устройство для инокуляции растений зерновых культур возбудителями болезней семян

Формула изобретения

Устройство для инокуляции растений зерновых культур возбудителями болезней семян, включающее камеру для заражения растений, сообщенную с воздушным насосом и емкостью для хранения суспензии для заражения колосьев посредством трубок, отличающееся тем, что оно снабжено переносным сборным штативом, состоящим из вертикальной стойки и горизонтальной направляющей, причем на горизонтальной направляющей с помощью зажима жестко закреплен узел для заражения растений, в котором размещены жестко соединенные между собой посредством кронштейна камера для заражения растений и емкость для хранения суспензии, при этом камера имеет раздвоенную пробку для зажима в ней стебля с колоском заражаемого растения, а емкость для хранения суспензии - вставленный в пробку с зажимом патрубок для подъема суспензии из емкости в камеру, кроме того, узел для заражения растений установлен на горизонтальной направляющей с возможностью свободного передвижения и фиксирования на любой высоте и на любом удалении от растений посредством крестообразного зажима, а в качестве воздушного насоса выбран насос, работающий по принципу медицинского шприца, который размещен на вертикальной стойке подвижно и соединен с камерой для заражения растений посредством трубки через патрубок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при изучении генофонда зерновых культур на устойчивость к возбудителям болезней семян в селекции и при проведении научных исследований.

Известно устройство для инокуляции селекционного материала, содержащее стеклянный цилиндр с пробкой, которая оклеена двумя слоями губчатой резины, причем второй слой резины в виде ленты приклеен одним концом, насос для разрежения воздуха в цилиндре, сосуд для суспензии спор, соединительные патрубки, пульсатор и кран для впуска воздуха в стеклянный цилиндр [1].

Недостатками указанного устройства являются громоздкость конструкции, неудобство работы в полевых условиях, неудовлетворительная производительность, так как из-за наличия пульсатора в устройстве отсутствует фаза повышенного давления. Пульсатор создает незначительные импульсные перепады давления, что только ускоряет самопроизвольный слив суспензии из стеклянного цилиндра обратно в сосуд для суспензии, нежели способствует дополнительному проникновению суспензии под цветковые чешуйки колоса. Наличие пульсатора увеличивает количество времени, требуемое на один цикл заражения.

Известен также аппарат для инокуляции пшеницы и ячменя возбудителями пыльной головни, содержащий емкость для колосьев в виде цилиндра, соединенного посредством трубопроводов с воздушным насосом и сосудом для суспензии спор, снабженным мешалкой, которая соединена со штоком насоса [2].

Недостатками такого аппарата являются его громоздкость, обязательное присутствие не менее двух человек обслуживающего персонала. Наличие длинных трубопроводов для движения воздуха и суспензии приводит к увеличению объема суспензии на заполнение этих трубопроводов.

Необходимость мешалки неоправдана, так как во время работы суспензия достаточно хорошо перемешивается за счет движения, если объем сосуда небольшой и трубопроводы короткие.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототип) является вакуумный аппарат, который по конструкции аналогичен вышеописанному аппарату, за исключением мешалки [3].

Недостатки вакуумного аппарата - его громоздкость, неудобство в работе, трудоемкость, необходимость большого объема суспензии для заражения (1000 мл/100 растений) и наличия двух человек для его обслуживания. Работать с вакуумным аппаратом двум сотрудникам неудобно, так как один из них работает с насосом, в то время как другой сотрудник держит цилиндр, аккуратно помещает в него заражаемое растение, герметично закрывает цилиндр и во время цикла заражения держит в руках, затем его разгерметизирует и осторожно вынимает зараженное растение. Причем все эти операции он производит на весу, ни на что не опираясь руками, что оказывает соответствующее влияние на скорость и качество работы. Поэтому для успешного выполнения работы необходимо наличие трех человек. Один из которых ровно держит цилиндр, другой - аккуратно помещает в него растение и после заражения вынимает, не повредив, а третий работник качает насос, расправляет патрубки, чтобы они не перегибались, и переносит емкость с суспензией, при этом следя, чтобы она не перевернулась. Длительная эксплуатация вакуумного аппарата в полевых условиях и теплицах однозначно показала, что он имеет очень низкую производительность, несмотря на обслуживание аппарата несколькими сотрудниками.

