Способ некорневой подкормки озимой пшеницы

Способ некорневой подкормки озимой пшеницы

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к повышению урожайности зерна озимой пшеницы.

Корневые и некорневые подкормки являются важным фактором роста и развития растений, а также повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Некорневая подкормка обосновывается тем, что однократным внесением удобрений в почву осенью или весной нельзя обеспечить растение всеми необходимыми ему питательными веществами [1].

Вместе с тем недостаточное количество микроэлементов в питательной среде, как следует из литературных данных [3], нарушает обмен веществ и ход физиолого-биохимических процессов, что сказывается на урожае. Микроэлементы являются обязательной составной частью многих ферментов, входящих в состав белков, сахаров, крахмала, и участвуют в синтезе витаминов. К необходимым и незаменимым микроэлементам относятся: молибден, марганец, бор, цинк, медь, кобальт, их недостаток приводит к снижению урожайности и ухудшению качества продукции [5].

Известен способ обработки злаковых культур хлоридом кальция, путем ускорения налива зерна, для повышения урожайности [7].

Недостаток метода - использование одного питательного элемента, тогда как растения нуждаются в их комплексе.

Известно средство для некорневой подкормки зерновых культур [8], предусматривающее применение природного бишофита. Основу этого природного минерала составляет MgCl₂·6Н₂О в количестве 87-99%. В состав примесей входят KCl·MgCl₂·6H₂О 0,1-6,5; CaSO₄ 0,1-0,7; MnSO₄·4H₂O 0,1-2,5; MnBr₂ 0,45-0,95; NaCl 0,1-0,4, а также жизненно необходимые для растений микроэлементы: В 0,002-0,8; Са 0,003-0,005; Bi 0,0005-0,001; Mn 0,0005-0,001; Fe 0,003-0,03; Al 0,001-0,02; Ti 0,005-0,001; Cu 0,0001-0,003; Si 0,02-0,2; Ba 0,0001-0,0006; Sr 0,0001-0,03; Pb 0,0001-0,001; Cs 0,0001-0,001; Li 0,0001-0.0003. Природный раствор бишофита имеет общую минерализацию 420-430 г/л, используется раствор бишофита 4-6%.

Следует отметить, что 4-6% раствор бишофита готовился на водопроводной воде. Прибавка урожая составила 3 ц/га. Это средство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению.

Недостаток этого средства в том, что оно не учитывает потребности в микроэлементах пшеницы, как индивидуальной культуры, так как бишофит - природный раствор с определенным качественным и количественным составом элементов.

Логично считать, что питательная среда для некорневой подкормки пшеницы должна включать все элементы, находящиеся в составе ее зерна. Поэтому нами предлагается следующий состав микроудобрений для некорневой подкормки пшеницы с учетом содержания химических элементов в зерне. При этом степень усвоения микроэлементов растениями в значительной мере может зависеть от свойств растворяющей их воды. Известно, что улучшенной растворяющей способностью обладает электрохимически активированная вода - католит [9]. Эта щелочная вода, проявляющая восстановительные свойства, является донором электронов, а также играет роль антиоксиданта.

Известен способ возделывания озимой пшеницы, включающий замачивание семян в электроактивированной воде на протяжении 10 часов и заделку семян в почву [9]. Этот способ позволяют повысить полевую всхожесть семян и увеличить урожайность озимой пшеницы на 20%.

Однако данный способ применяется для предпосевной обработки семян и в литературе отсутствуют данные об использовании электроактивированной воды в некорневой подкормке растений.

Техническим решением задачи является повышение урожайности озимой пшеницы, за счет оптимизации состава раствора удобрений для некорневой подкормки.

Поставленная задача достигается тем, что в заявленном способе некорневой подкормки озимой пшеницы, включающем обработку вегетирующих растений раствором минеральных удобрений, состоящим из химических веществ, содержащих питательные элементы: бор, железо, калий, марганец, медь, молибден, цинк, никель, йод, кобальт, серу, алюминий, олово, стронций, согласно изобретению, массу каждого химического вещества, из которых готовят раствор минеральных удобрений, определяют в соответствии со стандартной массой отдельных питательных элементов в 100 г озимой пшеницы по формуле:

,

где m(В) - масса химического вещества (В), входящая в состав удобрения и включающая один из питательных элементов (Э);

M_r(В) - относительная молекулярная масса химического вещества (В), которая определяется по данным таблицы Д.И.Менделеева, исходя из химической формулы вещества;

m'(Э) - масса отдельных питательных элементов (Э) в 100 г зерна (справочные данные), выраженная в граммах;

А_r(Э) - относительная атомная масса питательного элемента (Э), содержащегося в химическом веществе (В),

и затем готовят раствор удобрений, содержащий все рассчитанные химические вещества, а в качестве растворителя химических веществ используют смесь электроактивированной воды (католита) с водопроводной водой в соотношении 1:5 (рН 8-9), и полученным раствором минеральных удобрений, с концентрацией 0,0686÷0,1% обрабатывают посевы озимой пшеницы при расходе рабочей жидкости 100-300 л на 1 га посевов.

