СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ РЕДЬКИ МАСЛИЧНОЙ НА КИСЛЫХ СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ Российский патент 2024 года по МПК A01G22/15 C05F7/02 

Редька масличная (Raphanus sativus var. oleifera) - перспективная масличная культура, имеющая ряд преимуществ среди других масличных культур. К сожалению, урожайность её остается невысокой. Нередко сдерживающим фактором роста урожайности данной культуры является повышенная кислотность почв.

Известно несколько приемов, повышающих урожайность редьки масличной.

В лесостепной зоне Новосибирской области, при посеве яровой редьки сорта Тамбовчанка широкорядным способом, с нормой высева 3 млн. семян на 1 га, была получена максимальная урожайность семян, превышающая стандартную на 23% - 12,3 ц/га [1].

Недостатком данного способа является то, что в источнике указываются лишь общие элементы технологии возделывания редьки масличной. Такие как оптимальные дата посева, способы посева, норма высева и сорт для возделывания в лесостепной зоне Новосибирской области, без указания конкретного точечного приема, обеспечивающего повышение урожайности редьки масличной.

Высокая биологическая урожайность редьки масличной 43,6 ц/га формируется на дерново-подзолистых почвах опытных полей БГСХА при внесении азотных удобрений в три приема: в основное N₅₀ и двух подкормок вначале бутонизации N₅₀ и начале цветения [2].

Недостатком данного способа является уменьшение экономического эффекта возделывания редьки масличной из-за затрат на внесение удобрений. Уровень рентабельности при дробном внесении азотных удобрений снижается на 30%, по сравнению с контрольным вариантом без внесения удобрений, уровень рентабельности на контроле 81%, на варианте с дробным внесением азота - 51%.

Некорневые подкормки в фазы розетки - 5-7 настоящих листьев и бутонизации - начало цветения микроэлементами в составе препаратов Полидон Амино Старт и Полидон Амино Микс на фоне N₄₀P₄₀K₄₀, внесенные осенью под зябь, в условиях лесостепи Центрального Черноземья, обеспечивают получение 22,7 ц/га семян редьки масличной [3].

Недостатком данного способа является снижение масличности семян редьки на 0,8%.

Сущность заявленного способа повышения урожайности редьки масличной состоит во внесении в кислую серую лесную почву строго дозированного количества бучильного щелока, образующего при производстве травяной целлюлозы, в зависимости от степени кислотности почвы.

В настоящее время основное количество целлюлозы получают из древесины хвойных пород, так как лиственные породы для этого малопригодны. Истощение запасов хвойной древесины и необходимость постоянного роста объема производства целлюлозы вынуждают использовать в качестве сырья травяную растительность, так как темпы воспроизводства травяной массы существенно превосходят воспроизводство массы древесины [4, 5].

Все применяемые ныне методы получения целлюлозы являются экологически неблагоприятными, создают трудно решаемые проблемы на очистных сооружениях, пагубно влияют на окружающую среду и здоровье человека. На этом фоне, весьма перспективным является новая технология получения травяной целлюлозы, разработанная коллективом ученых ОАО «НИИнефтепромхим» [6-10].

В основу новой технологии получения травяной целлюлозы заложен многофункциональный реактор непрерывного действия, позволяющий одновременно осуществлять «варку» соломы, удаление древесной части стебля-костры делигнификация и измельчение целлюлозного волокна. Целлюлозная масса из травянистых растений получается без катализатора, при атмосферном давлении и температуре 100°С. На стадиях сцеживания, промывки и отжима предусмотрено использование непрерывно действующих центрифуг, для отбелки применяется экологически безопасный пероксид водорода, а для сушки волокнистой массы - микроволновое оборудование [6, 7].

Наиболее важными экологическими преимуществами новой технологии производства травяной целлюлозы являются: сохранение лесного фонда страны, снижение водооборота в 5 раз; отказ от экологически вредных хлорпроизводных и буферных катализаторов, содержащих серу; отсутствие газовых выбросов [6] и образование относительно безопасных побочных продуктов (бучильных щелоков).

Для экспериментов использовали бучильный щелок, образующийся после горячей промывки травяной целлюлозной массы. Полевые и модельные опыты проводили на серых лесных почвах Предкамья Республики Татарстан, отличающихся степенью кислотности.

