СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ ЧЕРЕМШИ Российский патент 2022 года по МПК A01G22/35 A01N65/03 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству и овощеводству, и может найти применение в фермерских и сельскохозяйственных организациях при выращивании черемши.

В процессе интенсивного и нерационального лесопользования и смежных видах ресурсопользования в природных и трансформированных экосистемах очень трудно определить меру невосполнимого ущерба для популяций черемши. Поэтому очевидно, что требуются меры по целенаправленному созданию искусственных популяций этого растения, позволяющих получать высокую продуктивность фитомассы для удовлетворения пищевых, лечебных и лечебно-профилактических потребностей населения в европейской части России.

В статье «Ресурсы черемши и их использование в лесах Российской Федерации» (см. Косицын В.Н. «Актуальные проблемы лесного комплекса». – 2007. – № 19. – С. 42–44.) приведены некоторые данные о ресурсных запасах и объемах заготовки сырья из растений черемши в природных экосистемах, а также актуализируется проблема охраны ее популяций при различных формах природопользования. Проблема заключается в том, что в процессе интенсивного и нерационального лесопользования и смежных видах ресурсопользования в природных и трансформированных экосистемах очень трудно определить меру невосполнимого ущерба для популяций черемши. Поэтому очевидно, что требуются меры по целенаправленному созданию искусственных популяций этого растения, позволяющих получать высокую продуктивность фитомассы для удовлетворения пищевых, лечебных и лечебно-профилактических потребностей населения в европейской части России.

Известен способ возделывания черемши (патент РФ на изобретение № 2525340, МПК A01G 1/00, опуб. 08.10.2014 г.), заключающийся в защите посевов данного вида посредством опада листьев бука (слоем по 8–10 см буковых листьев), полимерной пленкой или оргстекла от потерь влаги. При этом требуется обеспечить давление такого совокупного протекторного щита 2-5 кг/м².

Основным недостатком заявляемого способа является проблема снятия такой конструкции каждый раз для полива, поскольку только листья бука не способны поддерживать необходимый уровень увлажнения почв (особенно это актуально для регионов с аридным типом климата) без полива. Другая проблема заключается в точном определении давления предложенной конструкции на посевы черемши, причем на всей площади плантации (огорода, палисадника и т.п.).

Известен также способ выращивания черемши путём обработки семян стимулирующим биопрепаратом, в частности «Цирконом» (см. https://fermilon.ru/). Семена проращивают во влажной среде в присутствии биопрепарата при температуре воздуха +20–26°С, после чего высевают в грунт.

Однако, способ не учитывает физиологические особенности роста и развития черемши, приводит к получению растений, не устойчивых к весенним заморозкам, высоким температурам и летним засухам.

Наиболее близким к заявляемому является способ выращивания черемши (лука медвежьего и лука победного), заключающийся в обработке растений регулятором роста («Цирконом») с микроудобрениями («Силиплант» и «ЭкоФус») (см. статью О.М. Савченко, Л.Н. Козловской, Е.Л. Маланкиной, С.И. Ромашкиной «ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РЕГУЛЯТОРА РОСТА «ЦИРКОН» И МИКРОУДОБРЕНИЯ «СИЛИПЛАНТ» ПРИ ВЕГЕТАТИВНОМ РАЗМНОЖЕНИИ ALLIUM URSINUM L. И ALLIUM VICTORIALIS SUBSP. PLATYPHYLLUM (HULTUN) MAKINO» // Вестник КрасГАУ. – 2019. – №1. – С. 45–50.). Раствор «Циркона» использовали в концентрации 1 мл/5 л воды при расходе рабочей жидкости – 300–400 л/га. Раствор «Силипланта» использовали в концентрации 1,5–2 мл/л воды при расходе рабочей жидкости – 300–400 л/га. «ЭкоФус» – органо-минеральное удобрение на основе водоросли – фукуса пузырчатого – содержит физиологически активные вещества, обладающие иммуностимулирующими, антивирусными, антибактериальными и фунгицидными действиями. Раствор применялся в концентрации 3 л/га.

