Способ внесения микоризных грибов в почву с использованием промежуточной культуры-хозяина Российский патент 2024 года по МПК A01G7/00 A01G18/10 A01C1/00 A01N63/30 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в качестве инокулянта почвы для улучшения структуры почвы.

Почва состоит из живой части - растений, грибов, животных, микроорганизмов и т.п., а также неживой - органического вещества, камней, песка, глины, воздуха, влаги и иных составляющих. Почва - основное средство в сельхозпроизводстве и его главная производительная сила.

Основными свойствами почвы являются плодородие и естественная способность к самовосстановлению.

Энергия, поступающая от живых растений и разлагающихся растительных остатков, позволяет обеспечить жизнедеятельность почвенных обитателей, находящихся в определенном равновесии.

Она направлена на восстановление плодородия почвы, обеспечение растений элементами питания и влагой, а также на защиту растений от заболеваний и вредителей.

При проведении различных видов обработки почвы, внесении почвенных гербицидов, протравителей семян и других средств защиты растений, почва превращается в субстрат с признаками жизни в виде выживших отдельных ее обитателей, что приводит к снижению биологической активности почвы.

Из документа EP 1840110 A1, опубл. 03.10.2007, известно органическое биоудобрение, а именно получение жидкого микоризного инокулянта, который можно вносить в почву и растения, как непосредственно, так и с помощью оросительных систем.

Для получения жидкого микоризного инокулянта используются следующие этапы: посев растений-хозяев Braquiariadecumbens, Sorghumvulgare или других обязательных микотрофных видов растений-хозяев, произрастающих на репродуктивном субстрате: почве, каолинитовых или монтмориллоновых глинах, жемчуге, цеолите, вермикулите и органическом веществе (применяется в соответствии с симбиотическими потребностями); эти растения инокулируют путем помещения 10 граммов чистого штамма микоризных грибов под семена. Для их получения по отдельности использовали следующие виды: Glomusfasciculatum, Glomusclarum, Glomusspurcum, Glomus mosseae, Glomusintrarradices, Gigasporamargarita.

В конце жизненного цикла растения его верхнюю часть удаляют и получают однородный твердый субстрат в смеси микоризных побегов (колонизированные корни, грибной мицелий и резистентные споры) и исходной опоры.

Позже микоризные пропагулы экстрагируют методами влажной декантации и просеивают через несколько сит от 400 до 40 мкм, в зависимости от рассматриваемого вида микоризных грибов; твердую фракцию, собранную на самом мелком сите, центрифугируют, а затем жидкую фракцию декантируют с пропагулами гриба.

После отделения всех микоризных компонентов их поверхностно дезинфицируют раствором хлорамина Т (2%) в течение 5 мин; их трижды промывают стерильной дистиллированной водой и помещают в сульфат стрептомицина на 24 часа.

После окончания их упаковывают в водную смесь, содержащую сорбит (от 5 до 10%), маннит (2%), твин 40 (5%), твин 80 (2%), полиэтиленгликоль 4000, для нанесения в диапазоне от 100 и 500 мг/л и агара от 0,8 до 0,1%.

Указанный способ раскрывает получение жидкого микоризного инокулянта, который наносят в почву или на растения, однако отсутствует этап, на котором производится инокуляция микоризными грибами проростков протравленных фунгицидом семян основной культуры.

Из уровня техники известен способ выращивания рассады риса, сочетающий арбускулярные микоризные грибы, включающий этап посев семян риса, подвергнутых ускорению прорастания, с равномерным опрыскиванием поверхности семян фунгицидом. Способ заключается в следующем: смешать арбускулярный микоризный грибной агент с матрицей для выращивания рассады риса и использовать его для выращивания рассады риса; посеять пророщенные семена риса, разбавить чистый Pyromorphaindica (содержание спор 2,5×105 /мл) до 80-120 мл/л Pyromorphaindica и равномерно распылить его на поверхность семян. Количество распыляемого спорообразующего гриба составляет 2,4-3,6 л/мю, а почву накрывают пленкой для завершения выращивания рассады риса. Среди них содержание спор арбускулярных микоризных грибов в арбускулярных микоризных грибах составляет более 25 г (см. CN 113243157 А, опубл. 13.08.2021).

