СРЕДСТВО ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР Российский патент 2009 года по МПК A01N59/26 A01N59/20 A01N59/14 A01N59/06 A01N59/16 A01N59/02 A01N37/44 A01P21/00 A01C1/06 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к производству питательных смесей для обработки семян сельскохозяйственных культур, и может быть использовано при проведении предпосевных агротехнических мероприятий. Базовыми микроэлементами минерального питания, влияющими на продуктивность растений, являются В, Са, Cu, Fe, Mn, Мо и Zn, а влияющими на рост растений - азот, фосфор, калий, магний, кальций.

Большое количество разработанных видов удобрений свидетельствует о том, что для достижения общей цели создания благоприятных условий для роста растений на всех этапах его развития необходимо избирательно учитывать множество факторов окружающей среды, обусловленных специфическими особенностями данной местности, климата, почвы, сорта и вида растения.

Ближайшим аналогом является препарат для повышения урожая растений и защиты их от болезней, включающий раствор макро- и микроэлементов, хвойный экстракт, хлорофиллокаротиновую пасту, гидролизат бактерий Pseudomonas aureofaciens ВКМ В-1973Д (RU 2147181, 10.04.2000). Однако данный препарат содержит компоненты, которые труднодоступны и которые влияют на срок годности данного препарата. Избирательность достигается путем разделения всех средств, в первую очередь, на группы:

- средств, вносимых в почву (собственно удобрения, замещающие недостающие элементы органо-минерального почвенного состава);

- средств, наносимых на растение (питательные смеси для листовой обработки и подкормки растений, влияющие на параметры фотосинтеза, иммунитета, репродуктивности и т.д.);

- средств, наносимых на семена растений (в процессе протравливания, инкрустации, дражирования, опудривания и т.д.).

Роль включаемых в состав средств композиций микроэлементов при нанесении их на семена состоит в оптимизации минерального питания растений за счет стимуляции процессов метаболизма в проростках.

Роль включаемых в состав смесей макроэлементов состоит в обеспечении растения в начальной стадии роста эссенциальными элементами - биофилами.

Состав и дозы микроэлементов в прочих удобрениях рассчитаны исходя из норм содержания их в наземной части растений, что, по сути, является дотационным подходом к обеспечению биологического объекта необходимыми элементами питания. При этом предполагается, что растением должна усваиваться вся масса наносимых на семена элементов.

Однако научными исследованиями установлено, что усвоение экзогенных веществ, а именно привносимых извне микро- и макроэлементов, зависит от эндогенных биохимических процессов объекта, в данном случае в семенах и проростках. Т.е. для более полного усвоения питательных комплексов необходима, во-первых, активация процессов доставки (транспортировки) их к биологическому объекту, во-вторых, повышение восприимчивости самого объекта к усвоению за счет активации внутренних биохимических процессов.

Все вышеизложенное приводит к недостаточной эффективности микро- и макроэлементного питания семян и проростков, что, в конечном счете, сказывается на урожайности сельскохозяйственных культур.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение урожайности сельскохозяйственных культур путем повышения эффективности прорастания семян, ускорения роста растений, за счет активации усвоения и использования минеральных веществ зерном, проростком и почвой.

Поставленная задача решается тем, что средство для предпосевной обработки семян, содержащее композицию макроэлементов в виде азота, калия, фосфора, и композицию микроэлементов в виде меди, цинка, бора, магния, железа, молибдена, марганца, дополнительно содержит композицию микроэлементов в виде кобальта, хрома, селена, никеля, лития, ванадия и водорастворимые углеводы и аминокислоты при следующем содержании ингредиентов в двух составах (в мас.%):

- фосфор (5,26±0,5);

- азот (4,81±0,1);

- марганец (0,32±0,01);

- калий (3,7±0,5);

- медь(3,8±0,1);

- цинк(3,4±0,1);

- бор (0,43±0,05);

- магний (1,45±0,1);

- железо (0,52±0,01);

- молибден (0,66±0,002);

- кобальт (2,2±0,03);

- хром(0,12±0,015);

- селен (0,008±0,001);

- никель (0,017±0,002);

- литий (0,06±0,008);

- ванадий (0,9±0,01);

- углеводы: малат и сахарозу (5±0,5);

- аминокислоты: аланин и серии (1±0,5).