Однако, при применении удобрений возможно формирование патологий у растений черемши, а также проявление лимитирующего действия дефицита влаги и перепадов температур листьев и приземной атмосферы (в условиях Черноземья и Поволжья). Кроме этого, способ не предусматривает обработку семян.

Техническая проблема заключается в создании устойчивых популяций черемши на различных по климатическим особенностям территориях европейской части России, защите растений от утраты водного баланса и болезней при контроле и коррекции взаимодействия в системе «листья-воздух-влага» в определенные временные интервалы с учетом климатических условий местности.

Технический результат заключается в повышении эффективности выращивания черемши за счёт создания комфортных условий произрастания при обеспечении экологически и физиологически оптимальных условий роста и развития.

Техническая проблема изобретения решается тем, что в способе выращивания черемши, заключающемуся в обработке семян биопрепаратом, поливе, согласно изобретению, в качестве биопрепарата используют сине-зелёную водоросль спирулину, обработку семян проводят в тёмное время суток, причём семена предварительно замачивают в воде с вечера до 24 часов, а затем опрыскивают спирулиной в количестве 8 граммов на тонну семян, после чего спустя 4–5 часов после опрыскивания спирулиной осуществляют посев семян. При этом семена сажают в два ряда между рядами плодово-ягодных и декоративных древесных растений, посаженных на расстоянии 3,5 м. После всходов семян перед поливом определяют температуру листьев черемши и температуру воздуха и при превышении температуры листа над температурой воздуха на 2°C и выше осуществляют полив; при этом опрыскивание семян спирулиной, а также полив растений проводят методом мелкодисперсного дождевания.

В качестве черемши используют сорта «Медвежий деликатес», «Медвежонок».

Полив осуществляют путём мелкодисперсного дождевания (МДД) с диаметром капель воды 300–400 микрон с интервалом между поливами от 3 до 6 часов

В Центрально-черноземной области России ввиду особенностей климата и режима атмосферных осадков в вегетационные сезоны разовую норму полива выбирают из расчёта 0,9–1,3 м³/га, диаметр капель диспергированной воды выбирают размером 400–600 микрон, интервал между поливами – 1–2 часа.

В Нечерноземье России норму полива выбирают из расчёта 0,6–1,0 м³/га. Диаметр капель диспергированной воды выбирают размером 200–300 микрон, интервал между поливами – 3–4 часа.

В известных авторам источниках патентной и научно-технической информации, в методических и справочных материалах не представлено способа выращивания черемши с предпосевной обработкой ее семенного материала водным раствором биопрепарата – спирулины – дозой 8 г/т семян. Также не описана биопротекция и биостимулирование данным препаратом в указанной дозе в темное время суток с высевом семян черемши по прошествии, в среднем, 4–5 ч после обработки.

Реализация способа по представленной формуле способствует созданию физиологически и экологически устойчивых и при этом высокопродуктивных популяций черемши на различных по климатическим особенностям территориях в Европейской России. У растений черемши остается в течение вегетации стабильным водообмен, нормализуется фотосинтез, минимизируются аномальные процессы в составе метаболизма и повышаются толерантность к лимитирующим факторам среды – к заморозкам весной, высоким температурам и засухе летом, причем даже в регионах с аридным типом климата и с дефицитом почвенной влаги. Обеспечиваемый таким образом режим постоянного экологического, биоклиматического и физиологического оптимума развития растений черемши за вегетацию способствует интенсивному продуцированию надземной фитомассы и абсолютному выходу витаминов и флавоноидов, увеличению концентраций аминокислот, эфирных масел, микро- и макроэлементов. Это представляет комплексное практическое назначение: пищевое, пряное, фармацевтическое, фитотерапевтическое, лечебно-профилактическое, физиолого-реабилитационное (для человека), экологическое (защита почв от деструкции, излишнего иссушения и дегумификации, фитореабилитация, стабилизация водного, физического и биохимического режима в обрабатываемых почвогрунтах, биорекультивация малых и крупных агробиоценозов). Главное, что с помощью данного способа достигается обеспечение оптимального для растений черемши водообмена и исключается депрессия фотосинтеза во всех фенофазах за вегетацию. Все это приводит к формированию более длинных стеблей, в среднем на 20 см, до 70% и более выше урожайность стеблей и листьев, а выход витаминов С и А, в частности, возрастает до 50 и 30 процентов, соответственно. Растения черемши при использовании разработанного способа также надежно защищены от заболеваний.