Содержание гумуса в пахотном слое почв колебалось от 2,4 до 3,5 %, то есть почвы всех трех полевых опытов входят в одну группу и характеризуются как слабогумусированные. Содержание подвижных форм фосфора и калия варьировало в пределах соответственно 123-148 и 127-154, четвертая группа обеспеченности. Главное различие между этими почвами заключалось в кислотно-основных свойствах: величины рН солевой вытяжки почв составили 4,3-сильнокислая, 5,2-слабокислая и 6,0-близкая к нейтральной.

Однократное внесение бучильного щёлока проведено за три дня до посева редьки масличной сорт Альфа согласно схеме опыта (табл. 1). Дозы щелока составили от 2 до 48 л/м², которые в пересчете на гектар равняются соответственно 20 и 480 м³/га. Для соблюдения принципа единственного различия на контрольном варианте вместо щелока внесли воду, равную максимальной дозе щелока. На других вариантах опыта объем воды уменьшали в соответствии с дозами щелока. Повторность опыта 4-х кратная, площадь делянок - 0,5 м², размещение делянок - систематическое в 4 яруса. Норма высева редьки масличной - 3 млн. шт./га всхожих семян, глубина заделки семян - 2 см. Погодные условия вегетационного периода для роста и развития редьки масличной сложились вполне благоприятными.

Агрохимические параметры почвы определены общепринятыми методами: содержание влажности почвы по ГОСТ 28268-89 [11], содержание гумуса по ГОСТ 26213-91 [12], содержание подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО по ГОСТ 26207-91 [13], приготовление солевой вытяжки определение ее рН по методу ЦИНАО по ГОСТ 26483-85 [14]. Корреляционно-регрессионный анализ результатов эксперимента проведен по Доспехову [15] с использованием приложения «Пакет анализа» Microsoft Office Excel 2016.

Урожайность маслосемян редьки масличной на контрольной почве, в зависимости от исходного уровня кислотности почвы, варьировала от 164 до 265 г/м², демонстрируя существенное негативное влияние повышенной кислотности почвы на продуктивность редьки масличной. В случае внесения на сильнокислую почву рН_сол.=4,3 статистически достоверная прибавка урожая была получена при внесении 4, 8 и 12 л/м² бучильного щелока. От указанных доз щелока урожайность маслосемян выросла, по отношению к контролю, на 12-24 %, причем максимальная прибавка была получена от внесения 12 л/м² бучильного щёлока. Следовательно, на сильнокислой серой лесной почве для редьки масличной оптимальной дозой бучильного щелока оказалась 12 л/м². На этой почве статистически достоверное снижение урожайности обнаружилось при внесении 32 л/м² щелока.

На слабокислой почве рН_сол.=5,2 максимальная прибавка урожая, равная 18 % к уровню контроля, была получена в случае внесения 4 л/м² щелока, что позволяет утверждать, что на этой почве оптимальной следует считать именно эту дозу бучильного щелока. Статистически значимое снижение урожая редьки масличной началось от дозы щелока, равной 16 л/м².

Таблица 1 - Действие возрастающих доз бучильного щёлока на урожайность маслосемян редьки масличной в зависимости от степени кислотности серой лесной почвы Доза щёлока/воды, л/м² Степень кислотности почвы рН_сол.=4,3 рН_сол.=5,2 рН_сол.=6,0 г/м² % к контролю г/м² % к контролю г/м² % к контролю 0/48 (контроль) 164 100 223 100 265 100 2/46 169 103 245 110 270 102 4/44 184 112 263 118 262 99 8/40 198 121 254 114 245 92 12/36 203 124 245 110 204 77 16/32 168 102 173 78 116 44 32/16 95 58 70 31 48 18 48/0 14 9 8 4 11 4 НСР₀₅ 13 8 18 8 20 8

На серой лесной почве, имеющей реакцию среды близкую к нейтральной рНсол.=6,0, ни одна испытанная доза щелока не обеспечила получение статистически достоверной прибавки урожая, а угнетающее действие проявилось в случае внесения 8 л/м2 бучильного щелока. Повышение урожайности на 5 г/м2 или 2 % к уровню контроля от минимальной дозы щелока 2 л/м2 оказалось статистически не существенным, поэтому считаем, что внесение бучильного щелока на некислую почву нецелесообразным.

