Способ применения комплексных органических удобрений на основе диатомита и цеолита в технологии возделывания сафлора красильного Российский патент 2025 года по МПК A01G22/00 C05G3/80 C05G5/12 

Изобретение относится к способам применения комплексных органических удобрений на основе диатомита и цеолита, и может быть использовано в земледелии и растениеводстве для повышения урожайности сафлора красильного, улучшения фитосанитарного состояния его посевов и для расширенного воспроизводства плодородия почвы.

В настоящее время АПК России ориентирован на развитие технологий биологизированного и органического земледелия. Одним из направлений данного вектора развития является применение комплексных органических удобрений и биопрепаратов, получаемых на основе переработки органических отходов и сырья и природных минералов, что способствует декарбонизации сельского хозяйства и экономики в целом.

Многокомпонентные (комплексные) многофункциональные органические удобрения снижают экологическую нагрузку на агроэкосистемы; по агрономической, энергетической и экономической эффективности не уступают синтетическим химическим минеральным удобрениям, обеспечивая поступление в почву макро - и микроэлементов, полезных микроорганизмов, гуминовых и других биохимических активных веществ; и в целом способствуют утилизации углерода.

В России известны месторождения кремнесодержащих природных минералов, в том числе диатомита и цеолита, на сотни миллионов тонн. Природные минералы диатомит и цеолит по своим физико-химическим и технологическим свойствам позволяют производить комплексные многофункциональные органо-минеральные и органические удобрения, которые по себестоимости значительно дешевле синтетических минеральных удобрений, не уступают им по агрономической эффективности, и при этом могут быть элементом биологизированных и органических агротехнологий в системах возделывания зерновых, крупяных и масличных культур.

Сафлор - однолетнее травянистое растение семейства Астровые (Asteraceae). В культуре известен один вид - сафлор красильный (Carthamus tinctorius L.), используется как масличная, красильная и кормовая культура. Засухо - и жароустойчивый, солевыносливый, содержание в семенах масла до 27 - 38%, белка - до 12 - 18%; корень - стержневой, до 1,5 - 2 м, что делает сафлор устойчивым к экстремальным засухам, когда посевы зерновых и зернобобовых культур гибнут, а посевы подсолнечника сильно угнетаются.

Сафлор - культура ранневесеннего посева, выдерживает заморозки до 5-7°С; лучше растет при температуре +25…+30°С, уверенно переносит длительное повышение температуры до +40°С; устойчив к ветру, граду; семена созревают раньше подсолнечника на 2 - 4 недели, не осыпаются, не повреждаются птицами (растение имеет защитные шипы).

Сафлор мало поражается болезнями и вредителями.

Масло сафлора используется в пищевых и технических целях, в медицине и косметологии, по своему составу является более ценным, чем подсолнечное. Пищевое масло сафлора до 80% содержит полиненасыщенные жирные кислоты (в том числе, линолевую кислоту, которая не синтезируется в организме человека), а также витамин Е в высокой концентрации.

Учитывая глобальные климатические изменения (вегетационный период становится более засушливым и жарким, а погодные катаклизмы и перепады - более резкими и частыми), устойчивость сафлора к болезням и вредителям (возможность сокращения применения пестицидов), и более ценный состав пищевого масла (чем у подсолнечника), сафлор получает приоритетное значение для растениеводства России как дополнительная, или даже альтернативная, подсолнечнику масличная культура, особенно в условиях развития биологизированного и органического земледелия [1, 2].

Сафлор является неприхотливой культурой, не требовательной к почвам (кроме кислых и заболоченных), отзывчив на внесение удобрений.

Известен способ возделывания сафлора в сухом земледелии аридных регионов, включающий основную обработку почвы, мульчирование верхнего слоя пожнивными и растительными остатками предшественника, предпосевную обработку почвы, посев семян растений на глубину 0,02-0,05 м с шириной междурядий до 0,3 м, уход за растениями в течение вегетационного периода, включающий защиту от сорняков, болезней и вредителей, и уборку растений при полном созревании, причем на первый год возделывания сафлора основную глубокую обработку почвы на глубину 0,32-0,35 м и мульчирование верхнего слоя пожнивными и растительными остатками предшественника на глубину 0,15-0,20 м выполняют за один проход посредством энергоэффективного чизельно-отвального орудия, после чего на поверхность обработанного поля в виде мульчирующего слоя вносят удобрение-мелиорант на основе переработанного и высушенного до сыпучего состояния илового осадка сточных вод в дозе 5-20 т/га, а на второй год возделывания сафлора в качестве основной обработки почвы выполняют двукратное дискование вдоль и поперек поля без заделки удобрения-мелиоранта, при этом посев семян растений производят весной при достижении в слое почвы до 0,10 м температур 6-8°С [3].