Воды в растворе содержится 66,345±0,5%.

Средство имеет форму двух раздельных водных составов, а именно: медь, цинк, магний, никель, литий, кобальт, железо, марганец, азот и хром, молибден, бор, ванадий, селен, фосфор, углеводы и аминокислоты, которые смешиваются непосредственно перед употреблением.

Предлагаемое изобретение обладает рядом преимуществ, поскольку для решения поставленной задачи использованы результаты научных исследований катионно-анионных характеристик, включаемых в состав водного раствора солей химических элементов и минералов, в результате которых был разработан новый электрохимический принцип подбора ингредиентов, представляющий собой высокоэффективную цепь для транспорта электронов в семена и проростки.

Состав и количество содержащихся в составе растворов микроэлементов подобраны с учетом их электрохимических характеристик в контексте биохимических процессов. Подбор ингредиентов и их дозы осуществлялись с учетом влияния различных вариантов на ростовые показатели проростков различных сельскохозяйственных культур. Дополнительное содержание таких микроэлементов, как кобальт, хром, селен, никель, литий, ванадий, является необходимыми для синтеза ферментов, витаминов, гормонов, активных металлосодержащих белков и других важнейших компонентов, активирующих внутренние биохимические процессы и определяющих биологическую продуктивность растений.

Кроме того, они обеспечивают биологический объект репродуктивно (кущение и полевая всхожесть) - защитным комплексом (не восприимчивость к возбудителям болезней и снижение влияния вредителей) растений, что повышает восприимчивость самого объекта к усвоению питательных веществ.

Дополнительное введение в состав средства водорастворимых углеводов и аминокислот обусловлено тем, что нами экспериментально установлен и практически подтвержден факт компенсации энергетических затрат на рост и продуктивность ассоциативных азотофиксаторов. Данные органические ингредиенты поддерживают азотный цикл в растении, усиливают процесс фиксации азота и являются строительным материалом белковых молекул.

Водорастворимые углеводы и аминокислоты, находящиеся в удобрении, являются питательным субстратом для почвенных организмов, в частности ассоциативных азотофиксаторов, численность которых склонна к значительному колебанию при изменении условий среды обитания (температура, влажность, питание и т.д.). Оптимизация питания положительно влияет на устойчивость данных микроорганизмов к стрессовым факторам. Обеспечивает эффективный рост и развитие в их трофической нише и, как следствие, стабильность ферментативной активности, что ведет к угнетению патогенных микроорганизмов и сохранению автотрофного питания. При приготовлении рабочего раствора концентрация в нем углеводов и аминокислот снижается, и такой концентрации достаточно для поддержания устойчивого существования микроорганизмов ризосферы до начала выделения метаболитов корнями растущих растений в достаточном количестве.

Водорастворимые углеводы (именно сочетание сахарозы и маната) являются легкоусвояемыми веществами и проявляют себя как энергетический субстрат. Их эффективность, в значительной мере, повышается благодаря наличию азотных соединений в рабочем и почвенном растворе. Таким образом, создаются благоприятные условия для ассоциативной азотфиксации в ризосфере растений.

Содержание в удобрении аминокислот (аланин и серии) оправдывает специфическое отношение несимбиотических азотфиксаторов к составу используемого субстрата, ввиду завышенных энергетических потребностей - азот аминокислот, как субстрат, усиливает процесс фиксации атмосферного и почвенного азота.

Так же данные аминокислоты могут выступать как готовые метаболиты для построения белковых молекул микроорганизмов и растений. На фоне протекающего в растениях цикла азота аминокислоты выступают в роли строительного материала и участвуют в реакции переаминирования, в которой образуются новые аминокислоты. Таким образом, наличие в составе средства водорастворимых углеводов и аминокислот играет важную роль в азотном цикле растения, выступая в роли антидепрессанта, питательной среды и необходимого энергетического субстрата для несимбиотических азотфиксаторов ризосферы.

