Способ выращивания салата-латука Российский патент 2024 года по МПК A01G22/15 A01G7/04 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к овощеводству защищенного грунта и сити-фермерству, и может быть использовано при выращивании растительной пищевой продукции с повышенным содержанием антоцианов.

Антоцианы по химической природе относятся к классу флавоноидов и представляют из себя гликозиды, агликон которых представлен замещенными 2-фенилхроменами (антоцианидинами). Антоцианы - это растительные пигменты, цвет которых может меняться в диапазоне от голубого и синего до красного и фиолетового.

Антоцианы считаются веществами, для которых характерна антиоксидантная активность. Наличие данных веществ позволяет организмам справляться с последствиями окислительного стресса и предотвращать негативное воздействие активных форм кислорода и прочих свободных радикалов на химические компоненты клеток (Nassour, Rana & Ayash, Abdulkarim & Al-tameemi, Kanaan. (2020). Anthocyanin pigments: Structure and biological importance. Journal of Chemical and Pharmaceutical Sciences. 13. 45-57.).

Антоцианы рассматриваются и в качестве биологически активных веществ, включение которых рекомендовано в рацион человека (Mikhailova, Daria & Shevchenko, Oksana & Golubev, Denis & Platonova, Elena & Zemskaya, Nadezhda & Shoeva (Tereshchenko), Olesya & Gordeeva, Elena & Patov, Sergey & Shaposhnikov, Mikhail & Khlestkina, Elena & Moskalev, Alexey. (2023). Antioxidant Properties and Geroprotective Potential of Wheat Bran Extracts with Increased Content of Anthocyanins. Antioxidants (Basel, Switzerland). 12. 10.3390/antiox12112010.).

Кроме того, антоцианы рассматривают в качестве потенциальных компонентов лекарственных средств для лечения широкого спектра различных патологий (заболевания сердечно-сосудистой системы, нарушения углеводного обмена, заболевания желудочно-кишечного тракта и др.) (Sharma, Neha 8 с Sharma, Pratibha & Sinhmar, Sonali & Rao, Avinash & Sonawane, Tejas & Nikam, Tejashree & Pagar, Pratiksha & Shanno, Kumari. (2023). Extraction, isolation, and standardization of anthocyanin from Vaccinium myrtillus to evaluate their potential in glaucoma. World Journal of Advanced Research and Reviews. 20. 766-776. 10.30574/wjarr.2023.20.2.2350.).

Благодаря высокой биологической активности и пищевой ценности наличие данных веществ в продукции растениеводства повышает ее потребительские качества, ценность для потребителя, и, в конечном счете, стоимость. Усилия многих селекционеров направлены на выведение новых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур с повышенным содержанием антоцианов.

Уровень накопления антоцианов в растительной продукции зависит в том числе и от условий внешний среды. В связи с этим ведутся работы по оптимизации условий выращивания различных растений с целью повышения уровня накопления антоцианов в их биомассе.

Известен способ повышения уровня антоцианов в растении, включающий воздействие полинуклеотидами на растения, отличающийся тем, что в качестве полинуклеотидов используют двухцепочечную РНК, смысловая цепь которой комплементарна участку матричной РНК генов ANAC032 или MYBL2 (MYB-LIKE) (патент RU 2779748 C1 20220913). Недостатком данного способа является высокая стоимость используемых реагентов, видоспецифичность генетических средств воздействия на растения, а также сложность при масштабировании в условиях производства В качестве ближайшего аналога (прототипа) принят способ выращивания растений рукколы, при котором растения выращивают в условиях 16-часового фотопериода при облучении одновременно синим светом с длиной волны 440 нм и красным светом с длиной волны 660 нм при плотности потока фотонов, равной 500 мкмоль*м^-2*сек^-1 (патент RU №2795300 С1 20230502).

Недостатком ближайшего аналога является его применимость только к культуре рукколы, удельный вес которой в производстве в России ниже, по сравнению с салатом-латуком, который является основной зеленной культурой, выращиваемой в защищенном грунте и сити-фермах. Кроме того, современные способы промышленного выращивания салата-латука основаны на использовании гидропонных систем, в то время как в ближайшем аналоге растения выращивали в почвогрунте.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка технологии выращивания краснолистного салата-латука, обеспечивающей повышенное содержание антоцианов в биомассе.