Новизна заявленного предложения обусловлена тем, что для формирования растительных клеток и любого растения, питательная среда обеспечивается всеми элементами, которые необходимы для построения этих клеток в тех пропорциях, которые соблюдаются в химическом составе самого растения. Поэтому в водный раствор удобрений вносится такая масса питательных веществ, которая содержит необходимое количество микроэлементов в соответствие с содержанием его в зерне пшеницы. При этом каждое вещество ответственно за внесение одного питательного элемента в определенном количестве.

А также новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что разработанный состав удобрений, включающий микроэлементы, отличается специально подобранными концентрациями для озимой пшеницы с учетом химического элементного состава зерна и приготовлен на смеси электроактивированной воды (католите) с водопроводной водой в соотношении 1:5 (рН 8-9).

Пример конкретного осуществления способа некорневой подкормки озимой пшеницы.

Приготовление электрохимически активированной воды.

Электрохимическую активацию воды проводили в диафрагменном электролизере-активаторе. Электрической частью аппарата являются электроды с диодами, которые подключаются к сети. Основу аппарата составляет двухкамерная цилиндрическая емкость. Один из электродов укрепляется во внутренней камере, боковые стенки которой изготовлены из материала, исполняющего роль полупроницаемой мембраны, разделяющей анодную (внутреннюю в данном случае) и катодную (внешнюю) области аппарата. Внутренняя и внешняя камеры заполняются водопроводной водой, подвергающейся активации. При пропускании тока мембрана не дает смешиваться продуктам электролиза. Во внутренней емкости вода получается кислая (анолит), во внешней - щелочная (католит). Электроактивированную воду получали с разными значениями рН (кислую во внутреннем стакане и щелочную во внешнем), в зависимости от длительности включения аппарата. Католит имел рН 11, а анолит - рН 2,4.

Приготовление раствора минеральных удобрений.

Некорневую подкормку вегетирующих растений озимой пшеницы проводят раствором минеральных удобрений, состоящих из химических веществ, содержащих в своем составе питательные элементы: бор, марганец, медь, молибден, железо, калий, цинк, никель, йод, кобальт, серу, алюминий, олово, стронций. При этом массу каждого химического вещества, из которых готовят раствор минеральных удобрений, определяют в соответствии со стандартной массой отдельных питательных элементов в 100 г озимой пшеницы (данные литературного источника[2]) по формуле:

,

где m(В) - масса химического вещества (В), входящая в состав удобрения и включающая один из питательных элементов (Э);

M_r(В) - относительная молекулярная масса химического вещества (В), которая определяется по данным таблицы Д.И.Менделеева, исходя из химической формулы вещества;

m'(Э) - масса отдельных питательных элементов (Э) в 100 г зерна, взятая из таблицы литературного источника [2], выраженная в граммах;

A_r(Э) - относительная атомная масса питательного элемента (Э), содержащегося в химическом веществе (В).

Расчет на примере железного купороса FeSO₄·7Н₂О, необходимого для приготовления раствора удобрения для внесения в него питательного элемента Fe.

Исходные данные для расчета:

Относительная молекулярная масса железного купороса M_r(FeSO₄·7H₂O)=282.

Относительная атомная масса элемента железа A_r(Fe)=56.

Масса элемента железа, содержащаяся в 100 г озимой пшеницы m'(Fe)=5,14·10^-3 г, по литературным данным [2] (5410 мкг = 5,14·10^-3 г).

Так как элемент железо Fe находится в 100 г зерна, то можно считать, что процентное содержание железа в зерне 5,14·10^-3 мас.%.

Исходные данные подставляем в вышеприведенную формулу:

Итак, полученная масса железного купороса составляет 25,88·10^-3 г и содержит элемент железо в массовых процентах, соответствующих химическому элементному составу зерна пшеницы.

Эту массу железного купороса 25,88·10^-3 г растворяют в воде, доводя объем раствора до 100 мл.

