СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ БИОЦЕНОЗОВ Российский патент 2020 года по МПК A01C1/00 

Изобретение относится к области сельского, декоративного и лесного хозяйств и может быть использовано при выращивании сельскохозяйственных и других растений, полезных в кормовом, продовольственном, техническом и эстетическом направлениях.

Практика показывает, что сохранение и повышение урожайности и качества сельскохозяйственных культур возможно только при условии сохранения стабильности биоценозов. Для поддержания стабильности биоценозов в агроэкосистемах необходимо соблюдать гармоничное сочетание всех элементов флоры и фауны, как это имеет место в естественных, не затронутых цивилизацией экосистемах. Биоценоз, как часть единого геоценоза и энергетического баланса планеты, обладает общей биоэнергетической структурой, имеющей прямое и обратное развитие. Вычленение или лавинообразное развитие любого из компонентов биоценоза приводит к постепенному или быстрому угасанию всего биотического сообщества из-за разрушения исторически сложившихся пищевых цепочек и наоборот, включение отдельных стабилизирующих агентов, компонентов среды или энергетических систем может приводить к восстановлению или повышению устойчивости и долговечности биоценоза. К быстрому разрушению биоценозов приводит деструктивное вмешательство живых агентов и других компонентов внешней среды (возбудители болезней, вредители, химические агенты, жара, холода, засухи, наводнения, подтопление, замокание и т.д). Предварительные опыты показали возможность создания саморегулирующихся искусственных растительных ассоциаций с включением стабилизирующих компонентов, в частности топинамбура /1,2/.

Критериями оценки продуктивности различных естественных и искусственных биоценозов, биоценозов и стаций обитания, организмов используемых человеком в различных целях и их устойчивости служили:

- процентное соотношение основных компонентов биоценоза по данным ежегодного мониторинга;

- морфофизиологическое состояние и урожайность возделываемых растений;

- данные мониторинга, проводимого в течение ряда лет по уровню поражаемости патогенными объектами;

- общее фитосанитарное состояние растительных сообществ;

- уровень отдачи полезной флоры и фауны;

- количество и качество полезных биопродуктов в пересчете на единицу площади.

Учитывали также влияние на биоценозы интродукции и поддержания численности полезных элементов флоры и фауны и продуктов биологического синтеза.

Целью изобретения является повышение стабильности биоценозов, обеспечивающее повышение продуктивности экосистем в пересчете на единицу площади без ущерба окружающей среде.

Цель изобретения достигается тем, что при поддержании стабильности биоценозов на основе топинамбура в биоценоз вносят экологически вписывающиеся стабилизаторы, в качестве которых используют бактерии Азотобактер агилла (Azotobacter agile) или Азотобактер хроококкум (Azotobacter chroococcum), или клевера (род Trifolium), или лук репчатый или овес посевной или одуванчик лекарственный или хрен обыкновенный или цикорий.

Пример 1. Азотофиксирующие бактерии+Топинамбур. Стабилизатор - Азотофиксирующие бактерии.

Бактерии рода Азотобактер (Azotobacter) почвообитающие, нуждающиеся в доступе кислорода аэробы, обладающие способностью улавливать элементарный атмосферный азот и переводить его в усваиваемые растениями азотистые соединения. Бактерии этого рода свободно живут в почве, обогащая ее азотом Виды: Азотобактер агилла (Azotobacter agile) и Азотобактер хроококкум (Azotobacter chroococcum). На основе этих бактерий нарабатывают биологические препараты Азотобактерин и Азотовит.

Азотобактер агилла (Azotobacter agile), - почвообитающая бактерия, обладающая свойством фиксировать атмосферный азот и переводить его в усваиваемые растениями азотистые соединения. В культуре - сначала округлые бактериальные клетки, а затем подвижные клетки, передвигающиеся с помощью жгутиков.

