня СВ.
200 г семян исследуемого образца (СВ 35%) подвергают инкубации в барабане емкостью 24 л в течение 5 дней в помещении, в котором температуру контролируют на уровне 20oC, а комнатную ОВ - на уровне 40%. Для облегчения испарения отверстие в барабане закрывают нейлоновой сеткой, имеющей размер ячейки приблизительно 0,6 мм. Скорость потери воды в течение первого дня (1,04% СВ/ч) определяют с помощью вышеописанного взвешивания. После этого изымают семена из барабана и высушивают при тех же условиях, что и в случае контрольных семян.
Продолжительность срока хранения определяют с использованием теста на КО по примеру 1 за исключением того, что семена инкубировали при 48oC в течение 24, 48 и 72 ч.
Таблица 8 показывает, что период инкубирования, вызывающий медленное снижение уровня СВ в семенах, существенно увеличивает продолжительность срока хранения заложенных семян вплоть до продолжительности срока хранения незаложенных, т.е. необработанных семян.
Пример 9 (Влажное хранение)
Семена анютиных глазок предварительно обрабатывают и закладывают, как это описано в примере 1.
10 г контрольных семян изымают из барабана через 3 дня и высушивают, как в случае контрольных семян в примере 1, до 6%-ного уровня.
10 г семян исследуемого образца (СВ 34%) высушивают так же, как и контрольные семена, но до 25%-ного уровня СВ. После этого указанные семена переносят во влагонепроницаемый, но проницаемый для воздуха пластиковый контейнер, который инкубируют при 20oC в течение 3 дней. По окончании указанной инкубации семена еще раз высушивают так же, как контрольные семена.
Продолжительность срока хранения контрольных (заложенных обычным образом) семян, семян, предусмотренных настоящим изобретением (влажным хранением), а также необработанных (т.е. незаложенных) семян определяют так, как это описано в примере 1.
В таблице 9 представлены выживаемость семян, заложенных обычным образом, а также семян, предусмотренных настоящим изобретением, по окончании 24-часового теста на КО, выраженные в виде относительной величины по сравнению с соответствующим показателем необработанных семян. Указанная таблица свидетельствует о том, что инкубирование при пониженном, но постоянном уровне СВ в семенах (по сравнению с уровнем СВ в семенах после закладывания) восстанавливает продолжительность срока хранения заложенных семян.
Пример 10 (Влажное хранение)
100 г сухих семян перца сорта Abdera подвергают барабанному закладыванию по примеру 3.
СВ в семенах после закладывания равно 35,3%. В течение 165 мин указанные семена высушили до 4,8%-ного уровня СВ при температуре 25oC, 40%-ной ОВ и скорости воздуха 2 м/с. Отбирали по два идентичных образца семян при СВ, равном 35,3% (исходное СВ); 30,6%; 25,5%; 20,0%; 14,8% и 9,6%. Указанные образцы инкубировали в закрытом контейнере (0,15 дл), один образец - при 8oC, а другой - при 20oC, в течение 7 дней.
По окончании указанных инкубирований все образцы высушивали до конечного уровня СВ, равного 4,8%, при тех же условиях, что и в случае первого этапа высушивания.
Продолжительность срока хранения контрольных (заложенных обычным образом) семян, семян, предусмотренных настоящим изобретением (влажным хранением), а также необработанных (т.е. незаложенных) семян определяют так, как это описано в примере 1.
Таблица 10 показывает, что заложенные семена, высушенные сразу после закладывания до 4,8%-ного уровня СВ, имеют более низкую выживаемость после теста на КО, в то время как семена, инкубированные при СВ, пониженном на 5-10% по сравнению с уровнем СВ после закладывания, имеют почти такую же продолжительность срока хранения, что и необработанные контрольные семена.
Температура в течение указанного этапа индукции не является критической для этого способа.
Пример 11 (влажное хранение)
Семена томатов закладывают, как это описано в примере 4, в течение 6 дней, СВ в семенах поддерживают на уровне 37,1%.
10 г контрольных семян изымают из барабана через 6 дней и высушивают, как в случае контрольных семян в примере 1, до 6%-ного уровня.
10 г семян исследуемого образца (СВ 37,1%) высушивают так же, как и контрольные семена, но до 25%-ного уровня СВ. После этого указанные семена переносят во влагонепроницаемый, но проницаемый для воздуха пластиковый контейнер, который инкубируют при 20oC в течение 3 дней. По окончании указанной инкубации семена еще раз высушивают так же, как контрольные семена.
Скорость прорастания и продолжительность срока хранения определяют так, как это описано в примере 4.