Повышение урожайности маслосемян редьки масличной от бучильного щелока на слабо- и сильнокислых почвах, в первую очередь обусловлено, на наш взгляд, нейтрализующей способностью бучильного щелока, о чем свидетельствуют данные табл. 2.

Определение кислотности почвы было проведено по истечении 9 месяцев после внесения в почву бучильного щелока. Статистически достоверное снижение величины рН солевой вытяжки сильнокислой почвы, исходная величина рНсол.=4,41, обнаружилось при внесении 26,8 мл бучильного щелока на 1 кг почвы. По мере роста дозы внесения щелока исходно сильнокислая почва постепенно переходила в группы среднекислых- 53,5 мл/кг, слабокислых -107,0 мл/кг, близких к нейтральным -214,0 мл/кг и нейтральных-267,0 мл/кг почв. Обнаружилось очень тесная линейная зависимость R² = 0,9913 величины рН солевой вытяжки от доз внесения бучильного щелока (рис. 1.Влияние доз бучильного щелока на величину рН солевой вытяжки серой лесной почвы в условиях лабораторно-модельного эксперимент).

Таблица 2 - Изменение обменной кислотности серой лесной почвы под влиянием возрастающих доз бучильного щёлока в условиях лабораторно-модельного опыта Дозы, мл/кг почвы Средняя* величина
рН_сол. бучильного щелока воды 0 267,00 4,41 1,67 265,33 4,37 3,35 263,65 4,44 6,70 260,30 4,43 13,40 253,60 4,48 26,80 240,20 4,61 53,50 213,50 4,81 107,00 160,00 5,24 214,00 53,00 5,72 267,00 0 6,17 НСР₀₅ 0,17 Прим.: * - средняя величина из четырёх определений.

Другой причиной положительного влияния на урожайность редьки масличной относительно малых доз бучильного щелока является наличие в его составе ростостимулирующих веществ, перешедших из травяной массы растений, использованных для получения целлюлозы. Изучение непосредственного воздействия различных концентрации раствора бучильного щелока на всхожесть семян редьки масличной проводилось по ГОСТ 12038-84 «Семена сельскохозяйственных культур» [16]. Методы определения всхожести» в чашках Петри на ложе из фильтровальной бумаги. Слабые растворы бучильного щелока 1-2 % статистически достоверно повысили лабораторную всхожесть семян на 6-11 % (табл. 3).

Таблица 3 - Влияние концентрации раствора бучильного щелока на лабораторную всхожесть семян редьки масличной Концентрация раствора бучильного щелока, % Всхожесть семян фактическая, % в % к уровню контроля 0 (контроль) 75,4 100 0,5 76,6 102 1 83,9 111 2 80,3 106 5 71,7 95 10 41,3 55 20 21,9 29 50 0 0 НСР₀₅ 2,9 4

На рис. 2. показана зависимость оптимальных доз бучильного щелока для редьки масличной от исходной величины рН солевой вытяжки серой лесной почвы, которая рассчитана по результатам полевого опыта, где максимальные статистически достоверные прибавки урожая были получены от 12 и 4 л/м² бучильного щелока соответственно на сильно- и слабокислых почвах, а на почве с близкой к нейтральной реакцией необходимость внесения щелока не возникла.

Установлена очень тесная зависимость оптимальных доз бучильного щелока от исходного уровня кислотности серой лесной почвы, для описания которой наилучшим образом подходило полиномиальное уравнение второй степени:

У = 2,2876⋅x² - 30,621⋅x + 101,37;

где У - оптимальная доза бучильного щелока, л/м²;

х - исходная величина рН солевой вытяжки серой лесной почвы.

Используя данное уравнение, рассчитаны оптимальные дозы бучильного щелока травяной целлюлозы для повышенрис.ия урожайности маслосемян редьки масличной до 18-24 % к уровню контроля на серых лесных почвах, имеющих величину рН солевой вытяжки от 4,0 до 6,0 (табл. 4).

