АЭРОГИДРОПОННЫЙ СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ ЗЕЛЕНЫХ КОРМОВ Российский патент 2017 года по МПК A01G31/00 A01C1/08 B82Y99/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при аэрогидропонном методе выращивания зеленых кормов.

Известны способы, включающие обработку посевного материала и вегетативной массы электрохимически активированной (ЭХА) водой - католитом, образующимся в катодной зоне диафрагменного электролизера, который (католит) обладает биостимулирующим действием [1, 2, 3].

Так при обработке семенного материала католитом энергия прорастания семян на 3-ий день увеличилась в 2,3-3,4 раза, увеличение длин проростков и длин корней на 7-ой день по сравнению с контролем составило в среднем на 8,0-14,3%. Масса семян после суточной выдержки в католите за счет активной проницаемости покровов увеличилась на 64,4%, что превышает контроль на 28%. Повреждаемость болезнями в контроле 72,1%, ЭХА водой - нулевая [4].

Однако эти способы обработки семян и вегетативной массы не полностью реализуют биологический потенциал посевного материала, поскольку не предусматривают вывода семян из глубокого покоя.

Спящие почки и семена могут быть выведены из такого состояния известным способом обработки их гиббереллином [5]. Наиболее эффективным средством нарушения покоя является сочетание гиббереллина с тиомочевиной.

Так, например, погружение свежеубранных клубней картофеля на 30 мин в раствор, содержащий 20 г/л тиомочевины и 1 мг/л гиббереллина, приводит к прорастанию через 4-5 дней, а через 25-30 дней появляются всходы [5].

Известен способ предпосевной обработки семян, включающий использование в среде замачивающего стабилизированного раствора биологически активных наночастиц Fe [4, 13, 14].

Проанализировав и обобщив ранее полученные данные практического использования наночастиц Fe и гиббереллина, нами предложен вариант совместного их применения в среде замачивающего катодного раствора (табл. 1).

Оценка влияния аэрогидропонного способа выращивания зеленого корма проводилась нами на модернизированной модели проращивателя «Здоровья КЛАД» производства фирмы «Стексель» [6].

Для обеззараживания поверхности оборудования проращивателя, соприкасаемые с семенами и вегетативной массой, обрабатывали 0,1%-ным раствором марганцовокислого калия.

При увлажнении семян и вегетативной массы использовали стабилизированный католит.

Кислород воздуха, пропущенный через электрохимически активированную (катодную) воду со стабилизатором, легко присоединяет к себе один или два свободных электрона, ионизируется и превращается в аэроион кислорода отрицательной полярности. При этом происходит очистка воздуха от пыли, дыма и микрофлоры воздуха, оказывающие неблагоприятное действие на растительные клетки [10].

При переводе кислорода в активированное состояние действие католита как биостимулятора сводится к улучшению фотосинтеза за счет его электронодонорной способности поставлять электроны растению, стимулируя при этом тканевое дыхание, физиологическую регенерацию и активность ферментов [7, 8, 9].

Многочисленные исследования показали, что аэропонная активация семян и вегетативной массы повышает продуктивность и качество зеленых кормов [8, 9, 10].

Однако следует учесть, что электрохимически актированный водный раствор католита быстро теряет свои свойства в открытой емкости, тем более при активном барботаже воздухом уже через 2-3 часа, а использование стабилизатора [11] обеспечивает длительную сохранность полезных свойств катодного раствора в течение всего периода проращивания, по показателю рН на уровне 89-92%, Eh - 71%.

В эксперименте емкость увлажнения проращивателя заполняли электрохимически активированной катодной водой (рН 8-9, Eh=-350…-400 мВ) со стабилизатором, представляющим собой аминокислоту из группы полярных (гидрофильных) незаряженных аминокислот, включающих глицин в концентрации не менее 0,01 мас. % [11].

При аэрогидропонном выращивании зеленых кормов преимущество признано за фуражной культурой - ячменем [12].