Величина t50 для контрольных семян была равна 4,4 дня, для семян, обработанных в соответствии с настоящим изобретением, величина t50 была равна 1,5 дня.
В таблице 11 представлена выживаемость семян, прошедших тест на КО по примеру 1 за исключением того, что семена инкубировали при 50oC в течение 48 ч, выраженная в виде относительной величины по сравнению с необработанными контрольными семенами. Указанная таблица свидетельствует о том, что инкубирование при пониженном, но постоянном уровне СВ в семенах (по сравнению с уровнем СВ в семенах после закладывания) восстанавливает продолжительность срока хранения заложенных семян томата.
Пример 12 (Хранение при повышенной температуре)
100 г сухих семян перца сорта Abdera закладывают по примеру 3.
СВ в семенах после закладывания было равно 35,3%. В течение 165 мин указанные семена высушили до 4,8%-ного уровня СВ при температуре 25oC, 40%-ной ОВ и скорости воздуха 2 м/с. Отбирали по два идентичных образца семян при СВ, равном 35,3% (исходное СВ); 30,6%; 20,0%; 14,8% и 9,6%. Указанные образцы инкубировали в закрытой алюминиевой коробке на водяной бане при температуре 40oC в течение 3 ч.
По окончании указанных инкубирований все образцы высушивали до конечного уровня СВ, равного 4,8%, при тех же условиях, что и в случае первого этапа высушивания.
Продолжительность срока хранения контрольных (заложенных обычным образом) семян, семян, предусмотренных настоящим изобретением (хранением при повышенной температуре), а также необработанных (т.е. незаложенных) семян определяют так, как это описано в примере 1.
Таблица 12 показывает, что заложенные семена, досушенные сразу после обработки до 4,8%-ного уровня СВ, имеют более низкую выживаемость после теста на КО, в то время как семена, подвергнутые тепловому шоку, переживают тест на КО гораздо лучше. Указанный тепловой шок был менее эффективен, если уровень СВ в семенах был ниже 15%.
Пример 13 (Обработка ПЭГ)
10 г семян перца сорта Abdera инкубируют на насыщенной водой фильтровальной бумаге в прозрачных пластиковых коробках при 25oC на свету.
Образцы семян в 1 г изымают ежедневно вплоть до 4-го дня.
На 4-й день 40% семян проросли, в то время как на 3-й день прорастающих семян отмечено не было.
Контрольные семена высушивали по примеру 1.
Исследуемые образцы переносили на фильтровальную бумагу, насыщенную раствором полиэтиленгликоля с осмотическим потенциалом, равным -1,5 МПа, и инкубировали в течение 3 дней при температуре 25oC. По окончании указанной обработки семена промывали и высушивали так же, как в случае контрольных семян.
Продолжительность срока хранения определяли с использованием теста на КО по примеру 1.
Таблица 13 свидетельствует о том, что семена, инкубированные в воде в течение 1 дня, имеют несколько большую продолжительность срока хранения, однако инкубирование в течение 2 или 3 дней приводит к прогрессирующему снижению продолжительности срока хранения, в то время как семена, предусмотренные настоящим изобретением (подвергнутые инкубированию в растворе ПЭГ), обладают более продолжительным сроком хранения.
Пример 14: Комбинация водного стресса и теплового стресса.
50 г семян фиалки (Roc Yellow) закладывают по примеру 1. После трех дней закладывания семена переносят в аэрируемую воду при температуре 20oC. После того, как семена находились в аэрируемой воде в течение 24 ч, у большей части из них наблюдается растрескивание семенной кожуры, однако зародышевый корешок еще не проклевывается через покрывающий его эндосперм. После этого указанные семена изымают из воды и центрифугируют. Уровень влажности в семенах равен 48,5%.
5 г (влажный вес) указанных семян высушивают, выдерживая их при 20oC в неподвижном воздухе с 40%-ной ОВ. Через 24 ч высушивания СВ в семенах равно 6%. Оставшиеся семена делят на три равные части, каждую из которых обрабатывают воздушным потоком со скоростью 2 м/с при температуре 20oC и 40%-ной ОВ. Семена обрабатывают воздушным потоком в течение нескольких минут до тех пор, пока влажность в указанных частях не достигнет уровня 40, 35 и 30% соответственно. Из каждой части отбирают по два образца по 10 г и упаковывают в пластиковые контейнеры (емкостью 180 мл) с минимальным влаго- и воздухообменом, которые затем инкубируют при температурах либо 20oC, либо 32oC. После 1 и 7 дней инкубирования при указанных температурах 2 г из каждого образца высушивают при тех же условиях, что и семена, которые до высушивания не были инкубированы вышеописанным образом.