Технический результат, повышение питательной ценности продукции, за счет усиления биосинтеза биологически активных веществ - антоцианов в биомассе выращиваемых растений.

Поставленная задача и заявленный технический результат достигаются за счет того что в способе выращивания растений краснолистного салата-латука, характеризующемся тем, что семена салата-латука высевают в кубики из минеральной ваты объемом 64 см³ и выращивают в условиях гидропоники в течение 35-ти суток при температуре в дневное время +25°С, в ночное время +23°С, фотопериодом 18 ч, при этом растения в течение всего периода вегетации облучают светом со спектральным составом, имеющим максимумы испускания в синей части в области 455 нм, в красной части - 655 нм, добавляя в спектр полосу дальнего красного света в области 735 нм, при плотности потока фотонов на уровне 5 см от поверхности кубика минеральной ваты 160 мкмоль*м^-2 *сек^-1.

Кроме того, в гидропонную систему, построенную по принципу периодического подтопления подают один раз в час питательный раствор, включающий: сернокислый аммоний 0,28 г/л; магний сернокислый 0,53 г/л; монокальций фосфат 0,58 г/л; калий азотнокислый 0,61 г/л; кальций азотнокислый 0,67 г/л; биогумус 0,3 г/л; хелат железа 0,25 г/л.

Сопоставительный анализ признаков заявляемого изобретения с известным наиболее близким техническим решением, свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач.

Признак «семена высевают в кубики из минеральной ваты объемом 64 см³ позволяет обеспечить оптимальные условия для роста корневой системы краснолистного салата-латука с повышенным содержанием антоцианов.

Признак «выращивают в условиях гидропоники в течение 35-ти суток» обеспечивает получение растительной продукции с повышенным содержанием антоцианов в оптимальные для производства сроки.

Признак «при температуре в дневное время +25°С, в ночное время +23°С.» описывает оптимальный температурный режим для выращивания краснолистного салата-латука с повышенным содержанием антоцианов.

Признак «облучают светом со спектральным составом, имеющим максимумы в синей части в области 455 нм, в красной части - 655 нм.» обеспечивает оптимальные условия для фотосинтетической деятельности растений, что способствует равномерному накоплению биомассы краснолистного салата-латука. Тем самым обеспечивается оптимальное световое довольствие растений.

Признак «в спектр оптического излучения добавляли полосу в области 735 нм (дальний красный свет)» описывает дополнительные параметры светового режима, которые усиливают накопление антоцианов в биомассе краснолистного салата-латука.

Признак «Плотность потока фотонов на уровне 5 см от поверхности кубика минеральной ваты - 160 мкмоль*м^-2 *сек^-1.» задает оптимальный режим облученности для успешного выращивания краснолистного салата-латука с повышенным содержанием антоцианов.

Признак «Фотопериод в течение всего срока выращивания - 18 ч.» задает оптимальный режим смены дня и ночи в течение вегетации растений, а также создает оптимальный фотопериодический режим для успешного выращивания краснолистного салата-латука с повышенным содержанием антоцианов.

Признак «питательный раствор заданного состава подается в гидропонную систему 1 раз в час» описывает оптимальные условия минерального питания для растений, а также создает благоприятные условия для дыхания корневой системы растений и оптимизирует водный режим.

Пример реализации способа.

Изобретение проиллюстрировано на фотографиях.

На фиг. 1 представлен спектр оптического излучения для выращивания растений салата-латука с повышенным содержанием антоцианов в биомассе;

На фиг. 2 - внешний вид листьев салата-латука сорта Кармези на 35 день вегетации, 1 - опытные растения, 2 - контрольные.

Заявляемый способ осуществляют на стандартном оборудовании.

Использовали краснолистный салат-латук сорта «Кармези». Семена высевали напрямую в кубики из минеральной ваты объемом 64 см³ (грань кубика - 4 см). Кубики размещались в гидропонной установке, работающей по принципу периодического подтопления. Питательный раствор для гидропонного выращивания готовили с использованием дистиллированной воды, в которой растворяли компоненты по следующей пропорции:

Сернокислый аммоний 0,28 г/л;

Магний сернокислый 0,53 г/л;

Монокальций фосфат 0,58 г/л;

Калий азотнокислый 0,61 г/л;

Кальций азотнокислый 0,67 г/л;

Биогумус 0,3 г/л;

Хелат железа 0,25 г/л.

