СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РОСТА ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР Российский патент 1996 года по МПК A01N65/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к агротехнике выращивания овощных культур, в частности салата, томатов и др.

Известен способ выращивания овощных культур, включающий обработку растений томатов в фазе формирования завязи плодов на первой и второй цветочных кистях 0,001-0,01% -ными водными растворами кинетина до полного смачивания. Этот способ улучшает качество плодов томатов за счет повышения их питательной ценности.

Недостатком этого способа является отсутствие влияния обработки растений кинетином на содержание нитратов в овощах.

Известно средство, снижающее уровень нитратов в почве и их вертикальную миграцию.

Однако это средство приводит к снижению содержания нитратов только в почве за счет активирования процессов их утилизации почвенными микроорганизмами, конкурирующими с культурными растениями за минеральный азот, что может приводить к снижению урожайности растений из-за дефицита азота в почве.

Наиболее близким к изобретению является способ регулирования роста овощных культур, включающий внекорневую обработку растений за 2-7 дн до уборки водным раствором цитокинина-6-бензиламинопурина (БАП) с целью снижения содержания нитратов в овощах.

Недостатком данного способа является низкая эффективность снижения с помощью БАП содержания нитратов в овощах. Кроме того, БАП содержит достаточно токсичный радикал бензил, который за 2-7 дн не может быть метаболизирован тканями растений в связи с отсутствием у них специализированных ферментных систем утилизации этого синтетического аналога цитокининов и, таким образом, вместе с пищей будет попадать в организм человека.

Целью изобретения является повышение эффективности снижения содержания нитратов в овощах при отсутствии токсичности для организма человека.

Цель достигается тем, что в способе предусматривается внекорневая обработка растений за 2-7 сут до уборки водным раствором цитокининового препарата, представляющего собой спиртовую вытяжку, полученную обработкой отходов производства пива, содержащих сухую массу корешков проростков ячменя, 70%-ным этанолом при 4-24^оС, которую концентрируют путем упаривания этанола с последующей промывкой водного остатка 2-3 объемами этилового эфира, экстракцией действующего веществ в равный объем н-бутанола при рН 7,6-8,0 и удалением органического растворителя под вакуумом до исчезновения запаха, причем растения обрабатывают 0,1-0,5%-ным водным раствором полученного цитокининового препарата до полного смачивания поверхности листьев.

П р и м е р 1. Растения салата сорта "Каменная головка" выращивали в теплице в вегетационных сосудах. В сосуды помещали до 12 кг почвы и вносили по 18 г комплексного минерального удобрения ("Нитрофоска") на один сосуд. В фазе интенсивного нарастания биомассы салата растения обрабатывали 0,05; 0,1; 0,5 и 1,0% -ными водными растворами препарата Сапфир (сконцентрированный и очищенный экстракт из отходов производства пива) до полного смачивания поверхности листьев. Контрольные растения обрабатывали тем же количеством воды. Через 7 сут после обработки снимали урожай салата (листья товарной спелости), отбирали среднюю пробу и определяли содержание нитратов в продукции. Повторность опыта пятикратная. Результаты представлены в табл. 1.

Как видно из представленных в табл. 1 данных, максимальное снижение (на 60-65% ) содержания нитратов в листьях салата через 7 сут после обработки может быть достигнуто при использовании водного раствора препарата Сапфир в концентрации 0,1-0,5%
П р и м е р 2. Растения салата сорта "Каменная головка" выращивали в теплице в вегетационных сосудах. В сосуды помещали по 12 кг почвы и вносили по 18 г комплексного минерального удобрения ("Нитрофоска") на один сосуд. В фазе интенсивного нарастания биомассы салата растения обрабатывали 0,1%-ным водным раствором препарата Сапфир до полного смачивания поверхности листьев. Контрольные растения обрабатывали тем же количеством воды. Через 1, 2, 5, 7 и 10 сут после обработки снимали урожай салата (листья товарной спелости) у контрольных и опытных растений, отбирали среднюю пробу и определяли содержание нитратов в продукции. Повторность опыта пятикратная. Результаты представлены в табл. 2.

Из представленных в табл. 2 данных следует, что оптимальный для снижения содержания нитратов в листьях салата временной интервал обработки растений препаратом Сапфир находится в пределах 2-7 сут до уборки урожая.

П р и м е р 3. Тепличные растения томатов сорта "Украинец", выращиваемые по общепринятой технологии, в фазе интенсивного плодоношения обрабатывали 0,1 и 0,5% -ными водными растворами препарата Сапфир до полного смачивания поверхности листьев и плодов. Контрольные растения обрабатывали тем же количеством воды. Через 7 сут после обработки отбирали среднюю пробу урожая томатов (созревшие к данному сроку плоды) и определяли содержание нитратов. Повторность опыта пятикратная. Результаты представлены в табл. 3.

