Журналы Контакты Реклама


ПРЕДПОСЕВНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СЕМЯН – ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Василий ДРИНЧА, д.т.н., Булат ЦЫДЕНДОРЖИЕВ, к.т.н., Восточно-Сибирский государственный технологический университет
Ермат КУБЕЕВ, к.т.н., Ярославская государственная сельхозакадемия

Болезни, переносимые семенами и появляющиеся на ранних стадиях роста растений, а также насекомые могут оказать огромнейшее, опустошающее воздействие на урожай. Специальная обработка семян перед посевом имела огромное значение на протяжении всей истории человечества, а в настоящее время способствует снижению числа голодающих и увеличению урожаев и их качества во всем мире.
Семена являются переносчиками грибов, бактерий и вирусов, часть из которых может стать источником болезней растений.
Почва без санитарной обработки также содержит грибы и другие организмы, повреждающие семена и ростки.
Насекомые могут повреждать семена в хранилищах или после высева их в почве. Повреждение семян насекомыми в процессе хранения может потребовать проведения их защитной обработки до высева. После высева почвенные насекомые могут пагубно воздействовать на семена и на их ростки, особенно в холодных и влажных условиях, препятствующих быстрым всходам и интенсивному росту.
Предпосевная обработка семян – это применение биологических, физических и химических средств (веществ), а также способов их нанесения (воздействия) на семена, обеспечивающих защиту семян и растений от болезней и вредителей.
Первые упоминания о предпосевной обработке семян относятся к 2000 году до нашей эры. В те времена для защиты семян от насекомых в процессе хранения применяли мятые листья кипариса, а также сок лука (табл. 1).


Таблица 1. Эволюция предпосевной обработки семян

Около 2000 г. до н.э. – 100 г. н.э.

Вымачивание в соке лука или кипариса (Египет, Греция, Римская империя)

Средние века

Вымачивание в хлорированных солях и навозе

1600-е гг.

Вымачивание в соленой воде

Середина 1700-х гг.

Внедрение солей на медной основе

1740 г.

Внедрение препаратов с мышьяком

1765 г.

Вымачивание в горячей воде (Германия)

1808 г.

Запрет применения мышьяка

1915 г.

Внедрение органической ртути

1960-е гг.

Внедрение первых системных фунгицидов

1970-е гг.

Внедрение системных фунгицидов против патогенов, передаваемых воздушным путем

1982 г.

Запрет препаратов с органическою ртутью в Западной Европе

1990-е гг.

Внедрение современных фунгицидов и инсектицидов

Несмотря на большое разнообразие способов предпосевной обработки семян, используемых во всем мире, наиболее широкое распространение получили химические способы. Целесообразность предпосевной химической обработки семян (ПХОС) была доказана около 300 лет назад, но широкое практическое применение процесс протравливания семян в индустриальных странах получил только 50 лет назад.
В начале XVII столетия посев семян, извлеченных из кораблей, потерпевших крушение, т.е. семян, обработанных в соленой воде, показал существенно меньшее поражение твердой головней, чем посевы обычных необработанных семян. Несмотря на то что этот способ был описан и признан в то время, научное подтверждение он получил только в 1750 году в работе француза Тилле, который научно обосновал эффективность применения соли и извести в борьбе с твердой головней пшеницы. С того времени протравливание семян превратилось в более сложную науку, а открытие органической ртути в 1915 году ознаменовало новую эру в протравливании семян. Несмотря на проблемы с безопасностью применения ртутных протравителей (такие препараты были запрещены по всей Западной Европе еще в 1982 году), появление новых контактных и системных фунгицидов повышает технологическую эффективность процесса протравливания семян.
На практике предпосевную химическую обработку семян разделяют на три процесса: обычное протравливание (применяемое в хозяйствах и семенной индустрии), инкрустирование семян (то же самое протравливание, но с применением дополнительных веществ, улучшающих прилипание активного вещества протравителей к семенам) и дражирование.
При традиционном протравливании семян вес их может увеличиваться на 0,2–2%, а при полном покрытии пленкообразующими составами – на 3–20%.
При инкрустировании семян вес их может увеличиваться до 5 раз. При этом форма семян, как и при обычном протравливании, практически не меняется.
При дражировании семян вес их может увеличиться в 10–25 раз, а при пеллетировании – в 15–100 раз. При этом семена приобретают форму шара или эллипсоида, близкого к шару.
Наиболее простым и широко распространенным средством ПХОС является традиционное протравливание.
Главной задачей при проведении эффективного протравливания является выбор протравителя и протравливающей машины. Службы защиты растений в настоящее время рекомендуют следующие основные протравители (табл. 2).