Значительные недостатки данного способа: 1. иловые осадки сточных вод - достаточно специфический вид удобрения, который требует тщательной подготовки в силу своей экологической опасности (тяжелые металлы, химические загрязнители, микробиологические патогенны), поэтому иловые осадки сточных вод практически не применяются на территории России в виде удобрений; 2. дозы внесения иловых осадков в объеме 5 - 20 т/га являются значительными, что повлечет существенные транспортно - логистические и трудовые затраты, что гарантированно сделает применение данного вида удобрений экономически неэффективным.

Известен способ возделывания сафлора, включающий глубокую основную обработку почвы, предпосевную поверхностную обработку, сев, ранневесеннее довсходовое боронование, послевсходовые междурядные обработки и уборку зерновой части на семена, отличающийся тем, что в позднеосенний период формируют двускатные гребни с удалением вершин гребней друг от друга на расстояние 0,70±0,02 м, в ранневесенний период проводят правку гребней, при температуре почвы в гребнях больше +5°С проводят высев семянок на уплотненные вершины гребней на глубину 0,04-0,06 м, при появлении 2-4 настоящих листьев вдоль рядков растений на уплотненные вершины гребней машинным способом раскладывают гибкие поливные трубопроводы системы капельного орошения, при капельном орошении элементы питания азот, фосфор, калий вносят вместе с поливной водой в период вегетации дробно из расчетного количества удобрений на планируемую урожайность семянок сафлора 1,75; 2,00; 2,25 т/га в фазу «ветвление» - азота 30-40%, фосфора 20-25% и калия 5-10%, в фазу «образование корзинок» - азота 25-45%, фосфора 15-20%, калия 15-25%, в фазу «цветение» - азота 20-25%, фосфора 25-35%, калия 30-40%, в фазу «созревание семянок» - азота 5-10%, фосфора 20-40%, калия 25-50%, при этом расчетные дозы минеральных удобрений вносят в виде растворов ортофосфорной кислоты, карбамида и хлорида калия [4].

Значительные недостатки данного способа: 1. слишком сложная технология возделывания, требующая наличия специальной техники и оборудования. Учитывая, что сафлор - это полевая культура, которая возделывается на значительных площадях (средний размер поля в России - 100 - 150 га), применение гребнеобразования при обработке почвы и раскладывание гибких поливных трубопроводов капельного орошения приведет к экономической неэффективности данного способа возделывания сафлора в силу значительных трудовых и материальных затрат; 2. применяются существенные дозы минеральных удобрений, среди которых ортофосфорная кислота и хлорид калия, которые являются экологически небезопасными и вызывают загрязнение и засоление почвы; 3. данный способ возделывания сафлора неприемлем для органического земледелия.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Заявленное изобретение направлено на решение следующей задачи - повышение урожайности сафлора красильного за счет применения комплексных органических удобрений на основе природных минералов диатомита и цеолита в технологии возделывания данной культуры.

Заявленная задача изобретения достигается за счет внесения 250 кг/га комплексных органических удобрений на основе диатомита и цеолита, на черноземных почвах, в виде сыпучих гранул длиной 0,5-1,0 см и диаметром 0,3-0,5 см, при посеве с нормой высева 0,3 - 0,4 млн. шт. всхожих семян на га с глубиной заделки семян 5 - 6 см, в рядок на семенное ложе непосредственно в ризосферную зону проростков культуры.

Достигается это тем, что в способе применения органических удобрений в технологии возделывания сафлора удобрения, содержащие органическое вещество, макро - и микроэлементы, гуминовые вещества, стимуляторы роста, биофунгициды и биоинсектициды, вносятся при посеве в рядок на семенное ложе непосредственно в ризосферную зону проростков. За счет адресного внесения дозы удобрений снижаются в 2 - 5 и более раз в физическом весе по сравнению с синтетическими химическими минеральными удобрениями и другими видами органических удобрений, вносимыми по поверхности почвы разбросным способом, при этом агрономическая, экономическая, энергетическая и экологическая эффективности технологии возделывания повышаются благодаря более низкой оптовой стоимости и себестоимости внесения комплексных органических удобрений, их экологической безопасности и многофункциональности (удобрение + стимулятор + фунгицид + инсектицид).