Как следует из данных, представленных в табл. 3, обработка растений томатов препаратом Сапфир приводит к более чем двухкратному снижению содержания нитратов в плодах.

П р и м е р 4. 1 кг отходов производства пива, содержащих сухую массу корешков проростков ячменя, экстрагировали 10 л 70%-ного этилового спирта в течение 24 ч при 4^оС. Экстракт упаривали под вакуумом до водного остатка. Водный остаток дважды промывали равными объемами этилового эфира, доводили рН до 7,8 с помощью КОН и экстрагировали равным объемом н-бутанола, после чего удалили н-бутанол под вакуумом до исчезновения запаха органического растворителя.

Анализ полученного таким образом препарата (препарат Сапфир) методом спектроденситометрической тонкослойной хроматографии и биотестирование показали наличие в нем природных цитокининов зеатина и зеатинрибозида и значительной цитокининовой активности (табл. 6).

Растения салата сорта "Каменная головка", выращенные в теплице при условиях, описанных в примере 1, обрабатывали 0,1%-ными растворами каждой фракции, получаемой в процессе очистки, до полного смачивания поверхности листьев. Контрольные растения обрабатывали теми же количествами воды. Через 7 сут после обработки отбирали среднюю пробу и определяли содержание нитратов в листьях салата. Повторность опыта пятикратная. Данные представлены в табл. 4.

Из представленных в табл. 4 данных следует, что эффективность препарата возрастает с каждым этапом очистки. Водный остаток, отмытый этиловым эфиром, при разведении до 0, 1%-ного водного раствора вызывает снижение содержания нитратов на 30% по сравнению с контролем. Снижение активности н-бутанольной фракции связано с ингибирующим действием бутанола. После удаления н-бутанола под вакуумом получается водный препарат характерного коричневого цвета, содержащий экстракт из корешков проростков ячменя, в том числе до 0,05% эндогенных цитокининов (см. табл. 6). При 1000-кратном разведении препарата Сапфир (до 0,1%-ного водного раствора) удается достигнуть снижения нитратов на 65%
Для определения влияния температуры экстракции на состав и, следовательно, на эффективность препарата были проведены исследования, приведенные в примере 5.

П р и м е р 5. 1 кг отходов производства пива, содержащих сухую массу корешков проростков ячменя, экстрагировали 10 л 70%-ного этилового спита в течение 24 ч при 0, 4, 24 и 48^оС. Экстракт упаривали под вакуумом до водного остатка. Водный остаток дважды промывали равными объемами этилового эфира, доводили рН до 7,8 с помощью КОН и экстрагировали равным объемом н-бутанола, после чего удаляли бутанол под вакуумом до исчезновения запаха органического растворителя.

Растения салата сорта "Каменная головка", выращенные в теплице при условиях, описанных в примере 1, обрабатывали 0,1%-ными водными растворами препарата Сапфир, полученного при различных температурах экстракции, до полного смачивания поверхности листьев. Контрольные растения обрабатывали теми же количествами воды. Через 7 сут после обработки отбирали среднюю пробу и определяли содержание нитратов в листьях салата. Повторность опыта пятикратная. Данные представлены в табл. 5.

Из приведенных в табл. 5 данных следует, что нулевая температура приводит к снижению интенсивности процесса экстракции, тогда при +48^оС, очевидно, уже начинаются деструктивные реакции физиологически активных веществ. Таким образом, оптимальная температура экстракции находится в пределах 4-24^оС, т. е. экстракция может быть проведена при комнатной температуре.

П р и м е р 6. По 1 кг различного сырья, являющегося отходами пищевой промышленности, такого как корешки проростков ячменя (отходы производства пива), барда (отходы производства спирта), яблочный жмых (отходы производства сока), жом (отходы производства сахара), экстрагировали в 10 л 70% -ного этилового спирта каждую пробу в течение 24 ч при комнатной температуре. Экстракты подвергали дальнейшей очистке и концентрированию согласно описанию в примере 4. В полученных после упаривания н-бутанола препаратах методом спектроденситометрической тонкослойной хроматографии определяли содержание эндогенных цитокининов зеатина и зеатинрибозида. С помощью биотеста на этиолированных листьях фасоли определяли цитокининовую активность полученных препаратов при разведении до 0,1%-ного водного раствора.

Растения салата сорта "Каменная головка", выращенные в теплице при условиях, описанных в примере 1, обрабатывали 0,1%-ными водными растворами полученных препаратов до полного смачивания поверхности листьев. Контрольные растения обрабатывали теми же количествами воды. Через 7 сут после обработки определяли содержание нитратов в листьях салата. Повторность опыта пятикратная. Данные представлены в табл. 6.