Режим выращивания: влажность корневой зоны на уровне 80-90%, суточный расход воды из емкости увлажнения 300-350 мл/сут.

Результаты эксперимента представлены в таблице. Для справочного пользования даны обобщенные значения показателей химического состава и питательности зеленого корма из ячменя по отечественным и зарубежным данным последних лет [12].

Таким образом, предпосевная подготовка семенного материала для стимуляции прорастания и вывода семян из состояния покоя с последующим повышением роста корней и вегетативной массы замачивание в растворе католита с наночастицами Fe и гиббереллином в концентрации не менее 0,01 мас. % каждое в течение 10-15 мин позволяет увеличить проращиваемость семян на 9-15% по сравнению с контролем и получить больший объем более питательного корма с единицы площади. Сочетание с обработкой увлажнением семян и вегетативной зелени ячменя католитом с рН 8-9 и Eh=-350…-400 мВ при сохранении свойств раствора путем введения стабилизатора - аминокислоты, включающей глицин в концентрации не менее 0,01 мас. %, повысило урожайность зеленого корма на 2% по сухому веществу, при этом по содержанию протеина превосходство составило 10,2%, по каротину - 5,3% и по питательности - 33,8% (табл. 2).

Ожидаемым следствием является не только повышение выхода биомассы, но и ее обогащение биологически доступным железом на 38%, востребованным при коррекции рационов кормления животных.

Предлагаемый аэрогидропонный способ выращивания зеленых кормов позволяет эффективно использовать потенциальные возможности растения естественным путем.

Список использованной литературы

1. Бутко М.П., Фролов B.C., Титанов B.C. Применение электрохимически активированных растворов хлорида натрия для санации объектов АПК. - Веткорм, №1, 2007. - С. 25-27.

2. Джурабов М. Применение электроактивированной воды в сельском хозяйстве. - Механизация и электрификация сельского хозяйства, №11, 1986. - С. 51-53.

3. Калунянц К.А., Кочеткова А.А., Сушенкова О.А., Садова А.И., Филатова Т.В. Интенсификация технологических процессов обработки зерна электрохимическим воздействием // Совещание по электрохимической активации сред. Тезисы докладов. - Всесоюзное химическое общество им. Д.И. Менделеева, 1987. - С. 83.

4. Патент на изобретение RU №2429592 Способ выращивания гидропонных кормов / С.А. Мирошников, Т.Д. Дерябина и др.: опубликовано 27.09.2010.

5. Гамбург К.З. Кулаева О.Н., Муромцев Г.С., Прусакова Л.Д., Чкаников Д.И. Регуляторы роста растений. - М.: Колос, 1979. - С. 63-63, С. 202-205.

6. Патент на полезную модель РФ №152402. Установка для выращивания гидропонных зеленых кормов / А.В. Харламов, Н.Н. Докина и др.: опубликовано 27.05.2015.

7. Иванько И.П. Влияние электрического поля Земли на растения. Механизация и электрификация сельского хозяйства, №1, 1977.

8. Патент на изобретение RU №2349071. Способ обработки озимой пшеницы / Э.А. Александрова, Р.М. Герчаулова и др.: опубликовано 20.03.2009.

9. Патент на изобретение RU №2349072. Способ некорневой подкормки озимой пшеницы / Э.А. Александрова, Р.М. Герчаулова и др.: опубликовано 20.03.2009.

10. Чижевский А.Л. Аэроионофикация в народном хозяйстве. - М.: Госпланиздат, 1960. - 758.

11. Патент на изобретение RU №2234945 Стабилизатор водного раствора и водосодержащего сырья с самопроизвольно изменяющимися окислительно-восстановительными свойствами / В.М. Дворников: опубликовано 27.08.2004.

12. Кругляков Ю.А. Оборудование для непрерывного выращивания зеленого корма гидропонным способом. - М.: Агропромиздат, 1991. - 79.