Периодичность подачи питательного раствора в стеллаж с растениями в течение всего срока выращивания - 1 раз в час. Температуру в зоне вегетации растений поддерживали в дневное время на уровне +25°С, в ночное время снижали до уровня +23°С.

Растения облучали при помощи светодиодного облучателя, спектр оптического излучения которого которой представлен на фиг.1. Спектр света имел максимумы в синей части в области 455 нм, в красной части - 655 нм. Также в спектр добавляли полосу в области 735 нм. Данные по соотношению спектральных линий представлены в таблице 1.

Доля отдельных областей спектра в общем спектре светодиодной лампы

Плотность потока фотонов на уровне 5 см от поверхности кубика минеральной ваты - 160 мкмоль*м^-2*сек^-1. Фотопериод в течение всего срока выращивания - 18 ч. Условия светового режима не меняли в течение всего срока вегетации растений.

В качестве контроля взяли светодиодный облучатель, при помощи который создали аналогичный вышеуказанному световой режим, однако без добавления полосы в области 735 нм. Все остальные параметры среды у контрольных и опытных растений совпадали.

Растения выращивали в течение 35 суток. За это время удалось получить товарные растения, пригодные к реализации.

Авторы сравнивали уровень накопления антоцианов в надземной товарной биомассе салата сорта Кармези у растений в пятикратной повторности. Количественный анализ антоцианов проводили согласно методике (Яковлева, О.С.Физиолого-биохимические основы вторичного метаболизма растений / О.С.Яковлева, И.Г. Тараканов. - Москва: Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К.А. Тимирязева, 2014. - 61 с). Результаты исследований приведены в таблице 2.

На основе данных таблицы 1 можно сделать вывод о том, что выращивание растений в условиях заявленного светового режима повышает содержание антоцианов в их биомассе на 33%. По всей видимости, добавление полосы света в дальней красной области создает стрессовые условия для растений, ответной реакцией на которые становится усиление биосинтеза антоцианов в наземной биомассе. При этом статистически значимых различий по урожайности между контрольным и опытным вариантом выявлено не было.

Усиленное накопление антоцианов отразилось и на внешнем виде растений фиг. 2.

На основе изображения на фиг. 2 можно сделать вывод о том, что повышенное содержание антоцианов в листьях салата-латука сорта Кармези отражается и на внешнем виде растений, делая окраску более насыщенной.

Выводы. Предложенный способ выращивания салата-латука обеспечивает создание светового режима, гарантирующего повышение питательной ценности продукции, за счет усиления биосинтеза биологически активных веществ - антоцианов в биомассе выращиваемых растений.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к овощеводству защищенного грунта. В способе семена салата-латука высевают в кубики из минеральной ваты объемом 64 см³ и выращивают в условиях гидропоники в течение 35 суток при температуре в дневное время +25°С, в ночное время +23°С, фотопериодом 18 ч. При этом растения в течение всего периода вегетации облучают светом со спектральным составом, имеющим максимумы испускания в синей части в области 455 нм, в красной части - 655 нм, добавляя в спектр полосу дальнего красного света в области 735 нм, при плотности потока фотонов на уровне 5 см от поверхности кубика минеральной ваты 160 мкмоль⋅м^-2⋅с^-1. Способ обеспечивает повышение питательной ценности продукции за счет усиления биосинтеза биологически активных веществ - антоцианов в биомассе выращиваемых растений. 2 ил., 2 табл.

Способ выращивания растений краснолистного салата-латука, характеризующийся тем, что семена салата-латука высевают в кубики из минеральной ваты объемом 64 см³ и выращивают в условиях гидропоники в течение 35 суток при температуре в дневное время +25°С, в ночное время +23°С, фотопериодом 18 ч, при этом растения в течение всего периода вегетации облучают светом со спектральным составом, имеющим максимумы испускания в синей части в области 455 нм, в красной части - 655 нм, добавляя в спектр полосу дальнего красного света в области 735 нм, при плотности потока фотонов на уровне 5 см от поверхности кубика минеральной ваты 160 мкмоль⋅м^-2⋅с^-1.