Комплексное удобрение на основе диатомита и цеолита [5] включает обожженную диатомитовую крошку с размером частиц 1,0-5,0 мм, цеолитовую крошку с размером частиц 1,0-5,0 мм, гранулированный куриный помет с размером гранул: длина 8,0-10,0 мм, ширина 5,0-7,0 мм, гранулированную древесную золу с диаметром гранул 1,0-3,0 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

обожженная диатомитовая крошка 30 цеолитовая крошка 30 гранулированный куриный помет 30 гранулированная древесная зола 10

Экспериментальная работа выполнена на опытном поле Самарского ГАУ (центральный район Самарской области, что соответствует лесостепи Заволжья). В данных почвенно-климатических условиях за год осадков выпадает в среднем 410 мм, за период вегетации апрель - сентябрь - 234 мм. Среднегодовая температура воздуха составляет 3,7°С. Почва промерзает на глубину 100-120 см. Атмосферные засухи и суховеи средней интенсивности наблюдаются ежегодно, интенсивные - 9 лет из 10, а очень интенсивные - 4 - 6 лет из 10. Общая сумма положительных температур свыше 10°С за период активной вегетации большинства полевых культур - 2500°С. ГТК по многолетним данным составляет 0,78, что характеризует условия влагообеспеченности как засушливые.

Почва опытного поля - чернозем типичный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый. Этот подтип черноземной почвы занимает свыше 20% всей территории Самарской области и преобладает в лесостепной зоне Заволжья. Почва опытного участка: гумус - 5,3%; рН сол. - 6,9; в пахотном слое - азот легкогидролизуемый - 80-120 мг/кг, фосфор подвижный - 135-145 и калий подвижный - 150-195 (ГОСТ 26204-91) мг/кг.

Исследования проводили в полевом стационарном однофакторном опыте, в шестипольном зернопаровом севообороте. В качестве предшественника сафлора использовалась озимая рожь, норма высева сафлора составляла 10 - 12 кг/га, глубина посева - 5 - 6 см.

Сорт сафлора - «Ершовский - 4» (оригинатор: ООО ОВП «Покровское», г. Энгельс, Саратовская обл.).

Вариантов на поле - 4; повторности - 3; количество делянок на поле - 12; площадь делянок первого порядка - 189 м², второго порядка - 63 м² (4,5 м * 14,0 м); учетная площадь делянок - 31,5 м²; размещение делянок - систематическое.

Фактор А - удобрения - вносили при посеве из сеялки в рядок на семенное ложе - под сафлор, зерновые колосовые и зернобобовые:

А1 - контроль;

А2 - 150 кг/га нитроаммофоски («16:16:16»); норма внесения определялась из расчета объема бункера, стоимости минерального удобрения и безопасности для проростков растений культур;

А3 - 250 кг/га комплексного органического удобрения «Диатомит + Зола древесная + Калий органический» (сокращенно «ДЗК») [6];

А4 - 250 кг/га комплексного органического удобрения «Цеолит + Диатомит + Куриный помет + Зола древесная» (сокращенно «ЦДКпЗ» [5].

Комплексные удобрения А3 и А4 - разработки и производства лаборатории «АгроЭкология» Самарского ГАУ.

Норма внесения удобрения на вариантах А3 и А4 определялась из расчета объема бункера, стоимости удобрения и необходимости оперативности посева, а также исходя из технических характеристик применяемой сеялки Amazone Primera DMC, которая имеет максимальную устанавливаемую рабочую норму высева примерно в 450 кг/га.

Распространение и развитие технологий органического земледелия во многом зависит от технологичности внесения, агрономической эффективности и экономической рентабельности применения органических удобрений и биопрепаратов. Поэтому, разработанные органические удобрения на основе диатомита и цеолита - многокомпонентные полифункциональные высококонцентрированные, максимально усвояемые, низкой дозы внесения 150 - 250 кг/га, из сеялки при посеве в рядок на семенное ложе в прикорневую зону.

Соответственно, органические удобрения - в виде сыпучих гранул длиной 0,5-1,0 и диаметром 0,3-0,5 см, и вносятся в рядок при посеве из бункера сеялки, чтобы максимально сократить нормы внесения и затраты на внесение, а также доставить полезные вещества и микроорганизмы непосредственно в ризосферную зону проростков и всходов культур.

Обработка почвы: под яровые зерновые колосовые и сафлор - основная - двукратное дискование - на 6-8 и через 10-14 дней на 10-12 см, весенняя - ранневесеннее боронование, культивация не ранее 1 - 2 дней перед посевом.

Посев зерновых колосовых, зернобобовых и сафлора проводился сеялкой Amazone Primera DMC с шириной захвата 4,5 м. После посева сразу проводилось прикатывание кольчато - шпоровыми катками ККШ - 6. Опрыскивание проводилось опрыскивателем Amazone UF 01 с шириной захвата 14 м; уборка - селекционным комбайном «TERRION - SR2010».

Основной метод исследований - полевой опыт, с сопутствующими наблюдениями, учётами и лабораторными анализами. Все исследования проводились согласно общепринятым методикам, экспериментальные данные подвергались математической обработке [7].

В таблице 1 представлены данные по урожайности сафлора.

Таблица 1 - Урожайность сафлора, т/га (2017 - 2022 гг.)