Недостатки способа, раскрытого в патенте CN 113243157 А, опубл. 13.08.2021, заключаются в том, что инокулянт распыляют после посадки риса (основной культуры).

Техническая проблема заявленного изобретения заключается в улучшении структуры и микрофлоры почвы перед посадкой основной культуры.

Техническим результатом изобретения является уменьшение дозы внесения микоризного инокулянта за счет прорастания промежуточной культуры, инокулированной микоризными грибами, что обеспечивает переход микоризного гриба от растения промежуточной культуры к растению основной культуры при смыкании корней этих растений между собой и/или друг с другом.

Указанный технический результат достигается при реализации способа внесения микоризных грибов в почву с использованием промежуточной культуры, который состоит из следующих этапов:

- На семена промежуточной культуры наносят инокулянт, содержащий микоризные грибы, в количестве из расчета от 50 г до 500 г на гектар при концентрации 50000 пропагул/г (или мл), причем инокулирование производится в защищенном от прямых солнечных лучей месте;

- Семена промежуточной культуры, инокулированные микоризными грибами, высевают в почву в количестве 10-30% от нормы высева культуры семян, на гектар с учетом междурядья не более 15 см; при этом в случае использования конкурентной промежуточной культуры производят обработку гербицидами сплошного действия промежуточной культуры перед или после посева основной культуры, а в случае использования неконкурентной промежуточной культуры обработку гербицидами сплошного действия промежуточной культуры не производят.

После посева основной культуры обработку гербицидами сплошного действия промежуточной культуры производят через 15-30 дней.

Везикулярно-арбускулярные микоризные грибы активно размножаются на корнях живых растений и внутри их. Если посеять на поле не протравленную фунгицидом промежуточную (покровную) культуру вместе с небольшим количеством микоризных грибов, то при прорастании семян растения-хозяина с ним будет расти и микоризный гриб. Так как площадь всасывания у гифа грибов значительно больше, чем площадь зоны всасывания корней, растение получает гораздо больше минеральных веществ, что позволяет ему более активно расти. Растение, в свою очередь, отдает грибу часть углеводов, продуктов фотосинтеза.

Когда корни соседних растений соприкоснутся друг с другом, произойдет инокуляция всех проростков и они плотно заселят почву грибом. Таким образом, доза микоризных грибов в биопрепарате может быть значительно уменьшена и, как следствие, стоимость внесения микоризных грибов. Увеличивается количество микоризных грибов, увеличивается органический углерод в почве, улучшается доступность фосфора, кальция и улучшается структура почвы.

В качестве промежуточной культуры нужно выбрать культуру, которая по своей биологии не навредит основной культуре и которую можно контролировать до посева (до всходов) основной культуры или вовремя вегетации основной культуры без существенного снижения ее продуктивности.

Есть несколько способов контролирования промежуточной культуры в посевах (посадках) основной:

1. Слабая (неконкурентная) промежуточная культура по биологическим признакам.

2. Защита применением гербицидов сплошного действия (до посева, до всходов или во время вегетации основной культуры).

3. Механическое уничтожение (культивация, пропалывание и др.) или контролирование (скашивание).

Выбор по биологическим признакам осуществляется следующим образом.

Двудольная промежуточная культура в посевах однодольной основной или наоборот. Например, двудольные вместе с зерновыми, семена которых будут высеваться одновременно или последовательно с основной зерновой культурой, при этом двудольная культура должна быть подобрана так, чтобы на начальном этапе надземная часть растений промежуточной культуры развивалась медленнее, чем у основной культуры (чтобы основная обгоняла в росте).