Все вышеуказанные отличительные признаки предлагаемого средства для предпосевной обработки семян являются существенными, так как обеспечивают повышение урожайности сельскохозяйственных культур.

Существенным отличием предлагаемого средства также является его форма.

Средство до использования представлено в виде двух раздельных водных составов:

1) медь (3,8±0,1), цинк (3,4±0,1), магний (1,45±0,1), никель (0,017±0,002), литий (0,06±0,008), кобальт (2,2±0,03), железо (0,52±0,01), марганец (0,32±0,01), общий азот (4,81±0,1),

2) калий (3,7±0,5), хром (0,12±0,015), молибден (0,66±0,002), бор (0,43±0,05), ванадий (0,9±0,01), селен (0,008±0,001), фосфор (5,26±0,5), углеводы: малат и сахарозу (5±0,5), аминокислоты: аланин и серии (1±0,5).

Воды в растворе содержится 66,345±0,5%.

Смешивание составов непосредственно перед употреблением дает возможность использования средства в разработанной композиции без опасности выпадения микроэлементов в осадок и образования комплексов, не усваиваемых растением. Промышленная применимость средства подтверждена путем проведения вегетативных и полевых деляночных опытов при предпосевной обработке семян и контроле над ростом культур в шести хозяйствах Нижегородской области.

Результаты опытов представлены в таблицах.

1. Влияние предпосевной обработки семян пшеницы «Московская 35» композицией микроэлементов с водорастворимьми углеводами и аминокислотами на показатели роста 15-суточных проростков в почвенной культуре

  Контроль Предлагаемое средство Высота растений, см 27,8±0,2 40,8±0,6 В % к контролю 100,0% 146,8% Масса растений сухая, г 0,52±0,02 0,85±0,06 В % к контролю 100,0% 163,5% Общий азот листа, % 1,11±0,02 1,49±0,04 В % к контролю 100,0% 134,2%

2. Влияние предпосевной обработки семян на показатели ферментативной активности почвы в 20-суточном эксперименте

  Контроль Предлагаемое средство Каталаза, см³ O₂ на 1 г почвы за 1 мин 2,8±0,12 4,5±1,3 В % к контролю 100,0% 160,7% Уреаза, мг-Н₃ на 1 г почвы за 24 часа 0,314±0,026 0,606±0,051 В % к контролю 100,0% 195,0% Протеазы, мг-Н₃ на 1 г почвы за 24 часа 0,440±0,032 0,789±0,063 В % к контролю 100,0% 134,2%

3. Влияние предпосевной обработки семян томатов сорта «Москвич», выращенных на открытом грунте

Дата Опыт: с использованием предлагаемого средства Контроль: без использования средства   Высота растений, мм Диаметр стебля, мм Высота растений, мм Диаметр стебля, мм 02.08.2007 98,13±5,65 4,98±0,12 83,13±5,0 4,3±0,14 06.08.2007 103,75±5,63 4,95±0,13 90,63±3,6 4,45±0,16 10.08.2007 115,0±6,57 5,09±0,09 98,13±5,93 4,5±0,15 14.08.2007 125,0±7,40 5,46±0,14 110,0±6,31 5,08±0,18 18.08.2007 147,5±6,42 5,93±0,07 124,38±7,67 5,61±0,2 22.08.2007 171,25±8,35 6,58±0,16 153,13±10,1 5,8±0,16 26.08.2007 210,0±9,85 7,04±0,1 181,8±12,13 6,23±0,12 29.08.2007 251,2±11,05 7,45±0,2 215,5±12,2 6,68±0,18

4. Влияние предпосевной обработки семян пшеницы и гороха на энергию прорастания семян и показатели роста растений

Культура Энергия прорастания Масса надземной части 1 растения в г Масса корней 1 растения в г   Контроль Опыт Опыт+% к контролю Контроль Опыт Опыт±% к контролю Контроль Опыт Опыт±% к контролю Яровая пшеница 36±2 71±4 97 0,18±0,02 0,37±0,04 105 0,22±0,03 0,54±0,04 154 Горох 30±1 63±4 110 0,44±0,04 0,96±0,07 118 0,52±0,05 1,44±0,11 177

Т.о., использование предлагаемого средства для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений и решение поставленной задачи подтверждается интенсификацией процесса прорастания семян, более быстрым образованием корневых систем и повышением урожайности до 10-15 ц/га, что в 3 раза выше показателей повышения урожайности при применении известного средства.