Продолжительность срока хранения обработанных семян определяют с помощью теста на КО, сходного с тестом, описанным в примере 1; указанные семена, находящиеся в равновесии при 40%-ном уровне СВ, инкубируют при 50oC в течение 96 ч и проращивают на бумаге при 20oC по примеру 1.
Конечный процент прорастания подсчитывают через 14 дней; приведенные ниже результаты показывают процент прорастания в отсутствие теста на КО (контроль) и после теста на КО (96 ч).
ЛИТЕРАТУРА
1. ЕР 309511 B1.
2. ЕР 254569 B1.
3. Tarquis A.M. & Bradford K.J. (1982) Exptal. Bot., Vol. 43, No. 248, pp. 307-317.
4. ISTA, 1976.
5. Orchard T.G. (1977) Seed Sci. & Technol. Vol. 5, pp. 61-69.
6. Handbook for Seedling Evaluation supra, p.64.
Формула изобретения: 1. Способ увеличения продолжительности срока хранения заложенных, непроросших семян, имеющих содержание влаги (СВ) между 2 и 15% от первоначального веса, при сохранении скорости прорастания заложенных семян, отличающийся тем, что А) инкубируют заложенные семена, а) понижая СВ в заложенных семенах на 5 - 20% единиц, но не ниже СВ 15% от первоначального веса в течение периода времени от 3 до 7 дней при диапазоне температур 3 - 40oС, или б) понижая СВ в заложенных семенах за период времени менее чем за 24 ч на 3 - 20 единиц, но не ниже СВ 15% от первоначального веса, и сохраняя частично высушенные таким образом заложенные семена в течение 1 - 7 дней в контейнере с минимальным воздухо- или влагообменом при диапазоне температур 3 - 40oС, или в) воздействуя на заложенные семена осмотически активным агентом в течение 1 - 7 дней при водном потенциале в пределах (-0,5) - (-4,0)МПа, или г) воздействуя на заложенные семена, имеющие СВ менее чем 15% от первоначального веса, температурным шоком при диапазоне температур 25 - 45oС в течение 1 - 5 ч, или д) обрабатывая заложенные семена, имеющие СВ менее чем 15% от первоначального веса, посредством комбинации этапов инкубации а, б или в и г до тех пор, пока не будет обеспечено, что СВ в заложенных семенах не станет ниже 15% от первоначального веса и Б) досушивание полученных в результате такой инкубации заложенных семян до СВ между 2 и 15% от первоначального веса.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что условия инкубации выбраны в соответствии с этапами инкубации А.а, А.б или А.в.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что скорость потери влаги на этапе А. а поддерживают на уровне от приблизительно 0,2% до приблизительно 0,4% в час.
4. Семена, имеющие СВ в пределах 2 - 15% от первоначального веса и продолжительный срок хранения, получаемые с помощью способа по пп.1 - 3.
5. Семена по п.4, имеющие при хранении в диапазоне температур 3 - 25oС и относительной влажности (ОВ) в пределах 20 - 90% срок хранения, по крайней мере, на 35% больше, чем у заложенных семян того же вида, которые были высушены мене чем за 24 ч без интервала инкубации, с таким же СВ в пределах 2 - 15% от первоначального веса.
6. Семена по п.4 или 5, имеющие скорость прорастания t50, которая, по меньшей мере, на 60% короче по сравнению со скоростью прорастания необработанных семян того же вида.
7. Семена по пп.4, 5 или 6, продолжительность срока хранения которых на 50 - 100% больше, чем в случае заложенных семян того же вида, которые были высушены менее чем за 24 ч в неподвижном или движущемся воздухе в диапазоне температур 10 - 50oС и ОВ в пределах 30 - 90%, с таким же СВ в диапазоне 2 - 15% от первоначального веса.
8. Семена по любому из пп.4 - 7, выбранные из группы, включающей томаты, перцы, дыни, арбузы, огурцы, крестоцветные, лук-порей, морковь, лук, тыквы, пикульные корнишоны, цикорные салаты, недотроги, вербены, примулы, пеларгонии, фиалки, цикории и цикламен.
9. Семена по любому из пп.4 - 8, отличающиеся тем, что указанные семена засевают полезными биологически активными агентами.
10. Семена по любому из пп.4 - 9, отличающиеся тем, что указанные семена покрывают защитной оболочкой, возможно включающей в себя добавленные в нее биологически активные агенты.