Таблица 2. Характеристики основных протравителей семян

Препарат

Действующее вещество

Норма расхода, л*, кг/т**

Культура

Вредный объект

Раксил, КС*** 60 г/л

Тебуконазол

0,4–0,5

Яровая и озимая пшеница и ячмень, озимая рожь, овес, лен, просо

Пыльная, твердая и каменная головня, септориоз, плесневение семян, фузариозные и гельминтоспориозные корневые гнили, фузариозная снежная плесень, пятнистости

Премикс 200,
КС 200 г/л

Тритиконазол

0,15–0,2

Яровая и озимая пшеница и ячмень, озимая рожь, овес, кукуруза, просо

Твердая и пыльная головня, гельминтоспориозные и фузариозные корневые гнили, септориоз, церкоспореллез, снежная плесень, плесневение семян

Винцит,
КС 25+25 г/л

Тиабендазол, Флутриафол

1,5–2

Яровая и озимая пшеница, ячмень, лен, просо

Твердая и пыльная головня, гельминтоспориозные и фузариозные корневые гнили, снежная плесень, септориоз и ринхоспориоз, плесневение семян, мучнистая роса

Дивиденд Стар, КС 30+3,6 г/л

Дифеноконазол, Ципроконазол

1–1,5

Яровая и озимая пшеница, ячмень, овес

Пыльная, твердая и каменная головня, септориоз, плесневение семян, фузариозные и гельминтоспориозные корневые гнили, пятнистости, мучнистая роса ячменя

Максим, КС 52 г/л

Флудиоксонил

1,5–2

Яровая и озимая пшеница, озимая рожь

Снежная плесень, твердая головня, фузариозные и гельминтоспориозные корневые гнили, плесневение семян

Колфуго Супер Колор, КС 200 г/л

Карбендазим

2

Яровая и озимая пшеница и ячмень, озимая рожь

Корневые и прикорневые гнили, церкоспореллез, снежная плесень, пыльная и твердая головня

* Для жидких веществ ** Для твердых веществ *** Концентрированная суспензия

Состав протравителей в большинстве случаев разработан из условия их применения без дополнительных компонентов. Обычные нормы применения протравителей составляют от 1 до 15 л/т. Ключевыми требованиями для протравителей являются:
– оптимальная биологическая эффективность;
– отсутствие отрицательного воздействия на всхожесть семян;
– хорошая прилипаемость к семенам;
– однородное покрытие зерновок;
– легкость применения;
– безопасность транспортировки;
– большой срок годности;
– совместимость с другими обработками;
– низкая стоимость.
Одной из главных проблем, связанных с протравливанием, является плохая прилипаемость действующего вещества, что особенно сказывается при протравливании порошками. Образование пыли и потеря действующего вещества также происходят при испарении воды из рабочих растворов на водной основе.
Чрезвычайно важно, чтобы обработка при протравливании не была фитотоксичной и не препятствовала всхожести семян.
При низких нормах расхода рабочего раствора равномерное покрытие каждого семени является первоочередным требованием.
Суспензии не должны налипать или скапливаться на механизмах протравливателей и должны быть хорошо распылимыми. Таким образом, реологические свойства протравителей чрезвычайно важны для протравливания.
До недавнего времени основными причинами, по которым требовалось протравливание семян, были заболевания растений, характеризующиеся завяданием, гниением или прекращением роста (возбудители – грибы, насекомые, бактерии, вирусы, неблагоприятные климатические условия), твердая, пыльная и карликовая головня.
Появление новых препаратов в последнее время обусловило новые причины применения предпосевного протравливания семян:
– обработка против болезней, вызывающих пятнистость листьев;
– обработка семян бобовых культур против выпревания растений (офиоболез), корневых гнилей;
– новые совместимые смеси «фунгициды + пестициды» или «фунгициды + инокулянты» (обеспечивающие более точную и экономичную обработку);
– ограничение распространения болезней через семена (фузариоз, головня).
Протравливание семян позволяет защитить высеянные семена и растения от вредителей и болезней при минимальных расходах средств и пестицидов, что обеспечивает:
– уменьшение количества пестицидных обработок растений в поле;
– снижение затрат на пестициды и времени на их применение;
– первоначальную и последовательную защиту растений.
При этом технические средства, необходимые для протравливания, достаточно просты и доступны по цене. На российском рынке машин для протравливания семян представлена продукция как отечественных, так и зарубежных фирм. В настоящее время в хозяйствах РФ, а также в странах СНГ используют преимущественно машины марок ПС -10А и ПСШ-5 отечественного производства, а также машины, поставлявшиеся из стран СЭВ (табл. 3).
Главное преимущество отечественных протравливателей в том, что они в 2–3 раза дешевле импортных. Однако следует заметить, что ценовое преимущество приносит пользу отечественным производителям этих машин лишь недолгое время – в дальнейшем покупатели больше внимания обращают на показатели качества и надежности.