Таблица 4 - Рекомендуемые оптимальные дозы внесения бучильного щелока травяной целлюлозы на кислые серые лесные почвы рН_сол. почвы Рекомендуемые оптимальные дозы бучильного щелока, л/м² рН_сол. почвы Рекомендуемые оптимальные дозы бучильного щелока, л/м² 4,0 15,5 5,1 4,7 4,1 14,3 5,2 4,0 4,2 13,1 5,3 3,3 4,3 12,0 5,4 2,7 4,4 10,9 5,5 2,2 4,5 9,9 5,6 1,6 4,6 8,9 5,7 1,2 4,7 8,0 5,8 0,7 4,8 7,1 5,9 0,3 4,9 6,3 6,0 0,0 5,0 5,5

Список использованной литературы

1. Пути повышения урожайности семян редьки масличной в Сибири / Н. Н. Кашеваров, Р. И. Полюдина, Д. А. Потапов, В. В. Харчебников // Адаптивное кормопроизводство. - 2018. - № 4. - С. 9-16.

2. Романцевич, Д. И. Влияние сроков внесения и форм азотных удобрений на семенную продуктивность редьки масличной / Д. И. Романцевич, А. С. Мастеров, Н. В. Радченко // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. - 2019. - № 1. - С. 126-130.

3. Савенков, В. П. Урожай и качество семян редьки масличной в зависимости от особенностей применения макро- и микроудобрений и биопрепарата в условиях Центрального Черноземья / В. П. Савенков, Е. Ю. Кузьмина // Вестник КрасГАУ. - 2021. - № 10(175). - С. 11-18.

4. Шумный, В. К. Поиск возобновляемых источников целлюлозы для многоцелевого использования / В. К. Шумный, Н. А. Колчанов, Г. В. Сакович и др. // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2010. - № 3. - С. 569-578.

5. Якушева, А. А. Нитраты целлюлозы из нового источника целлюлозы - плодовых оболочек овса / А.А. А. Якушева // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 8, Ч. 2. - С. 360-364.

6. Нугманов Олег. Целлюлоза. Начало нашей эры. Татарстан выводит на российский и мировой рынок опережающую технологию получения целлюлозы / Олег Нугманов, Николай Лебедев // The Chemical Journal, декабрь 2009. - С. 30-33.

7. Нугманов Олег. Травяная целлюлоза в российских регионах / Олег Нугманов, Николай Лебедев, Рафинат Яруллин // The Chemical Journal, сентябрь 2012. - С. 30-32.

8. Патент №2343241 (РФ). Способ получения целлюлозы / О.К. Нугманов, Н.П. Григорьева, Н.А. Лебедев, В.Н. Хлебников, Р.Н. Яруллин // 2009, БИ. №1. - 6 с.

9. Патент №2378432 (РФ). Способ получения целлюлозы / О.К. Нугманов, Н.П. Григорьева, Н.И. Гайнуллин, Н.А. Лебедев // 2010, БИ. №1. -6 с.

10. Патент №2413808 (РФ). Способ получения целлюлозы / О.К. Нугманов, Н.П. Григорьева, Д.С. Нусинович, Н.А. Лебедев // 2011. БИ. №7. - 6 с.

11. ГОСТ 28268-89. Почвы. Методы определения влажности, максимальной гигроскопической влажности и влажности устойчивого завядания растений.

12. ГОСТ 26213-91. Почвы. Методы определения органического вещества.

13. ГОСТ 26207-91. Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО.

14. ГОСТ 26483-85. Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО.

15.Доспехов, Б.А. Методика опытного дела / Б.А. Доспехов. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

16. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в растениеводстве на кислых серых лесных почвах регионов лесостепной зоны Российской Федерации. Способ повышения урожайности редьки масличной на кислых серых лесных почвах предусматривает внесение в кислую серую лесную почву строго дозированное количество бучильного щелока, образующегося при производстве травяной целлюлозы. рассчитанное по уравнению: У=2,2876⋅x²-30,621⋅x+101,37, где У – оптимальная доза бучильного щелока, л/м²; х – исходная величина рН солевой вытяжки серой лесной почвы в диапазоне от 4,0 до 6,0. Техническим результатом является повышение урожайности маслосемян редьки масличной до 18-24%. 4 табл., 2 ил.

Способ повышения урожайности редьки масличной на кислых серых лесных почвах, характеризующийся тем, что вносят в кислую серую лесную почву строго дозированное количество бучильного щелока, образующегося при производстве травяной целлюлозы, рассчитанное по уравнению:

У=2,2876⋅x²-30,621⋅x+101,37,

где У – оптимальная доза бучильного щелока, л/м²;

х – исходная величина рН солевой вытяжки серой лесной почвы в диапазоне от 4,0 до 6,0.