13. Дерябина Т.Д., Сизова Е.А. Особенности роста и развития Triticum aestivum при культивировании в среде, содержащей ионы, нано- и микрочастицы железа. - Перспективы науки, №11 (62), 2014. - С. 18-23.

14. Заявка на предполагаемое изобретение №2015145502 Способ-выращивания ЗГК с использованием наноматериалов / С.А. Мирошников, Е.А. Сизова и др., зарегистрировано 22 окт. 2015.

Таблица 1 Схема опыта Основные агротехнические факторы процесса выращивания ГЗК Вариант Подготовка семенного материала и предварительное его замачивание 1. Семена ячменя сорта «Донецкий 8» первого класса ГОСТ 10469-76.
2. Для полного обеззараживания поверхности оборудования проращивателя обрабатывать в 0,1%-ном растворе марганцовокислого калия.
3. Норма высева 3,5 кг/м².
4. Освещенность 400…500 лк.
5. Длительность освещения 23 ч/сут.
6. Длительность выращивания 8 сут.
7. Питательный раствор не применялся.
8. Аэрогидропонное выращивание ГЗК на установке модернизированной модели проращивателя «Здоровье КЛАД» фирмы ООО «Стексель».
9. Для увлажнения и аэрации семян и вегетативной массы используется ЭХА катодный водный раствор с рН 7-8 и Eh=-350…-400 мВ, стабилизированный глицином в концентрации не менее 0,01 мас.%, температура воды не ниже 18-20°С Контроль Обработка – замачивание семян в водном растворе в течение 10-15 мин Опыт Обработка – замачивание семян в 0,01%-ном растворе марганцовокислого калия для дезинфекции и уничтожения бактерий и гнилостных грибков.
Предпосевная обработка – замачивание семян в ЭХА катодном растворе с рН 7-8 и Eh=-350…-400 мВ + наночастицы Fe и гиббереллин в концентрации 0,01 мас.% каждое в течение 10-15 мин

Таблица 2 Химический состав и питательность зеленого корма из зерна ячменя №
п/п Вариант Показатель Сухое
вещество, % Жир, % Зола, % Протеин, % Клетчатка, % Кальций,
% Фосфор, % Корм. един., кг Энергетич.
эквивалент,
мдж/кг Железо,
мг/кг Каротин,
мг/кг 1 Контроль 8,8 3,7 5,3 22,8 18,8 0,1 0,6 0,72 10,0 23,9 9,6 2 Опыт 10,8 4,0 6,5 33,0 19,0 0,15 0,70 1,0 12,0 33,0 10,0 3 Обобщенные
данные
последних лет 8…10 3…4 5…7 17…25 0,1…0,2 0,1…0,2 0,6…0,8 0,7…0,8 12…13 26,0 4…10

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к аэрогидропонному способу выращивания зеленых кормов. Увлажняют посевной материал и вегетативную массу католитом при активном непрерывном в течение 7-8 суток барботаже раствора воздухом. С целью сохранности свойств катодного раствора вводят стабилизатор, представляющий собой аминокислоту из группы полярных незаряженных аминокислот, включающих глицин в концентрации не менее 0,01 мас. %. Повышается выход биомассы. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Аэрогидропонный способ выращивания зеленых кормов, включающий обработку и увлажнение посевного материала и вегетативной массы католитом при активном непрерывном в течение 7-8 суток барботаже раствора воздухом, отличающийся тем, что с целью сохранности свойств катодного раствора вводят стабилизатор, представляющий собой аминокислоту из группы полярных незаряженных аминокислот, включающих глицин в концентрации не менее 0,01 мас. %.

2. Аэрогидропонный способ по п. 1, отличающийся тем, что при подготовке семенного материала для эффективной предпосевной стимуляции прорастания и вывода семян из состояния покоя с последующим повышением роста корней и вегетативной массы производят их замачивание в растворе католита с наночастицами Fe и гиббереллином в концентрации не менее по 0,01 мас. % каждое в течение 10-15 мин, что позволяет получить больший объем питательного корма.