Задачей настоящего изобретения является повышение производительности труда и качества инокуляции, уменьшение трудоемкости и расхода дорогостоящей суспензии. Для ее решения предлагается устройство в виде переносного сборного штатива, который состоит из вертикальной стойки и горизонтальной направляющей, причем на горизонтальной направляющей с помощью зажима жестко закреплен узел для заражения растений, в котором размещены жестко соединенные между собой посредством кронштейна камера для заражения растений и емкость для хранения суспензии спор, при этом камера имеет раздвоенную пробку для зажима в ней стебля с колоском заражаемого растения, а емкость для хранения суспензии - вставленный в пробку с зажимом патрубок для подъема суспензии из емкости в камеру, кроме того, узел для заражения растений установлен на горизонтальной направляющей с возможностью свободного передвижения и фиксирования на любой высоте и на любом удалении от растений посредством крестообразного зажима, а в качестве воздушного насоса выбран насос, работающий по принципу медицинского шприца, который размещен на вертикальной стойке подвижно и соединен с камерой для заражения растений посредством трубки через патрубок.

Признаки, отличающие предложенное устройство от прототипа:

- выполнение устройства в виде переносного сборного штатива, состоящего из вертикальной стойки и горизонтальной направляющей;

- наличие узла для заражения растений, состоящего из жестко соединенных между собой посредством кронштейна камеры для заражения и емкости для хранения суспензии;

- закрепление жестко узла для заражения растений на горизонтальной направляющей штатива с помощью зажима;

- наличие в камере для заражения раздвоенной пробки для зажима в ней стебля с колоском заражаемого растения;

- наличие в емкости для хранения суспензии вставленного в пробку с зажимом патрубка для подъема суспензии из емкости в камеру;

- установка узла для заражения растений на горизонтальной направляющей с возможностью свободного передвижения и фиксирования на любой высоте и на любом удалении от растений посредством крестообразного зажима;

- наличие воздушного насоса, работающего по принципу медицинского шприца;

- размещение воздушного насоса на вертикальной стойке подвижно и соединение его с камерой для заражения растений посредством трубки через патрубок.

Наличие компактного узла для заражения, исключающего необходимость дополнительных соединительных трубок, способствует сокращению расхода суспензии, а также более равномерному распределению в ней спор возбудителя болезни, что в свою очередь способствует равномерному заражению колосков в камере для заражения.

Кроме того, при работе воздушного насоса происходит двукратный перепад давления воздуха в камере для заражения, что вызывает быстрое и равномерное проникновение спор возбудителя болезни глубоко в поры растения, а затем - автоматический принудительный слив суспензии в емкость для хранения суспензии, в результате чего вдвое повышается эффективность и качество заражения.

Благодаря совокупности существенных признаков обеспечивается достижение поставленного технического результата, заключающегося в повышении производительности труда и качества инокуляции, а также - уменьшении трудоемкости и расхода дорогостоящей суспензии.

На фиг.1 изображено устройство для инокуляции растений зерновых культур возбудителями болезней семян, общий вид; на фиг.2 - узел для заражения растений.

Устройство для инокуляции растений представляет собой переносной сборный штатив, состоящий из вертикальной стойки 1 и горизонтальной направляющей 2. На горизонтальной направляющей 2 установлены: узел 3 для заражения растений, который состоит из камеры 4 для заражения растений; емкости 5 для хранения суспензии; раздвоенной пробки 6; кронштейна 7, жестко соединяющего емкость 5 с камерой 4; пробки 8, в которую вставлен патрубок 9 для подъема суспензии из емкости 5 в камеру 4; зажима 10, жестко охватывающего пробку 8; зажима 11, с помощью которого узел 3 жестко крепится на горизонтальной направляющей 2, и патрубка 12, а также крестообразный зажим 13, с помощью которого горизонтальная направляющая 2 вместе с узлом 3 может свободно передвигаться по вертикальной стойке и фиксироваться на любой высоте и на любом удалении от растений; и манометр 15 для измерения давления воздуха. На вертикальной стойке 1 подвижно установлен воздушный обратимый насос 14, который соединен посредством гибкой прозрачной трубки 16 через патрубок 12 с камерой 4.

Устройство работает следующим образом.