Помимо общепринятых рекомендаций к содержанию и поливу культивируемых травянистых растений, где на первый план выступает водообеспеченность почв, необходимо осуществлять полив взошедших и вегетирующих растений черемши по перепаду температур от 2 и более градусов Цельсия в системе «листья-воздух-влага». Мелкодисперсное дождевание растений черемши способствует защите листьев от теплового повреждения, от воздействия засухи в круглосуточном режиме (особенно это важно в дневные часы). Это в совокупности обеспечивает нормальный водообмен, тургор и целостность листьев и стеблей, их оптимальный рост и развитие, что определяет устойчивость растений черемши к лимитирующим абиотическим (критическим значениям температуры приземного воздуха, дефицита осадков и неустойчивого водного режима почв) и биотическим факторам (болезням, вредителям) среды произрастания.

Мелкодисперсное дождевание является наиболее прогрессивным и эффективным методом полива культивируемых растений для разных географических условий (Бородычев В.В., докторская диссертация «Мелкодисперсное дождевание сельскохозяйственных культур в зоне сухих степей Нижнего Поволжья», 1997; Кузнецова Е.И., докторская диссертация «Мелкодисперсное дождевание как самостоятельный способ полива в Центральном районе», 1999; Хажметов Л.М., Шомахов Л.А., Сасиков А.С., Богатырёва А.Э., статья «Технология мелкодисперсного дождевания сада на склоновых землях», 2009), что, в целом, способствует улучшению их физиологического и экологического состояния на основе стабилизации водного режима.

Особые биологические и биохимические свойства спирулины детально описаны в работах Н.И. Черновой, Т.П. Коробковой, С.В. Киселевой (статья «Микроводоросль спирулина как объект биотехнологии», 2006), О.Л. Гладких (кандидатская диссертация «Изучение биологической активности спирулины и её компонентов», 2007), И.Н. Гудвилович и А.Б. Боровкова (статья «Биологическая ценность БАД на основе спирулины», 2012). Поэтому микроводоросль спирулина обладает уникальным биоэкологическим действием на культивируемые растения (Казаку В.И., кандидатская диссертация «Совершенствование элементов технологии выращивания семян капусты белокочанной в Приднестровье», 2013).

Известна обработка спирулиной семян риса перед посевом, при этом обработка проводилась в светлое время суток (Берестов В.А., 2001); в темное время суток обработка не проводилась.

Известен способ выращивания льна-долгунца (см.патент РФ № 2233070, МПК А01G1/00, опуб. 27.03.2004), при котором троекратно обрабатывают спирулиной и мелкодисперсным дождеванием растения этого вида в фазе «быстрого роста», в результате чего сокращается его вегетация. Предпосевная обработка рекомендуется иммунноцитофитом. Об обработке спирулиной и поливом методом МДД в темное время суток не сообщается.

В нашем случае необходимо, наоборот, продлить вегетацию черемши. Дело в том, что ключевым биоресурсом является высокая и стабильная продукция надземной фитомассы черемши с высоким содержанием в ее листьях и стеблях витаминов, антиоксидантов, микроэлементов и других полезных для человека веществ.

Большое научное и практическое значение заключается в определении времени обработки раствором спирулины и интервалов дождевания возделываемых растений черемши в зависимости перепада температур их ассимиляционных органов и приземной атмосферы.