Таблица 3. Основные технические характеристики протравливателей, применяемых в РФ и странах СНГ

Наименование машин

Производительность, т/ч

Расход рабочей жидкости, л/мин.

Масса, кг

Габариты, мм

Устан. мощность, кВт

Производитель

ПС-10А

22

0,5–3,5

1050

5080х2090х3000

5,6

Россия

ПС-30

20–30

0,5–7,5

1100

5000х3600х3100

15

Украина

ПСШ-5

5

0,27–2,6

360

2500х1500х1500

2,5

Украина

Мобитокс

6–20

До 16

650

4800х200х2150

8

Венгрия

*Грамакс-В

До 10

До 16

120

2000х900х780

Венгрия

*Кеноград К4

1–4

120

1420х685х1730

Германия

*Кеноград К8

10–12

225

1270х760х1025

*ПСБ-3000

До 4

1150

4300х1120х2320

2,2

Россия

СТ-2-10

2–10

0,2–10

2150х1550х2150

2,2

Германия

Ст-5-25

5–25

0,2–9

2,8

* стационарные

Таблица 4. Ориентировочные цены на машины для протравливания семян

Производительность, т/ч

Цена, евро

до 5

1800–2600

3–10

3900–5400

15–22

11300–17250

 

 

Протравливатели семян должны соответствовать строгим требованиям по экономическим, ценовым и техническим параметрам.
В технологическом аспекте качество протравливания обусловлено в первую очередь точным дозированием препарата и семян, что требует управления потоком химического препарата и потоком семян (оба потока должны быть однородными и устойчивыми).
В последние годы достигнуты значительные успехи в создании искусственных оболочек для защиты семян. Из методов нанесения искусственных оболочек наиболее перспективны дражирование и инкрустирование (инкрустация) – протравливание семян с фиксацией средств защиты пленкообразующими составами.
Дражирование семян,то естьпокрытие семян защитной питательной оболочкой (образуются драже шаровидной формы), –один из приемов их предпосевной подготовки. Дражирование семян проводят в дражираторе. Откалиброванные, полновесные семена засыпают в дражировочные емкости и увлажняют клеящим раствором, чтобы они не слипались. В качестве клеящих веществ используют полиакриламид, бентонитовую глину и др. Для дражирования применяют порошковидный торф, керамзит, древесную муку и др. наполнители. В состав оболочки драже добавляют также микроудобрения, стимуляторы роста, пестициды.
Дражирование имеет большие преимущества перед обычными способами протравливания и позволяет получить ряд положительных эффектов:
– приводит к «эталону» технологические свойства семян, имеющих в исходном состоянии чрезвычайное разнообразие как по форме и размерам, так и по состоянию поверхности;
– осуществляет подачу непосредственно к семени, а позже к корню растений питательных веществ – микроэлементов и стимуляторов роста;
– осуществляет подачу пестицидов, обеспечивающих защиту молодого растения в первый период жизни от заболеваний, вредителей и сорняков.
– обеспечивает эффективную защиту проростка от вредителей и болезней непосредственно в зоне его развития;
– намного меньше загрязняет окружающую среду и значительно снижает затраты, так как уменьшает необходимое количество подкормок и междурядных обработок (например, 150 г д.в. (действующего вещества)/га инсектицидов, включенных в дражировочную смесь, соответствуют 5000 г д.в./га инсектицидов, вносимых в почву в виде гранулятов);
– придает округлую форму и размеры мелким семенам и семенам неправильной формы;
– дражированные семена можно высевать поштучно, это позволяет сократить расход посевного материала, устраняет конкуренцию растений, возникающую вследствие близкого расположения при обычном севе, и снижает необходимость прореживания.
Вышеперечисленные положительные эффекты процесса дражирования обуславливают высокий экономический эффект его применения в сельском хозяйстве.
Дражирование семян в большинстве случаев производят в устройствах, обеспечивающих вращение семян с одновременной подачей порошков и растворов, обычная разовая порция может доходить до 100 кг.