Азотобактер хроококкум (Azotobacter chroococcum) - почвообитающая бактерия, обладающая свойством фиксировать атмосферный азот и переводить его в усваиваемые растениями азотистые соединения. Бактерия не переносит чрезмерного закисления почв. На базе азотобактера созданы биологические препараты Азотобактерин и Азотовит.

Азотобактерин - бактериальный биологический препарат, содержащий живые азотофиксирующие бактерии Азотобактер хроококкум (Azotobacter chroococcum). Препарат применяют для азотистой подкормки сельскохозяйственных растений разных видов - зерновых культур, капусты, картофеля, льна. Препаративная форма - торфяная масса с высоким количеством бактерий (до 1 миллиарда особей в 1 грамме препарата). Фасуют препарат в банки, мешки, ящики. Бактерии погибают при пересыхании препарата.

Азотовит - микробиологический препарат, создан на основе азотофиксирующей бактерии Азотобактер хроококкум (Azotobacter chroococcum). Способствует увеличению количества усваиваемых растениями соединений азота в почве.

Ассоциация Топинамбур + азотофиксирующие бактерии создается и обрабатывается следующим образом: клубни топинамбура сажают обычным способом с расстоянием между кустами 30 см и междурядьями 70 см. Перед посадкой в лунки вносят по 50 г. культуры смеси азотофиксирующих бактерий, выращенных на среде следующего состава: торф - 50%, мука из осенних естественно опавших листьев - 20%, мука из сушеных стеблей топинамбура 20%, вода - остальное. Титр бактерий 500 - 700 тысяч живых особей/г.Стебли топинамбура быстро сохнут и хорошо мелются.

Экологический эффект. Снижение заболеваемости, повышение урожайности и общее улучшение состояния биоценоза вследствие симбиотического взаимодействия культур. Улучшение экологической стабильности и оздоровление окружающей среды.

Дополнительную пользу получают от использования прибавки количества ботвы за счет повышения урожая зеленой массы (до 10 т/га) (которую используют на корм скоту), и клубней (до 8 т/га), которые используют в пищу, на корм скоту или на технические нужды - производство инулина спирта или фруктозы. Повышение плодородия почв за счет азотофиксаторов способствует большему разрастанию кустов топинамбура, за счет чего борьба с сорняками ограничивается одной культивацией на ранних стадиях развития топинамбура.

Область применения: сельское хозяйство, кормопроизводство, животноводство. Посадки на бросовых и залежных землях, вдоль железных и шоссейных дорог, по периметру приусадебных участков, в качестве зеленых изгородей, на техногенно загрязненных территориях, на сыпучих песчаных почвах, в защите от эрозии, на склонах в целях предотвращения образования и расширения оврагов.

Пример 4. Топинамбур + картофель + мятлик луговой (Ассоциация лекарственная = ассоциация медосборная = ассоциация пищевая = ассоциация сорняковытесняющая = ассоциация техническая).

Стабилизаторы - мятлик луговой, топинамбур.

Картофель (Solanum tuberosum) - растение из порядка трубкоцветные (Tubiflorae) семейства Пасленовые (Solanaceae), рода Паслен = Солянум (Solanum). Американское растение. Популярный, широко распространенный по всему миру клубнеплод. Клубни используют в пищу (столовые сорта), ботву для силосования в смеси (1:10) с другими силосующимися культурами, а также на корм скоту (кормовые сорта), для получения крахмала и этилового спирта (технические сорта).

Ассоциация Топинамбур + картофель + мятлик создается и обрабатывается следующим образом: с помощью картофелесажалки клубни топинамбура и картофеля высаживают поочередно обычным способом с расстоянием между кустами 20 см и междурядьями 60 см. В междурядьях высевают луговой мятлик (Роа pratensis) с целью вытеснения сорняков. Разрастающиеся кусты топинамбура не мешают росту и клубнеобразованию картофеля, избавляют посадки картофеля от сорняков, а цветы топинамбура привлекают энтомофагов, защищающих картофель от вредителей. Для скашивания ботвы можно использовать специализированную технику, используемую для скашивания кукурузы на силос.