Способ иллюстрируется гистограммами, где представлены результаты измерения длины листьев (фиг. 1) и корней (фиг. 2) черемши в разных вариантах (с использованием спирулины, МДД и вариант со спирулиной и МДД) в сравнении с контролем. Результаты приведены в сантиметрах.

Способ осуществляют следующим образом.

Семена замачивают с вечера до 24 часов в воде при комнатной температуре.

Затем проводят обработку семян биопрепаратом – спирулиной. Для этого одну таблетку спирулины разводят 1 литром воды. Затем полученной смесью указанной дозировки посредством ранца-опрыскивателя выполняют опрыскивание (сверху вниз) каждые 100 кг семян черемши.

Для опрыскивания используют специальные насадки, изготавливаемые «ВолжНИИГиМ» (г. Волгоград) и частными производителями. Данные насадки обеспечивают выход капель воды диаметром менее 1 мм (1000 микрон).

Обработку семян данным биопрепаратом осуществляют именно в темное время суток, чтобы достичь лучшего эффекта (оптимального для растений) прорастания семян.

Спустя 4–5 часов после опрыскивания спирулиной осуществляют посев семян. При этом семена сажают в два ряда между рядами плодово-ягодных и декоративных древесных растений, посаженных на расстоянии 3,5 м.

Если это время упустить, то при неблагоприятных перепадах температур в системе «лист-воздух» процессы становятся малоуправляемыми или вовсе не управляемыми, что позволяет корневой системе экономить запасы почвенной влаги и сохранять тургор растений. Таким образом, указанное время высева семян впоследствии положительно влияет на работу устьичного аппарата и защищает молодые листья от перепада температур (неблагоприятного тургора клеток) и ожогов. С классических позиций физиологии и экологии растений именно эти ответные признаки сигнализируют об устойчивости растений, как отдельных растительных организмов, так и их групп – в нашем случае всей популяций черемши.

Черемше также, как и женьшеню, необходимо 50% солнечного освещения. Поэтому она требовательна к определенным видам деревьев и кустарников в фитоценозах. Поскольку растения используют энергию в диапазоне 400–700 нм, то свет на этом спектральном участке называется фотосинтетически активной радиацией, или просто ФАР. Экспериментальным путём было доказано, что наилучшим образом необходимая величина ФАР обеспечивается при выращивании черемши между рядами плодово-ягодных (яблони, груши, вишни, терна) и декоративных (березы, каштана, липы, дуба, жасмина, сирени) древесных растений, посаженных на расстоянии 3,5 м друг от друга. При этом семена высаживают в два ряда между рядами древесных растений. При такой посадке растения черемши получают дозу солнечного освещения в размере 50%.

При появлении всходов проводилась обработка мелкодисперсным дождеванием (МДД) нормой 300–400 микрон по перепаду температур в системе «лист – приземная атмосфера». Как только температура листьев черемши превышала температуру приземного воздуха на 2^оС и выше, осуществлялась МДД, так как сразу наблюдалась депрессия фотосинтеза. Черемша особенно реагирует на воздушную засуху (что, кстати, проявляется в Нижнем Поволжье, на юге и юго-востоке Среднего Поволжья, на юге, юго-востоке и востоке Черноземья, на юго-западе и юге Нечерноземья и в ряде других регионов): листья сворачиваются, транспирация снижается критически, проявляются некрозные процессы в листьях и стеблях из-за суховейных ожогов.

Экспериментально был подобран интервал между поливами. Полив методом мелкодисперсного дождевания проводят только в тёмное время суток.

При этом всего в Центрально-Чернозёмных областях (ЦЧО) необходимо выполнить 30–40 обработок МДД за вегетационный сезон, в Нечерноземье – 20–30 обработок МДД. Обработки осуществляют до цветения растений, т.к. после цветения в этом нужды нет ввиду сформированности растений.