Подобным образом по приведенной формуле производится расчет других химических веществ с необходимыми (другими) питательными элементами (Н₃ВО₃, MnSO₄·5H₂O, CuSO₄·5H₂O, (NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O, ZnSO₄·7H₂O, NiSO₄·7H₂O, KI, Co(NO₃)₂·6H₂O, Al₂(SO₄)₃, SnCl₂·2H₂O, Sr(NO₃)₂). Затем готовят раствор минеральных удобрений, где все рассчитанные химические вещества растворяют в смеси электроактивированной воды (католите) с водопроводной водой в соотношении 1:5 (рН 8-9) и доводят объем раствора до 100 мл этой же смесью. Общая концентрация растворенных веществ в растворе удобрений равна 0,0686%.

Ниже приведена таблица 1, в которой приводятся рассчитанные и литературные данные, использованные при приготовлении раствора удобрений с заявляемыми микроэлементами в необходимых соотношениях.

Таблица 1
Содержание химических веществ и питательных микроэлементов в их составе в растворе удобрений в сравнении с содержанием микроэлементов в зерне озимой пшеницы
Формулы химических веществ с необходимыми микроэлементами	Содержание химических веществ в растворе, мас.%, m(В)	Содержание микроэлементов в растворе, мас.%	Содержание микроэлементов в 100 г озимой пшеницы
мкг, m'	мас.%
FeSO4·7H2O	2,6·10-2	Fe	5,1·10-3	Fe	5140	5,14·10-3
Н3ВО3	1,1·10-3	В	1,8·10-4	В	180	1,8·10-4
MnSO4·5H2O	1,8·10-2	Mn	3,7·10-3	Mn	3740	3,74·10-3
CuSO4·5H2O	1,6·10-3	Cu	4,1·10-4	Cu	410	4,1·10-4
(NH4)6Mo7O24·4Н2O	2,8·10-4	Мо	2,2·10-5	Мо	21,5	2,15·10-5
ZnSO4·7H2O	7,4·10-3	Zn	2,6·10-3	Zn	2610,0	2,61·10-3
NiSO4·7H2O	1,6·10-3	Ni	3,3·10-5	Ni	33,3	3,33·10-5
KI	6,8·10-5	I	5,2·10-6	I	5,2	5,2·10-6
Со(NO3)2·6Н2O	2,2·10-5	Со	4,4·10-6	Со	4,4	4,4·10-6
Al2(SO4)3	1,2·10-2	Al	1,5·10-3	Al	1450	1,45·10-3
SnCl2·2H2O	6,3·10-5	Sn	3,3·10-5	Sn	33,4	3,34·10-5
Sr(NO3)2	5,5·10-4	Sr	2,3·10-4	Sr	232	2,32·10-4

Как видно из таблицы 1, содержание микроэлементов в растворе удобрения точно соответствует содержанию этих элементов в зерне озимой пшеницы.

Для испытания в полевых условиях готовили раствор удобрений объемом 100 л. При этом упрощалась и техника взвешивания весьма малых количеств питательных веществ, так, вместо 2,6·10^-2 г железного купороса, рассчитанного на 100 г раствора, взвешивали 26 г на 100 кг (≈100 л) раствора. Для удобства в работе готовили концентрат удобрения в 1 л дистиллированной воды с общей концентрацией 68,6 г/л (6,86 мас.%).

При приготовлении 100 л питательного рабочего раствора для обработки растений берется 1 л раствора микроэлементов с концентрацией 68,6 г/л и приливается 17 л электроактивированной воды (католита) и 82 л водопроводной воды. При этом концентрация питательного рабочего раствора удобрений составляет 0,686 г/л или 0,0686 мас.%.

Для выявления влияния разработанных нами некорневых подкормок на продуктивность озимой пшеницы сорта «Дельта» были проведены полевые опыты на опытном поле учебного хозяйства «Кубань». Повторность опыта трехкратная. Применялась агротехника выращивания озимой пшеницы, рекомендованная для условий центральной зоны Краснодарского края.

В ходе проведения опыта посевы озимой пшеницы обрабатывались раствором микроэлементов в фазу кущения (весной), контролем служили делянки, обработанные водой.

Схема опыта:

1. Контроль.

2. Раствор удобрений с общей концентрацией по растворенным химическим веществам 0,686 г/л. В состав водной питательной среды входили следующие элементы: железо, бор, калий, марганец, медь, молибден, цинк, никель, йод, кобальт, сера, алюминий, олово, стронций в специально подобранных концентрациях с учетом особенностей химического состава данной культуры.

3. Раствор удобрений (идентичный варианту 2) с общей концентрацией по растворенным химическим веществам 0,686 г/л, приготовленный на смеси электроактивированной воды (католите) с водопроводной водой в соотношении 1:5 (рН 8-9).

Расход водного раствора удобрений 300 л/га.

Некорневые подкормки оказали положительное влияние на увеличение элементов структуры урожая и урожайность озимой пшеницы (таблица 2).