Из данных, представленных в табл. 6, следует, что отходы пивоваренной промышленности, такие как корешки проростков ячменя, содержат значительное количество цитокининов, что позволяет получать из них препараты, содержащие 400-500 мкг/мл зеатина и зеатинрибозида совместно, т.е. 0,04-0,05%-ные водные растворы природных цитокининов, обладающие высокой биологической активностью.

Для изучения прямого действия эндогенных цитокининов на метаболизм нитратной формы азота были проведены опыты с обработкой растений зеатином и зеатинрибозидом ("Серва", ФРГ) в тех же дозах, что и при обработке препаратом Сапфир.

П р и м е р 7. Растения салата сорта "Каменная головка", выращенные в теплице при условиях, описанных в примере 1, в фазе интенсивного нарастания биомассы обрабатывали 0,1%-ным водным раствором препарата Сапфир (эквивалентно 4х10^-5%-ному зеатину, 1х10^-5%-ному зеатинрибозиду); 4х10^-5%-ным зеатином, 1х10^-5% -ным зеатинрибозидом, водным раствором, содержащим 4х10^-5% зеатина и 1х10^-5% зеатинрибозида совместно до полного смачивания поверхности листьев. На 7 день после обработки убирали урожай листьев салата, отбирали среднюю пробу и определяли содержание нитратов. Повторность опыта пятикратная. Данные представлены в табл. 7.

Установлено (табл. 7), что 10^-5%-ные водные растворы зеатина и зеатинрибозида находятся ниже оптимума концентраций их физиологического действия на метаболизм нитратов. Те же концентрации этих цитокининов в препарате Сапфир приводят к эффективному стимулированию процессов метаболизма нитратной формы азота, что указывает на присутствие в растворе коэкстрактивных веществ, вызывающих синергический эффект с эндогенными цитокининами, проявляющийся в снижении пула нитрат-иона на 65%
Для подтверждения эффективности способа проведено сравнение содержания нитратов в листьях растений салата, выращенных по предлагаемому способу, способу-прототипу и с использованием других цитокининовых препаратов.

П р и м е р 8. Растения салата сорта "Каменная головка", выращенные в теплице при условиях, описанных в примере 1, обрабатывали 0,001%-ным водным раствором БАП (способ-прототип), 0,001%-ным раствором кинетина, 0,001%-ным водным раствором полистимулина К и 0,1%-ным водным раствором препарата Сапфир (предлагаемый способ) до полного смачивания поверхности листьев. Через 7 сут после обработки отбирали среднюю пробу и определяли содержание нитратов в листьях растений салата. Повторность опыта пятикратная. Данные представлены в табл. 8
Данные, приведенные в табл. 8, указывают на то, что предлагаемый способ значительно (на 30%) эффективнее способа-прототипа. Кроме того, как видно из табл. 7, эффект препарата Сапфир основан на не прямом физиологическом действии зеатина и зеатинрибозида, а на синергическом воздействии этих регуляторов и других коэкстрактивных веществ, содержащихся в цитокининовом препарате, о чем так же свидетельствует отсутствие подобного эффекта у других известных цитокининов кинетина и полистимулина К (табл. 8).

Таким образом, представленные в табл. 1-8 данные доказывают то, что обработка овощных культур за 2-7 сут до уборки урожая 0,1-0,5%-ными водными растворами цитокининового препарата Сапфир до полного смачивания поверхности листьев позволяет снизить содержание нитратов в овощах на 55-65%

Использование: в сельском хозяйстве для регулирования роста овощных культур, в частности салата, томатов и др. Сущность изобретения: для повышения эффективности снижения содержания нитратов в овощах при отсутствии токсичности для организма человека растения обрабатывают за 2 - 7 сут до уборки, до полного смачивания поверхности листьев 0,1 - 0,5%-ным водным раствором цитокининового препарата Сапфир, представляющего собой очищенную и сконцентрированную вытяжку из отходов производства пива, содержащих корешки проростков ячменя. 8 табл.

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РОСТА ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР, включающий внекорневую обработку растений водным раствором цитокининового препарата за 2 - 7 суток до уборки урожая, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности снижения содержания нитратов в овощах при отсутствии токсичности для организма человека, в качестве цитокининового препарата используют спиртовую вытяжку, полученную обработкой отходов производства пива, содержащих сухую массу корешков проростков ячменя, 70%-ным этанолом при 4 - 24^oС, которую концентрируют путем упаривания этанола с последующей экстракцией действующего вещества в равный объем н-бутанола при рН 7,6 - 8,0 и удалением органического растворителя под вакуумом до исчезнования запаха, причем растения обрабатывают 0,1 - 0,5%-ным раствором полученного цитокининового препарата до полного смачивания поверхности листьев.