Средство для предпосевной обработки семян применяют следующим образом:

1. Композицию из 9 элементов (в мас.%): медь (3,8±0,1), цинк (3,4±0,1), магний (1,45±0,1), никель (0,017±0,002), литий (0,06±0,008), кобальт (2,2±0,03), железо (0,52±0,01), марганец (0,32±0,01), азот (4,81±0,1),

растворяют в 1 литре воды и хранят до использования в отдельной емкости из химически инертного материала (например, стекло, полиэтилен).

2. Композицию из 11 элементов, включая углеводы и аминокислоты (в мас.%): калий (3,7±0,5), хром (0,12±0,015), молибден (0,66±0,002), бор (0,43±0,05), ванадий (0,9±0,01), селен (0,008±0,001), фосфор (5,26±0,5), углеводы: малат и сахарозу (5±0,5), аминокислоты: аланин и серии (1±0,5),

растворяют в 1 литре воды и хранят до использования в отдельной емкости из химически инертного материала (например, стекло, полиэтилен)

3. Перед употреблением растворы смешивают в равных пропорциях исходя из расчета применения 2 литра на 1 тонну семян.

4. Композицию вносят через стандартные протравители семян.

Применение предлагаемого средства для предпосевной обработки семян позволяет:

- обеспечить растения микроэлементами на весь вегетативный период, макроэлементами на 10-15 дней;

- создать благоприятные ризосферные микробиотические комплексы, в первую очередь, азотфиксирующие, за счет попадания их из семян в прикорневую зону всех необходимых микро- и макроэлементов - биофилов;

- повысить урожайность с/х культур до 10-15 ц/га, зерновых культур на 25-40%, кормовых и технических культур в 1,5-2 раза.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Средство представлено в виде двух раздельных водных составов, содержащих, в мас.%:

1) медь (3,8±0,1), цинк (3,4±0,1), магний (1,45±0,1), никель (0,017±0,002), литий (0,06±0,008), кобальт (2,2±0,03), железо (0,52±0,01), марганец (0,32±0,01), общий азот (4,81±0,1), вода 1 л;

2) калий (3,7±0,5), фосфор (5,26±0,5), хром (0,12±0,015), молибден (0,66±0,002), бор (0,43±0,5), селен (0,008±0,0001), ванадий (0,9±0,01) углеводы (5±0,5), аминокислоты (1±0,5), вода 1 л.

Изобретение обеспечивает повышение эффективности прорастания семян, ускорение роста растений. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Средство для предпосевной обработки семян, содержащее композицию макро- и микроэлементов, отличающееся тем, что оно представлено в виде двух раздельных водных составов, содержащих, мас.%:
1) медь (3.8±0,1), цинк (3,4±0,1), магний (1,45±0,1), никель (0,017±0,002), литий (0,06±0,008), кобальт (2,2±0,03), железо (0,52±0,01), марганец (0,32±0,01), общий азот (4,81±0,1), вода 1 л
2) калий (3,7±0,5), фосфор (5,26±0,5), хром (0,12±0,015), молибден (0,66±0,002), бор (0,43±0,5), селен (0,008±0,0001), ванадий (0,9±0,01) углеводы (5±0,5), аминокислоты (1±0,5), вода 1 л.

2. Средство по п.1, отличающееся тем, что в качестве углеводов применяют малат и/или сахарозу.

3. Средство по п.1, отличающееся тем, что в качестве аминокислоты применяют аланин и/или серии.