Использовать культуры с различной биологией (яровая промежуточная культура в посеве озимой основной культуры). Не прошедшие яровизацию сорта озимых зерновых (пшеница, ячмень, тритикале). При этом из-за сортовых особенностей такие растения будут развиваться медленнее основной яровой культуры и в конце концов остановятся в развитии из-за более быстрого роста и затенения основной культурой. В случае прямого посева яровых культур в качестве инокулированной промежуточной культуры можно сеять любую озимую культуру с развитой мочковатой корневой системой, в т.ч. рожь, тритикале, ячмень, пшеницу.

Выбор по срокам посева (использовать яровую раннюю промежуточную культуру в посеве поздней яровой культуры). Промежуточная культура высевается за 7-15 дней до посева основной (в зависимости от сочетания культур и климатических условий). Основная культура, которая сеется после промежуточной, оптимально - теплолюбивая культура с поздними сроками посева, например, кукуруза, подсолнечник, сорго и т.п.

После культивации промежуточной культуры или прямым посевом производится посев основной культуры протравленными фунгицидом семенами. Корни, выходя за зону действия фунгицида, который угнетает микоризные грибы, инокулируются грибом. Таким образом преодолевается действие фунгицида на протравленных семенах. Радиус действия фунгицидов, которыми протравлены семена основной культуры - обычно не более 2 мм от поверхности семени.

В качестве микоризных грибов используются: Rhizophagus irregularis (Glomus intraradices); Rhizophagus clarus; Rhizophagus microaggregatum; Funneliformis mosseae; Funneliformis geosporus; Glomuscaledonium; Claroideoglomusclaroideum.

Доза инокулянта при концентрации 50000 пропагул на г или мл составляет 50-500 г (мл) на гектарную норму высева семян. Доза зависит от нормы высева семян на гектар, междурядья, схемы и способа сева. Самые крупные семена сеются в количестве 40000-60000 семян на гектар, а злаки высеваются до 5 миллионов семян на гектар. Необходимо, чтобы корни промежуточной и основной культур сомкнулись между собой и/или друг с другом для перехода микоризного гриба от растения к растению. Если проростки далеко друг от друга, то они не скоро соприкоснутся и распространение микоризного гриба произойдет позже в более позднюю стадию роста, что приведет к неравномерности роста посевов. Соответственно, чем больше норма высева семян, тем меньше доза препарата. Также необходимо учитывать междурядье: чем оно меньше, тем быстрее сомкнутся корни и можно будет высевать основную культуру.

Под нормой высева семян понимается такое количество высеваемых на 1 га семян, которое обеспечивает нормальную густоту всходов и полноценный урожай. Норму высева выражают числом всхожих семян (млн шт.) и массой семян (кг). Норму высева семян устанавливают с учетом требований растений к площади питания, целей возделывания (на зерно, силос и т.д.), плодородия почвы, климатических условий и др.

Примеры осуществления

1. Нанести инокулянт в количестве 50 г при концентрации 50000 пропагул/г или мл с семенами промежуточной культуры.

Посеять промежуточную культуру, инокулированную микоризными грибами, в почву в количестве 40000 семян на гектар при междурядьи 15 см.

Через 1-3 недели, после прорастания промежуточной культуры и развития ее корневой системы, проводят обработку промежуточной культуры гербицидом сплошного действия (глифосатом) и производят посев основной культуры.

При обработке полей микоризными препаратами весной промежуток времени между посевом промежуточной и основной культуры должен быть минимален по экономическим причинам и ввиду ограниченности времени весенних полевых работ. Поэтому был выбран промежуток времени 7-15 дней и для этого временного интервала были проведены испытания по определению расстояния междурядья и доли норма высева семян, при котором скорость распространения микоризных грибов достаточна для инокуляции основной культуры мицелием микоризных грибов, растущих от промежуточной культуры. Также обработка гербицидом сплошного действия промежуточной культуры останавливает ее рост и стимулирует мицелий к инокуляции других доступных проростков в условиях отмирания промежуточной культуры-хозяина. В таблице приведены данные испытаний при трех сроках высева основной культуры после промежуточной: через 7, 11, 15 дней. Через эти промежутки времени была посеяна основная культура тритикале. Время отбора образцов было увеличено на 5 дней для того, чтобы основная культура проросла и инокулировалась. Были отобраны проростки основной культуры, препарированы и изучены под микроскопом на предмет наличия арбускулярных микоризных грибов в тканях проростков.