Разовые нормы использования МДД в Нечерноземье должны соблюдаться в диапазоне 0,6–1,0 м³/га, а в ЦЧО – в пределах 0,9–1,3 м³/га. Диаметр капель мелкодиспергированной воды в ЦЧО должен составлять 400–600 микрон, а в Нечерноземье – 200–300 микрон. Интервалы между увлажнениями – в ЦЧО от 1 до 2 часов, в Нечерноземье – 3–4 часов.

Перепад температур устанавливают следующим образом. Посредством полевой лаборатории профессора Л.А. Шпотты измеряют температуру листа. С помощью приборов – термографов и гигрографов – измеряют, соответственно, температуру и относительную влажность атмосферного воздуха. Как только температура листа превышает температуру воздуха, падает тургор: листья начинают увядать. При выявленном значении температуры листьев выше температуры воздуха (т.е. при перепаде температур данных органов и приземной атмосферы) на 2 ⁰C и выше, рекомендуется опрыскивание посредством МДД.

Из гистограмм на фиг. 1 и 2 следует, что применение сочетания обработки МДД со спирулиной дает наилучший эффект. Надземные и подземные органы лучше и быстрее растут и лучше развиваются. Средневзвешенные данные о длине листьев (42–45 см) и длине корней (71–75 см) в последнем варианте об этом свидетельствуют: по сравнению с контролем значения выше более, чем в 2 раза. Достоверность результатов получена на уровне статистической значимости p<0,05 и значениях критерия Стьюдента при t>3. Также наблюдениями отмечено, что вегетация растений черемши происходит на месяц дольше, что имеет огромное практическое значение. Это сопровождается значительно большим углублением корневых систем в почве. Таким образом снижается стрессовое воздействие на растения жары и засухи в дневные и даже в полуденные часы, облегчается метаболизм, стабилизируется развитие и обеспечивается экологическая устойчивость создаваемых популяций растений черемши.

Экспериментально доказано, что при использовании спирулины в дозе, менее 8 г на тонну, эффективность обработки падает, а использование более высоких доз препарата не приводит к повышению эффективности способа, поэтому экономически нецелесообразно. Установлено положительное влияние МДД по перепаду температур в системе «лист-воздух» на процесс вегетации черемши. В итоге повышается продуктивность угодий и качество урожая, агрофизические, агрохимические и биологические свойства сельскохозяйственных земель, их устойчивость к дисбалансу и падению содержания элементов питания, устойчивость к нарушению структурности и эрозионным процессам.

Семена черемши высевали в Тверской области в междурядье яблонево-вишневого сада. Ширина между рядами деревьев составляла 3,5 м (для обеспечения экологически оптимальной дозы ФАР для растений черемши в объеме 50%). Черемшу между ними высевали двумя рядами на легкосуглинистой почве. Удобрения не использовались.

При появлении всходов проводилась обработка мелкодисперсным дождеванием (МДД) нормой 300–400 микрон по перепаду температур в системе «лист – приземная атмосфера». Как только температура листьев черемши превышала температуру приземного воздуха на 2 и выше °С, осуществлялась МДД, так как сразу наблюдалась депрессия фотосинтеза. Черемша особенно реагирует на воздушную засуху (что, кстати, особенно актуально для Нижнего Поволжья, юга и юго-востока Среднего Поволжья, юга, юго-востока и востока Черноземья, юго-запада и юга Нечерноземья): листья сворачиваются, транспирация снижается критически, проявляются некрозные процессы в листьях и стеблях из-за суховейных ожогов.

Данный способ позволяет эффективно проводить регуляцию микро- и фитоклимата, повышение качественных биохимических характеристик растений черемши, устойчивость и высокую продуктивность создаваемых агрофитоценозов, экологическую стабильность агроландшафтов в разных физико-географических условиях европейской части России. Также эта разработка способствует рациональному потреблению ресурсов земель, улучшению их состояния, восстановлению морфо-физических, агрохимических и биологических свойств.