Таблица 2
Основные элементы структуры урожая и урожайность озимой пшеницы сорта «Дельта» в зависимости от состава применяемых некорневых подкормок
Вариант	Кол-во продуктивных	Длина колоса, см	Количество зерен в колосе, шт	Масса 1000 зерен, г	Масса зерна с колоса, г	Урожайность зерна, ц/га
стеблей шт/м2	колосков, шт
1	501	20,3	7,7	29,7	39,3	1,17	53,4
2	511	25,5	7,8	31,9	40,9	1,34	63,4
3	530	23	8,1	35,2	42,0	1,48	73,8

При применении некорневых подкормок по сравнению с контролем сохранялось большее количество продуктивных стеблей (увеличение составило 5,8%), формировалось большее количество колосков и зерен в колосе, повышалась масса 1000 зерен (на 6%), масса зерна с колоса на 26%. Все эти изменения в значительной степени сказались на урожайности озимой пшеницы.

Применение разработанных некорневых подкормок, где в качестве растворителя питательных веществ использовалась смесь электроактивированной воды (католита) с водопроводной водой в соотношении 1:5, позволило получить прибавку урожайности зерна озимой пшеницы на 20,4 ц/га (38%), при урожайности на контроле 53,4 ц/га.

Источники информации

1. Лебедева Л.А., Едемская Н.Л. Научные принципы системы удобрения с основами экологической агрохимии. - М.: Изд.-во Моск. ун.-та, 2005 - С.43,222.

2. Химический состав пищевых продуктов. Под редакцией Нестерина М.Ф., Скурихина И.М. - М.: Пищевая промышленность, 1979 - С.40.

3. Якушкина Н.И., Бахтенко Е.Ю. Физиология растений: учеб. для студентов ВУЗов, обучающихся по специальности 032400 «Биология» - М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2005-463 с. С.202-203.

4. Гродзинский A.M., Гродзинский Д.М. Краткий справочник по физиологии растений. - Киев: Наукова думка. 1973 - с.600. С.495.

5. Агрохимия. / Под ред. Б.А.Ягодина. - М.: ВО Агропромиздат, 1989 - С.194-201.

6. Муравин Э.А. Агрохимия: учебник. - Москва: Колос, 2004 - с.384. С.43.

7. Авторское свидетельство №946484, А01N 59/06. Способ обработки злаковых культур. / Ахметов P.P., Ш.Я.Гилязетдинов, И.А.Яхин, Н.Г.Рамазанов, В.А.Вахитов, Р.Ф.Нусратуллин, заяв. 26.12.80; опуб. 30.07.82, бюллетень №28.

8. Пат. 2120754 РФ, A01N 59/06, C05D 5/00. Средство для внекорневой подкормки зерновых культур./ Т.А.Королева, М.Н.Белицкая, В.Н.Максюта, В.В.Мелихов, В.А.Ермаков, - №97107368/13; заяв. 06.05.97; опуб. 27.10.98; Бюл. №30.

9. Пат. 2246813 РФ, А01С 1/00. Способ возделывания озимой пшеницы. / В.И.Пындак, А.В.Юшкин. - № заяв. 2003105707/12; опуб. 27.02.2005; Бюл. №6.

Способ некорневой подкормки озимой пшеницы, включающий обработку вегетирующих растений раствором минеральных удобрений, состоящим из химических веществ, содержащих питательные элементы: бор, железо, калий, марганец, медь, молибден, цинк, никель, йод, кобальт, серу, алюминий, олово, стронций, отличающийся тем, что массу каждого химического вещества, из которых готовят раствор минеральных удобрений, определяют в соответствии со стандартной массой отдельных питательных элементов в 100 г озимой пшеницы по формуле

,

где m(B) - масса химического вещества (В), входящая в состав удобрения и включающая один из питательных элементов (Э);

M_r(B) - относительная молекулярная масса химического вещества (В), которая определяется по данным таблицы Д.И.Менделеева, исходя из химической формулы вещества;

m'(Э) - масса отдельных питательных элементов (Э) в 100 г зерна, выраженная в граммах;

А_r(Э) - относительная атомная масса питательного элемента (Э), содержащегося в химическом веществе (В),

и затем готовят раствор удобрений, содержащий все рассчитанные химические вещества, а в качестве растворителя химических веществ используют смесь электроактивированной воды - католита с водопроводной водой в соотношении 1:5 с рН 8-9 и полученным раствором минеральных удобрений с концентрацией 0,0686÷0,1% обрабатывают посевы озимой пшеницы при расходе рабочей жидкости 100-300 л на 1 га посевов.