Таблица 1

Норма высева семян промежуточной культуры Максимальное расстояние между растениями промежуточной культуры Срок высева основной культуры после промежуточной Длина корня ростка промежуточной культуры, см Процент инокуляции ростков основной культуры микоризными грибами 10% 45 см Через 7 дней 6 60% Через 11 дней 9 72% Через 15 дней 12 77% 20% 23 см Через 7 дней 4 71% Через 11 дней 8 84% Через 15 дней 11 91% 30% 15 см Через 7 дней 4 83% Через 11 дней 7 94% Через 15 дней 10 99%

2. Смешать инокулянт в количестве 250 г при концентрации 50000 пропагул/г или мл с семенами промежуточной культуры.

Посеять промежуточную культуру, инокулированную микоризными грибами, в почву в количестве 50000 семян на гектар с учетом расстояния междурядья.

Через 1-3 недели, после прорастания промежуточной культуры и развития ее корневой системы, проводят обработку промежуточной культуры гербицидом и производят посев основной культуры.

3. Смешать инокулянт в количестве 500 г при концентрации 50000 пропагул/г или мл с семенами промежуточной культуры.

Посеять промежуточную культуру, инокулированную микоризными грибами, в почву в количестве 60000 семян на гектар с учетом расстояния междурядья.

Через 1-3 недели, после прорастания промежуточной культуры и развития ее корневой системы, проводят обработку промежуточной культуры гербицидом и производят посев основной культуры.

В качестве промежуточной культуры можно использовать тритикале, ячмень, любую озимую культуру перед посевом яровых или яровую перед посевом озимых.

Таким образом, культура, не прошедшая яровизацию, не помешает развиваться основной культуре, и яровая культура может идти перед озимой.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ состоит из следующих этапов: на семена промежуточной культуры наносят инокулянт, содержащий микоризные грибы, в количестве из расчета от 50 г до 500 г на гектар при концентрации 50000 пропагул/г или мл, причем инокулирование производится в защищенном от прямых солнечных лучей месте; семена промежуточной культуры, инокулированные микоризными грибами, высевают в почву в количестве 10-30% от нормы высева культуры семян на гектар с учётом междурядья не более 15 см. При этом в случае использования конкурентной промежуточной культуры производят обработку гербицидами сплошного действия промежуточной культуры перед или после посева основной культуры, а в случае использования неконкурентной промежуточной культуры обработку гербицидами сплошного действия промежуточной культуры не производят. После посева основной культуры обработку гербицидами сплошного действия промежуточной культуры производят через 15-30 дней. Способ обеспечивает уменьшение дозы внесения микоризного инокулянта за счет прорастания промежуточной культуры, инокулированной микоризными грибами, что обеспечивает переход микоризного гриба от растения промежуточной культуры к растению основной культуры при смыкании корней этих растений между собой и/или друг с другом. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

1. Способ внесения микоризных грибов в почву с использованием промежуточной культуры, состоящий из следующих этапов:

- на семена промежуточной культуры наносят инокулянт, содержащий микоризные грибы, в количестве из расчета от 50 г до 500 г на гектар при концентрации 50000 пропагул/г или мл, причем инокулирование производится в защищенном от прямых солнечных лучей месте;

- семена промежуточной культуры, инокулированные микоризными грибами, высевают в почву в количестве 10-30% от нормы высева культуры семян на гектар с учётом междурядья не более 15 см;

при этом в случае использования конкурентной промежуточной культуры производят обработку гербицидами сплошного действия промежуточной культуры перед или после посева основной культуры, а в случае использования неконкурентной промежуточной культуры обработку гербицидами сплошного действия промежуточной культуры не производят.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после посева основной культуры обработку гербицидами сплошного действия промежуточной культуры производят через 15-30 дней.