Предложенный способ позволяет без особых затрат успешно возделывать черемшу, причем как в условиях специализированных агробиоценозов (фермерские хозяйства, питомники, ботанические сады, интродукционные центры и разнообразные учебно-опытные территории), так и при неспециализированном и низкоквалифицированном растениеводстве (палисадники, огороды, дачные и садовые участки). Крайне важно, что таким образом можно эффективно и с минимальными затратами реализовывать воспроизводство ресурсов черемши, что необходимо, как в природоохранном, так и непосредственно в хозяйственном контекстах. Обеспечивается реальная экономия площадей земельных ресурсов, занятых плодово-ягодными и декоративными древесными культурами, где возможно успешное выращивание черемши. Благодаря описанному способу реализуется охрана и улучшение используемых почв, принцип устойчивого развития создаваемых популяций из черемши, имеющих важное иммуноподдерживающее и противовирусное значение, включительно в современных условиях распространения коронавирусной инфекции.

Таким образом, заявляемый способ позволяет создавать устойчивые популяции черемши на различных по физико-географическим особенностям территориях европейской части России, обеспечивает оптимум прохождения растениями черемши фенофаз в условиях действия лимитирующих экологических условий, позволяет защищать растения от утраты водного баланса и болезней путём контроля и коррекции взаимодействия в системе «листья-воздух-влага» в определенные временные интервалы с учетом погодно-климатических факторов.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству и овощеводству. Способ заключается в обработке семян биопрепаратом и поливе. В качестве биопрепарата используют сине-зелёную водоросль спирулину в количестве 8 г на тонну семян, обработку семян проводят в тёмное время суток. Причём семена предварительно замачивают в воде с вечера до 24 ч, а затем опрыскивают спирулиной, после чего спустя 4-5 ч после опрыскивания спирулиной осуществляют посев семян. Семена сажают в два ряда между рядами плодово-ягодных и декоративных древесных растений, посаженных на расстоянии 3,5 м. После всходов семян перед поливом определяют температуру листа растения и температуру воздуха и при превышении температуры листа над температурой воздуха на 2°C и выше осуществляют полив. При этом опрыскивание семян спирулиной, а также полив растений проводят методом мелкодисперсного дождевания. Способ обеспечивает повышение эффективности выращивания черемши за счёт создания комфортных условий произрастания при обеспечении экологически и физиологически оптимальных условий роста и развития. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ выращивания черемши, заключающийся в обработке биопрепаратом, поливе, отличающийся тем, что в качестве биопрепарата используют сине-зелёную водоросль спирулину в количестве 8 граммов на тонну семян, обработку семян проводят в тёмное время суток, причём семена предварительно замачивают в воде с вечера до 24 часов, а затем опрыскивают спирулиной, после чего спустя 4-5 часов после опрыскивания спирулиной осуществляют посев семян, при этом семена сажают в два ряда между рядами плодово-ягодных и декоративных древесных растений, посаженных на расстоянии 3,5 м, после всходов семян перед поливом определяют температуру листа растения и температуру воздуха и при превышении температуры листа над температурой воздуха на 2°C и выше осуществляют полив, при этом опрыскивание семян спирулиной, а также полив растений проводят методом мелкодисперсного дождевания.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют сорта черемши «Медвежий деликатес», «Медвежонок».

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что полив осуществляют путём мелкодисперсного дождевания с диаметром капель воды 300-400 микрон с интервалом между поливами от 3 до 6 часов.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в Центрально-Черноземной области России разовую норму полива выбирают из расчёта 0,9-1,3 м³/га, диаметр капель диспергированной воды выбирают размером 400-600 микрон, интервал между поливами – 1-2 часа.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в Нечерноземье России норму полива выбирают из расчёта 0,6-1,0 м³/га, диаметр капель диспергированной воды выбирают размером 200-300 микрон, интервал между поливами – 3-4 часа.