Экологический эффект. Снижение заболеваемости и общее улучшение состояния биоценоза вследствие симбиотического взаимодействия культур. Улучшение экологической стабильности и оздоровление окружающей среды.

Дополнительную пользу получают от увеличения количества зеленой массы (на 50-70 т/га), повышения качества кормов, так как нивелируется отрицательное действие солонина, присутствующего в ботве картофеля разбавлением его в 30 - 40 раз превышающей массу ботвы картофеля массой зеленой массы топинамбура и лугового мятлика, что делает зеленый корм и другие виды кормов, приготовленных из смеси ботвы картофеля, ботвы топинамбура и сена мятлика особенно привлекательным для сельскохозяйственных животных. Дополнительную пользу приносит также осенний или весенний сбор клубней топинамбура (40-60 т/га), которые можно использовать в пищу, на корм скоту, в технических целях - наработка инулина, этилового спирта, фруктозы, продления сроков сбора меда пчелами.

Отсутствия затрат на борьбу с сорняками и вредителями, повышение качества клубней.

Область применения: сельское хозяйство, кормопроизводство на бросовых и залежных землях, посадках вдоль железных и шоссейных дорог, по периметру приусадебных участков, на сыпучих песчаных почвах, в защите от эрозии.

Пример 2. Топинамбур + клевер (Ассоциация кормовая = ассоциация сорняковытесняюшая).

Стабилизатор - клевер.

Клевер - группа видов растений, собранная в трибу клеверные = трифолиум (Trifolieae), порядка бобовоцветные (Leguminosales), семейства бобовые (Leguminosae) - ценное кормовое растение, обогащающее почву соединениями азота с помощью симбиотических бактерий. Отдельные виды отличаются по расцветке цветов и особенностям биологии и фенологии, но все сходны по форме листа, состоящего из трех долек (отсюда и латинское название рода - трифолиум - три листочка).

Ассоциация Топинамбур + клевер создается, обрабатывается и поддерживается следующим образом: на поле, засеянном клевером обычным способом, с помощью картофелесажалки высаживают клубни топинамбура с расстоянием между кустами 20 см и междурядьями равными 80 см. Сочетание топинамбур - клевер освобождает почву от сорняков, а цветы топинамбура привлекают энтомофагов, защищающих клевер от вредителей. Ботву топинамбура вместе с клевером косят в середине августа и используют в качестве зеленого корма для сельскохозяйственных животных или на силос.

Экологический эффект. Снижение заболеваемости и общее улучшение состояния биоценоза вследствие симбиотического взаимодействия культур. Улучшение экологической стабильности и оздоровление окружающей среды.

Дополнительную пользу получают от увеличения количества зеленой массы (на 50 - 70 т/га), повышения качества кормов для сельскохозяйственных животных, осеннего или весеннего сбора клубней (30 - 40 т/га), которые можно использовать в пищу, на корм скоту, в технических целях - наработка инулина, этилового спирта, фруктозы, сбора меда пчелами, привлечения энтомофагов. Отсутствия затрат на борьбу с сорняками и вредителями, повышение качества клубней.

Область применения: сельское хозяйство, кормопроизводство, животноводство. Посадки на бросовых и залежных землях, вдоль железных и шоссейных дорог, по периметру приусадебных участков, на сыпучих песчаных почвах, в защите от эрозии, на склонах в целях предотвращения оврагов.

Пример 3. Топинамбур + лук репчатый (Ассоциация пищевая = ассоциация сорняковытесняющая). Стабилизатор - лук репчатый.

Лук репчатый (Allium сера) - растение из порядка лилиецветные (Liliflorae) семейства лилейные (Liliaceae), подсемейства луковые (Allioideae) рода (Allium). Листья вытянутые сочные плоские или дутчатые. Лук репчатый основной овощ массового потребления, сырье для консервной промышленности.