За рубежом дражираторы семян выпускают ведущие мировые производители семенного оборудования. Например, в Европе в основном применяют дражираторы нового поколения фирм Petkus, Cimbria Unigrain, Agromega порционного действия с вертикальным ротором.
Следует заметить, что управление процессами дозирования жидких и порошкообразных материалов, а также другими механизмами загрузки-выгрузки в современных дражираторах полностью компьютеризировано. Стоимость таких дражираторов, как правило, превышает 40 000 евро.
В России, а также в странах СНГ до настоящего времени практически не выпускались современные машины для дражированния семян различных сельхозкультур.
В ОАО ГСКБ «Зерноочистка» (г. Воронеж) совместно с ГНУ ВНИИО Россельхозакадемии разработан и успешно прошел государственные испытания инкрустатор-дражиратор семян ИД-10. Производительность инкрустатора-дражиратора на семенах овощных культур в зависимости от технологического процесса составляет 15–200 кг/ч. Причем при дражировании производительность в несколько раз больше, чем при инкрустации. Урожайные и физико-механические свойства семян после обработки полностью соответствуют агротехническим требованиям.
Применяемые при дражировании семян препараты обычно содержат дополнительные полимеры, наполнители, такие как диоксид титана или тальк, и пигменты. Ключевыми требованиями к этим препаратам являются:
– исключение пылеобразования без снижения всхожести семян;
– покрытие всех или большинства зерновок или гранул;
– оптимизация действия протравителей в полевых условиях;
– предотвращение слипаемости семян в процессе дражирования;
– поддержание устойчивости активных веществ, особенно биологических агентов.
Многие полимеры и сополимеры полностью водорастворимы и физиологически инертны и поэтому хорошо совместимы как с биологическими агентами, так и с химическими активными веществами.
Дорогостоящие семена, например сахарной свеклы и салата, обычно пеллетируют для повышения эффективности их высева. В процессе пеллетирования на семена наносят глину или наполнитель на естественной основе. Наполнитель может также содержать действующее вещество протравителей. Гранулы обычно имеют форму сферы, и они должны быть достаточно прочными, чтобы исключить повреждения в процессе транспортирования и высева. После высева гранулы должны быстро разрушиться и не препятствовать всхожести семян. Для повышения прочности пеллет обычно применяют связывающие вещества.
При дражировании семян овощных культур обычно требуется выполнение следующих операций:
1. Предварительное калибрование семян по размерам.
2. 3агрузка строго определенной порции (массы) откалиброванных семян в барабан дражиратора.
3. Дозированное опрыскивание клеящей жидкостью (ориентировочный расход жидкости – 25 л на 1 т семян) семян, находящихся в непрерывном движении в барабане при заданном интервале времени (несколько минут). В качестве клеящего вещества (жидкости) обычно применяют натриевую соль карбоксилметилцеллюлозы (NaКМЦ), поливиниловый спирт (ПВС), полиакриламид, бентонитовую глину, иногда обойный клей и др.
4. Дозированная подача на вращающиеся семена (обычно при помощи вращающихся дисков или форсунок с конусным распылом) одного или нескольких компонентов пестицидов (фунгицидов) в виде жидкости или порошков.
5. В некоторых случаях на семена дозированно наносят регуляторы роста и/или другие защитные элементы в виде жидкостей или порошков.
6. Дозированная подача на вращающиеся семена наполнителя. В качестве наполнителя обычно используют лигнин или торф в виде порошков, которые подаются в барабан шнековым дозатором. Лигнин и торф предварительно измельчают и сепарируют.
7. Нанесение красителя и укатка семян (несколько минут).
8. Предварительная сушка непосредственно в барабане горячим воздухом (несколько минут).
9. Выгрузка семян из барабана.
10. Сепарация семян с выделением основной дражированной фракции семян.
11. Окончательная сушка дражированных семян. Часто для сушки применяют кассетные или ленточные сушилки.

 

 