Система удобрений
(А) Годы исследований Среднее % к
контролю 2017 2018 2019 2020 2021 2022 А1 - контроль 1,05 0,82 0,94 1,13 1,01 1,16 1,02 100 А2 - нитроаммофоска 1,18 0,92 1,08 1,28 1,19 1,25 1,15 112,8 А3 - ДЗК 1,21 0,97 1,10 1,20 1,21 1,29 1,16 113,7 А4 - ЦДКпЗ 1,22 1,15 1,25 1,43 1,38 1,55 1,33 130,4 Среднее 1,17 114,7

Выявлено, что органические комплексные удобрения на основе природных кремнесодержащих минералов, в среднем, не уступают по своей агрономической эффективности синтетическому химическому минеральному удобрению нитроаммофоске. Наиболее эффективным по влиянию на урожайность оказался вариант с органическим удобрением «Цеолит + Диатомит + Куриный помет + Зола древесная» («ЦДКпЗ»).

Максимальное повышение урожайности обеспечило комплексное органическое удобрение на основе диатомита и цеолита «ЦДКпЗ»: на 30,4% по сравнению с контролем, и на 17,6% по сравнению с нитроаммофоской.

Таким образом, применение комплексных органических удобрений на основе диатомита и цеолита с функциями биостимулятора и биозащиты и с микроэлементами в составе по своей эффективности влияния на урожайность сафлора красильного превосходит вариант с внесением синтетического химического минерального удобрения нитроаммофоска.

Учитывая значительно более низкую себестоимость внесения и значительный экологический эффект, по сравнению с синтетическими химическими минеральными удобрениями, применение комплексных органических удобрений на основе диатомита и цеолита (с функциями биостимулятора и биозащиты и с микроэлементами) является перспективным агроприемом в технологиях возделывания сафлора красильного как масличной культуры на черноземных почвах, особенно в биологизированных и органических системах земледелия, восстанавливающих плодородие почвы и углеродный баланс агроэкосистем в целом.

Источники информации

1. Турина Е. Л. Значение сафлора красильного (Carthamus tinctorius L.) и обоснование актуальности исследований с ним в центральной степи Крыма (обзор) // Таврический вестник аграрной науки. - 2020. - № 1. - С. 100 – 121.

2. Олейникова Е. М., Кольцова О. М. и другие Особенности выращивания сафлора красильного (Carthamus tinctorius L.) в разных географических зонах (на примере Средней Азии и ЦЧР России) // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. - 2021. - № 1. - 52 – 60.

3. Патент № 2646056 РФ, МПК А01В 79/02. Способ возделывания сафлора в сухом земледелии аридных регионов / А.Е. Новиков, А.С. Межевова. - Опубл. 2018. Бюл. №7.

4. Патент №2360394 РФ, МПК A01B79/02 Способ возделывания сафлора. / Зволинский Вячеслав Петрович (RU), Богосорьянская Людмила Вячеславовна (RU), Салдаев Александр Макарович (RU), опубл. 10.07.2009 Бюл. № 19.

5. Патент №2805874 РФ, МПК C05D 9/00 Комплексное удобрение на основе диатомита и цеолита / Оленин О.А., Зудилин С.Н., опубл. 24.10.2023 Бюл. № 30.

6. Патент №2756819 РФ, МПК C05F 11/02 Органическая комплексная подкормка растений с функцией почвоулучшителя / Зудилин С.Н., Оленин О.А., опубл. 06.10.2021, Бюл. №28.

7. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. - М.: Агропромиздат,1985. - 351 с.

Изобретение относится к области земледелия, растениеводства и воспроизводства плодородия почвы. Способ включает внесение при возделывании сафлора красильного на черноземных почвах 250 кг/га комплексных органических удобрений на основе диатомита и цеолита в виде сыпучих гранул длиной 0,5-1,0 см и диаметром 0,3-0,5 см при посеве с нормой высева 0,3-0,4 млн шт. всхожих семян на га с глубиной заделки семян 5-6 см в рядок на семенное ложе непосредственно в ризосферную зону проростков. Способ обеспечивает повышение урожайности сафлора красильного за счет применения комплексных органических удобрений на основе природных минералов диатомита и цеолита в технологии возделывания данной культуры. 1 табл.

Способ применения комплексных органических удобрений на основе диатомита и цеолита на черноземных почвах в технологии возделывания сафлора красильного, включающий внесение 250 кг/га комплексных органических удобрений на основе диатомита и цеолита в виде сыпучих гранул длиной 0,5-1,0 см и диаметром 0,3-0,5 см при посеве с нормой высева 0,3-0,4 млн шт. всхожих семян на га с глубиной заделки семян 5-6 см в рядок на семенное ложе непосредственно в ризосферную зону проростков.