Ассоциация Топинамбур + лук репчатый создается и обрабатывается следующим образом: на поле, засаженном топинамбуром сразу же после рыхления междурядий впритык раскладывают луковицы и выращивают на перо в течение 1-2 месяцев. К этому времени растения топинамбура достигают 60-70 см высоты и способны самостоятельно противостоять сорной растительности. Вегетационный период лука приходится на период активного прорастания семян сорняков, всходы которых не могут пробиться между луковицами и погибают.

Экологический эффект. Снижение заболеваемости и общее улучшение состояния биоценоза вследствие симбиотического взаимодействия культур.

Улучшение экологической стабильности и оздоровление окружающей среды.

Дополнительную пользу получают от сбора и использования перьев лука (4-6 т/га), пользующегося широкой популярностью у населения. Разложившиеся остатки луковиц служат дополнительным питанием для растений, а выделяемые растениями лука фитонциды помогают растениям топинамбура справляться с возбудителями болезней и отсутствия трудо- и материальных затрат на борьбу с сорняками и вредителями, повышение качества клубней топинамбура. Отпугивание колорадского жука.

Область применения: сельское хозяйство, кормопроизводство, животноводство. Посадки на бросовых и залежных землях, вдоль железных и шоссейных дорог, по периметру приусадебных участков, в качестве зеленых изгородей, на сыпучих песчаных почвах, в защите от эрозии, на склонах в целях предотвращения расширения оврагов, по периметру картофельных полей с целью отпугивания колорадских жуков.

Пример 4. Топинамбур + овес посевной (Ассоциация кормовая = ассоциация пищевая = ассоциация сорняковытесняюшая).

Стабилизатор - овес посевной.

Овес посевной (Avena sativa) - растение из порядка пленчатоцветные (Glumiflorae) семейства злаки (Gramineae), рода Авена (Avena). Зерна овса используют в пищу, это любимый корм для лошадей. Из него готовят силос и зеленый корм для сельскохозяйственных животных.

Ассоциация Топинамбур + овес создается и обрабатывается следующим образом: на поле засеянном овсом обычным способом, с помощью картофелесажалки высаживают клубни топинамбура обычным способом с расстоянием между кустами 20 см и междурядьями равными 80 см. Сочетание топинамбур - овес посадки от сорняков, а цветы топинамбура привлекают энтомофагов, защищающих овес от вредителей. Ботву топинамбура вместе с овсом скашивают в середине августа и используют в качестве зеленого корма для сельскохозяйственных животных или на силос.

Экологический эффект. Снижение заболеваемости и общее улучшение состояния биоценоза вследствие симбиотического взаимодействия культур. Улучшение экологической стабильности и оздоровление окружающей среды.

Дополнительную пользу получают от увеличения количества зеленой массы (на 50-70 т/га), повышения качества кормов для сельскохозяйственных животных, осеннего или весеннего сбора клубней (30-40 т/га), которые можно использовать в пищу, на корм скоту, в технических целях - наработка инулина, этилового спирта, фруктозы, сбора меда пчелами. Отсутствия затрат на борьбу с сорняками и вредителями, повышение качества клубней.

Область применения: сельское хозяйство, кормопроизводство, животноводство. Посадки на бросовых и залежных землях, вдоль железных и шоссейных дорог, на сыпучих песчаных почвах, в защите от эрозии, кормовые севообороты.

Пример 5. Топинамбур + одуванчики (Ассоциация кормовая = ассоциация медосборная = ассоциация лекарственная = ассоциация сорняковытесняющая = ассоциация техническая).

Стабилизатор - одуванчик аптечный = одуванчик лекарственный.

Одуванчик аптечный (Taraxacum officinale) - ценное лекарственное растение из семейства Астровые - Asteraceae = Сложноцветные - Compositae. Во Франции одуванчик употребляют в пищу как овощ, в Китайской Народной Республике одуванчик разводят как огородную культуру под названием хуан-хуан-цай. В сочетании с ботвой топинамбура, способствует повышению качества зеленого корма и силоса. Подземные органы одуванчика содержат от 24 до 40% инулина по отношению к сухому весу.