В некоторых случаях применяют сорбционную сушку, которая включает нанесение нейтрализованного лигнина (рН 6–7) на семена и выделение влажного компонента (насыщенного влагой порошка) на решетах. Лигнин – побочный продукт гидролизной промышленности.
Дражирование семян обеспечивает более равномерный и экономичный их высев, при этом облегчается посев мелких шероховатых семян (морковь, петрушка и др.), сокращаются затраты труда на прорывку посевов, улучшение условий роста и развития растений, повышение урожайности (лука, моркови, огурца, петрушки, томата, столовой свеклы).
Дражированные семена могут храниться 6–9 месяцев, не теряя всхожести. Перед посевом их увлажняют до 40–60%.
Выбор того или другого процесса ПХОС зависит от многих факторов – и в первую очередь от вида семян, наличия квалифицированных специалистов и технического обеспечения, а также ценовой политики в семеноводстве.
В зависимости от структуры семеноводства, а также от требований, предъявляемых к посевному материалу, объемы протравливания семян в хозяйственных условиях в разных странах разные. Например, в Англии большую часть семян фермеры покупают уже протравленными, а в Канаде около 80% семян злаковых протравливают в хозяйственных условиях. При этом производительность протравливающих машин, как правило, не превышает 10 т/ч.
Производство семян из выращенного зерна в условиях обычных хозяйств должно быть спланировано столь же тщательным образом, как и семенного зерна в условиях семеноводческих хозяйствах. Поэтому необходимо принять во внимание историю поля, севообороты, наличие сорняков, происхождение семян и их предшествующую химическую обработку. На протяжении сезона следует осуществлять регулярный мониторинг за растениями.
Руководители хозяйств, использующие собственный урожай зерна на семена, должны решить, протравливать их или нет. Однако окончательное решение следует принимать на основании результатов семенных лабораторий о наличии болезней, переносимых семенами. Не все виды ПХОС могут быть осуществлены непосредственно в хозяйствах, некоторые из них могут быть реализованы только на специализированных предприятиях.
Стоимость ПХОС в странах с развитым сельским хозяйством составляет $80–300, что меньше расходов на 1 га при полевом опрыскивании растений. Тем не менее доля расходов, связанных с качественной ПХОС, в структуре затрат на подготовку семян достаточно высока.
Применение современных препаратов ПХОС существенно уменьшает контакт действующих веществ с поверхностью почвы. Например, при полевом опрыскивании растений в поле на 1 га пестициды контактируют с почвой на площади 10 000 м2. Если химическая обработка проводится в бороздах, площадь контакта составляет 500 м2. При химическом протравливании семян на 1 га только 58 м2 почвы контактирует с активными протравливающими веществами. Протравливание семян уменьшает риск попадания протравителя на нецелевые организмы и не подвержено «сносу», что особо характерно для полевых опрыскивателей.
ПХОС эффективна по трем причинам:
– уменьшение повреждаемости болезнями и вредителями урожая;
– ограничение распространения болезней и вредителей (фузариоза, головни и др.) на новых полях;
– повышение урожайности культур за счет применения регуляторов роста.
Тем не менее ПХОС, несмотря на большой положительный эффект, имеет ряд недостатков:
Случайное отравление. Голодные животные, нашедшие халатно хранимые обработанные семена, с большой вероятностью будут их есть. Птицы, такие как фазаны и перепела, могут также съедать семена, потерянные в процессе транспортировки или небрежного высева. Очень часто протравленные семена остаются в машинах в труднодоступных местах, тем самым представляя большую опасность для окружающей среды.
Ограничение процессов растениеводства. Так же как и пестициды, некоторые протравливатели семян могут существенно ограничивать выпас и схемы севооборота.
Ограниченные дозы протравителей. Количество пестицида, которое может быть нанесено на зерновки, ограниченно.
Ограниченная длительность действия. Длительность защиты семян и ростков часто очень невелика из-за относительно малого количества химикатов, наносимых на семена, и растворения химикатов в процессе развития ростков.
Ограниченный срок годности обработанных семян. Протравливание лишних семян нежелательно, потому что срок годности их ограничен. Протравленные семена не могут быть проданы для кормовых целей.
Фитотоксичность. Так как активные вещества протравителей применяют в высоких концентрациях, они обычно обладают низкой фитотоксичностью, но при превышении доз протравливающего вещества фитотоксичность некоторых из них может быть очень высокой.

Таким образом, химическая предпосевная обработка семян должна быть составной частью интегрированной защиты растений, которая включает современную организацию фитосанитарных мероприятий, предусматривающих не простое истребление отдельных видов вредителей, а долговременное сдерживание комплекса вредных организмов на безопасном уровне.
Руководители хозяйств, фермеры должны выбрать оптимальный метод защиты растений от вредителей и болезней – научно обоснованный, безопасный для персонала и окружающей среды. Без применения предпосевного протравливания семян растениеводы сталкиваются с большими трудностями в борьбе с болезнями, переносимыми через семена, а также с насекомыми, и вынуждены использовать более дорогую и экологически опасную обработку опрыскиванием в поле.
Современная ПХОС очень эффективна и является неотъемлемой частью подготовки семян. от Именно от эффективности предпосевной обработки семян в высокой степени зависят продуктивность растений и качество урожая.


           
Perfectagro.ru © 2010  Все права защищены.