Вертикальную стойку 1 втыкают в землю на расстоянии около 1,0 метра от заражаемого растения, с помощью крестообразного зажима 13 закрепляют горизонтальную направляющую 2 на вертикальной стойке 1. Устанавливают на конце горизонтальной направляющей 2 узел 3 для заражения растений с помощью зажима 11. Подключают гибкую прозрачную трубку 16 воздушного насоса 14 к патрубку 12 камеры 4 и закрепляют ее на горизонтальной направляющей 2. Воздушный насос 14 подвешивают на вертикальной стойке 1. Вращательными движениями снимают емкость 5 с узла 3, заливают в нее заранее приготовленный раствор суспензии спор и устанавливают на прежнее место. Подготовленный к работе штатив разворачивают в направлении заражаемого растения, перемещают горизонтальную направляющую 2 по вертикальной стойке 1 и с помощью крестообразного зажима 13 устанавливают нужную высоту камеры 4, чтобы колосок без затруднения входил в нее. Вынимают из камеры 4 раздвоенную пробку 6, зажимают в ней стебель с колоском заражаемого растения и вставляют ее обратно в камеру 4. Воздушным насосом 14 делают два движения: первое - на разрежение в камере 4, что приводит к уменьшению давления и заполнению камеры суспензией из емкости 5, и второе - на повышение давления в камере 4, что вызывает слив раствора обратно в емкость 5. После чего зараженное растение аккуратно освобождают от пробки, и надевают на колосок заранее заготовленный изолятор.

Принцип работы устройства основан на перепадах давления воздуха в камере с заражаемым растением, создаваемых воздушным обратимым насосом, работающим по принципу медицинского шприца.

При отрицательном перепаде давления (разрежении) происходит открытие устьичных щелей и засасывание суспензии с возбудителем заболевания в камеру с заражаемым растением, что облегчает проникновение суспензии в поры растения. В отличие от вакуумного аппарата - прототипа, в котором на данном этапе просто производится слив суспензии в сосуд для ее хранения путем открытия отверстия для свободной подачи воздуха в камеру с растением, в заявляемом устройстве за счет обратимого насоса происходит увеличение давления в камере с колоском, что приводит к усилению проникновения спор возбудителя заболевания вглубь к завязи и принудительному сливу жидкости в емкость для хранения суспензии.

Предлагаемый насос отличается от насоса известного аппарата, который работает только на всасывание воздуха (за счет одностороннего клапана на поршне), т.е. только на уменьшение давления в камере для заражения, тем, что он работает как на всасывание - разрежение, так и на нагнетание воздуха в камеру (фаза резкого разрежения воздуха и столь же резкий переход в фазу повышенного давления).

Это позволяет значительно повысить эффективность и качество заражения растения, а также производительность труда.

Снижение трудоемкости достигается за счет того, что применяемый в комплексе штатив позволяет освободить руки научного работника от постоянного держания на весу камеры для заражения и насоса.

Практически устройство легко может обслуживать один человек. Оно удобно в транспортировке, легко собирается перед работой и разбирается по окончании ее. Применение прозрачных пластиков при изготовлении емкостей, патрубков и насоса значительно уменьшает вес конструкции, облегчает контроль и наблюдение за процессом заражения.

Устройство для инокуляции растений зерновых культур возбудителями болезней семян опробовано в полевых и тепличных условиях в период 2004-2005 гг. Оно использовалось при изучении и оценке мировой коллекции ячменя ВНИИР им. Н.И.Вавилова на устойчивость к грибу Bipolaris sorokiniana Shoem. - возбудителю "черного зародыша". С этой целью было заражено в тепличных условиях 600 образцов и в полевых условиях 1200 образцов, каждый из них в 4-кратной повторности. В результате было выделено 17 устойчивых форм ячменя к "черному зародышу".

Кроме этого, предлагаемое устройство можно также использовать при оценке селекционного материала на устойчивость и к другим болезням семян злаковых культур (пыльная и каменная головня пшеницы и ячменя). Оно зарекомендовало себя легким и удобным в эксплуатации, не повреждающим заражаемые колосья растений, высокоэкономичным по расходу суспензии (250 мл/100 растений) и высокопроизводительным по количеству заражаемых растений (100 растений/час).

Источники информации

1. А.с. СССР №1482602, А01G 7/06, 1989.

2. А.с. СССР №1440912, С14М 1/26, А01Н 1/04, 1988.

3. Кривченко В.И. Устойчивость зерновых колосовых к возбудителям головневых болезней. - М.: Колос, 1984, с.57-58 (прототип).