Ассоциация Топинамбур + одуванчик создается и обрабатывается следующим образом: на поле засеянное одуванчиком, с помощью картофелесажалки высаживают клубни топинамбура обычным способом с расстоянием между кустами 20 см и междурядьями равными 80 см. Сочетание топинамбур - одуванчик предохраняет посадки от сорняков, а цветы топинамбура привлекают энтомофагов, защищающих растения от вредителей. Ботву топинамбура вместе с зеленой массой одуванчика скашивают в середине августа и используют в качестве зеленого корма для сельскохозяйственных животных или на силос. Корни одуванчика собирают вместе с клубнями топинамбура и отправляют на переработку для получения инулина.

Экологический эффект. Снижение заболеваемости и общее улучшение состояния биоценоза вследствие симбиотического взаимодействия культур. Улучшение экологической стабильности и оздоровление окружающей среды.

Дополнительную пользу получают от увеличения количества зеленой массы (на 5-10 т/га), повышения качества кормов для сельскохозяйственных животных, осеннего или весеннего сбора клубней топинамбура и корней одуванчика (3-4 т/га), которые можно использовать в технических целях - наработка инулина, дополнительного сбора меда пчелами. Отсутствия затрат на борьбу с сорняками и вредителями.

Область применения: сельское хозяйство, кормопроизводство, животноводство, производство инулина. Посадки на бросовых и залежных землях, вдоль железных и шоссейных дорог, по периметру приусадебных участков, в качестве зеленых изгородей, на сыпучих песчаных почвах, в защите от эрозии.

Пример 6. Топинамбур + хрен обыкновенный (Ассоциация кормовая = ассоциация лекарственная = ассоциация пищевая = ассоциация сорняковытесняющая).

Стабилизатор - хрен обыкновенный.

Хрен обыкновенный (Armoracia = Cochlearia rusticana) из семейства крестоцветных (Cruciferae) - ценное продовольственное и лекарственное растение, обладающее мощными бактерицидными свойствами. Широко применяется в кулинарии. Растение способно достигать 1.5 м высоты.

Ассоциация Топинамбур + хрен обыкновенный создается и обрабатывается следующим образом: на поле с помощью картофелесажалки высаживают клубни топинамбура с расстоянием между кустами 20 см и междурядьями равными 80 см. В междурядьях располагают растения хрена с расстоянием 20 см между кустами. Сочетание топинамбур - хрен обыкновенный защищает посадки топинамбура от сорняков, а цветы топинамбура привлекают специализированных энтомофагов (Божьи коровки, ктыри, сирфиды, хищные клопы), защищающих растения хрена от вредителей. Ботву топинамбура вместе с зеленой массой хрена скашивают в середине августа и используют в качестве зеленого корма для сельскохозяйственных животных или на силос. Клубни топинамбура и корни хрена убирают осенью или весной, топинамбур отправляют на переработку для получения инулина, спирта, фруктозы или употребляют в пищу, корни и листья хрена используют для приготовления приправ.

Экологический эффект. Снижение заболеваемости и общее улучшение состояния биоценоза вследствие симбиотического взаимодействия культур. Улучшение экологической стабильности и оздоровление окружающей среды.

Дополнительную пользу, без снижения урожайности топинамбура получают от увеличения количества зеленой массы (на 20 - 40 т/га). Повышается качество кормов для сельскохозяйственных животных (зеленую массу хрена использовать в чистом виде на корм сельскохозяйственных животных, в частности для кормления кроликов). Хрен можно использовать в пищу как приправы и для промышленного производства. Отсутствия затрат на борьбу с сорняками и вредителями.

Область применения: сельское хозяйство, кормопроизводство, животноводство, кулинария. Посадки на бросовых и залежных землях, вдоль железных и шоссейных дорог, по периметру приусадебных участков, картофельных полей для отпугивания колорадских жуков и других сельскохозяйственных полей, в качестве зеленых изгородей, на сыпучих песчаных почвах, в защите от эрозии.

Пример 7. Топинамбур + цикорий - Cichorium intybus из семейства Астровые - Asteraceae = Сложноцветные - Compositae (Ассоциация медосборная = ассоциация лекарственная = ассоциация пищевая = ассоциация сорняковытесняющая = ассоциация техническая).

Стабилизатор цикорий.

Корни цикория содержат от 19 до 58% инулина по отношению к сухому весу исследуемого материала. Растение не боится затенения и не страдает от присутствия топинамбура. Надземные части обоих видов растений можно использовать в качестве корма для сельскохозяйственных животных в свежем виде или для приготовления силоса. Клубни топинамбура и корни цикория можно использовать для получения инулина.

При создании ассоциации топинамбур высаживают по засеянному цикорием полю при схеме посадки 60×60 см. с расстоянием между рядками 80 см.

Экологический эффект. Снижение заболеваемости и общее улучшение состояния биоценоза вследствие симбиотического взаимодействия культур. Улучшение экологической стабильности и оздоровление окружающей среды.

Дополнительную пользу получают от увеличения количества зеленой массы (на 5-10 т/га), повышения качества кормов для сельскохозяйственных животных, осеннего или весеннего сбора корней (3-4 т/га), которые можно использовать в технических целях - наработка инулина, дополнительного сбора меда пчелами. Отсутствия затрат на борьбу с сорняками и вредителями.

Область применения: сельское хозяйство, кормопроизводство, животноводство, производство инулина. Посадки на бросовых и залежных землях, вдоль железных и шоссейных дорог, по периметру приусадебных участков, в качестве зеленых изгородей, на сыпучих песчаных почвах, в защите от эрозии.

Источники информации.

1. DE 3772224 Dl. 26.09.1991.

2. Абашкин О.В., Подобедов В.И., Бойко Ю.П., Пеленева А.Н., Масюк Ю.А., Алексютина ОА., Абросимов ДВ., Старовойтова О.А. Топинамбур картофелю не помеха. //Журнал Картофельная система. - 2015. №3. - С. 40-43.

3. Черников В.И., Тихонова Л.В., Подобедов В.И., Зейрук В.Н., Масюк Ю.А., Абашкин О.В., Абросимов Д.В., Овэс Е.В., Григорьев Г.Н. Влияние совместного выращивания картофеля с дикорастущими и культурными растениями на численность тлей и проявление вирусных заболеваний. В кн.: Перспективы использования новых форм удобрений, средств защиты и регуляторов роста растений и агротехнологиях сельскохозяйственных культур. Анапа. 2010. С. 104-105.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложен способ поддержания стабильности биоценозов на основе топинамбура, включающий посадку, уход и сбор урожая топинамбура. При выращивании топинамбура в биоценоз вносят экологически вписывающиеся стабилизаторы, в качестве которых используют бактерии Азотобактер агилла - Azotobacter agile, или Азотобактер хроококкум - Azotobacter chroococcum, или клевера - род Trifolium, или лук репчатый, или овес посевной, или одуванчик лекарственный, или хрен обыкновенный, или цикорий. Способ обеспечивает повышение эффективности биоценозов. 7 пр.

Способ поддержания стабильности биоценозов на основе топинамбура, включающий посадку, уход и сбор урожая топинамбура, отличающийся тем, что при выращивании топинамбура в биоценоз вносят экологически вписывающиеся стабилизаторы, в качестве которых используют бактерии Азотобактер агилла - Azotobacter agile, или Азотобактер хроококкум - Azotobacter chroococcum, или клевера, род Trifolium, или лук репчатый, или овес посевной, или одуванчик лекарственный, или хрен обыкновенный, или цикорий.