Способ создания устойчивого травяного покрова для газонов
Патент 2514444
Авторы
- Апашева Людмила Магомедовна (RU)
- Бондаренко Андрей Михайлович (RU)
- Комиссаров Геннадий Германович (RU)
- Лобанов Антон Валерьевич (RU)
- Сахаров Андрей Михайлович (умер)
- Сахаров Павел Андреевич (RU)
Правообладатели
- Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук (ИБХФ РАН) (RU)
- Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН) (RU)
Классы МПК
- A01G1/06 - Садоводство; разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, хмеля или морских водорослей; лесное хозяйство; орошение (сбор фруктов, овощей, хмеля и т.п. A01D 46/00; разведение растений из тканевых культур A01H 4/00; устройства для срезания верхней части растений или очистки от кожуры лука или цветочных луковиц A23N 15/08; размножение одноклеточных водорослей C12N 1/12; культуры растительных клеток C12N 5/00)
- A01N59 - Биоциды, репелленты или аттрактанты или регуляторы роста растений, содержащие элементы или неорганические соединения
- A01N65 - Биоциды, репелленты или аттрактанты или регуляторы роста растений, содержащие растительный материал, например грибы, корни деррис или экстракты из него (содержащие соединения определенного строения A01N 27/00-A01N 59/00)
- A01G7/06 - обработка деревьев или растений на корню, например для предупреждения разрушения древесины, для окрашивания цветов или древесины, для увеличения продолжительности жизни растений
- A01N33/02 - амины; четвертичные аммониевые соединения
Способ создания устойчивого травяного покрова для газонов
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к ландшафтному дизайну. Способ включает использование биологически активной добавки, в качестве которой используют композицию, представляющую собой смесь в равных объемных долях водных растворов: пероксида водорода в концентрации 1·10-3-3·10-3 М (3,4·10-2-10,2·10-2 г/л), мочевины в концентрации 1,5-2,5 г/л, окисленного кукурузного крахмала в концентрации 4,5-6,0 г/л. При этом семена перед посевом замачивают в композиции и однократно увлажняют ею верхний слой почвы глубиной 2-3 см на начальной стадии вегетации. Для замачивания семян перед посевом берут 1 л композиции на 30 г семян. При возникновении неблагоприятных условий внешней среды проводят дополнительную обработку указанной композицией надземной поверхности растений при норме расхода 400-500 л/га. Способ ускоряет рост подземной и надземной частей растений и обеспечивает травяному покрову высокую устойчивость к стрессовым ситуациям. 2 з.п. ф-лы, 4 табл., 3 пр.
Реферат
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам ускоренного формирования травяных покровов и повышения их устойчивости к стрессовым ситуациям (возвратные заморозки, дефицит влаги, большие нагрузки), и может быть использовано при создании и эксплуатации газонов и спортивных дерновых полей.
Несущая способность спортивных газонов зависит в значительной степени от формирования травяного покрова устойчивого типа, что в свою очередь определяется скоростью роста трав, прочностью и разветвленностью корневой системы растений и их чувствительностью к экстремальным факторам среды.
В известных способах создания травяного газонного покрытия и ухода за ним используются регуляторы роста растений (RU 2025926, US 4435202), удобрения (RU 2034818, RU 2100515), влагоудерживающие соединения (RU 2148904); большое значение придается приемам, позволяющим увеличить доступ кислорода и влаги к корням (RU 2376737, 2273120) или надземной части растений (US 6219965). Для упрочнения дерна широко используются искусственные структуры: гибкие полотна (RU 2201069) или многослойные пластинчатые структуры (US 6219965).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ создания травяного газонного покрытия и ухода за ним, описанный в патенте RU 2239985, A01G 7/06, Е01С 13/00, A01G 1/00, 20.11.2004 (прототип). Способ-прототип включает внесение в почву перед засевом семян пористых структурообразователей на основе природных алюмосиликатов и двух биодобавок. Первая биодобавка содержит непатогенные живые микроорганизмы Bejierickia fluminensis, Thielavia terrestris, ее вносят с первым поливом или адсорбированной на пористых структурообразователях. Вторую биодобавку, которая представляет собой дрожжевой автолизат, вносят при последующих поливах.
Способ-прототип позволяет достаточно эффективно увеличивать прирост зеленой массы и корней, но не обеспечивает повышения устойчивости травяного покрова к таким стрессовым ситуациям, как возвратные заморозки и дефицит влаги. Кроме того, данный способ отличается большой сложностью осуществления и сложностью получения используемых биодобавок.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка эффективного способа создания устойчивого травяного покрова для газонов, использующего широкодоступные компоненты в качестве биологически активной добавки, который будет отличаться простотой применения и обеспечит травяному покрову высокую устойчивость к стрессовым ситуациям (возвратные заморозки, дефицит влаги, большие нагрузки).
Решение поставленной задачи достигается предлагаемым способом создания устойчивого травяного покрова для газонов, включающим использование биологически активной добавки, в котором в качестве биологически активной добавки используют композицию, представляющую собой смесь в равных объемных долях водных растворов: пероксида водорода в концентрации 1·10-3-3·103 М (3,4·10-2-10,2·10-2 г/л), мочевины в концентрации 1,5-2,5 г/л, окисленного кукурузного крахмала в концентрации 4,5-6,0 г/л, при этом в указанной композиции замачивают семена перед посевом и однократно увлажняют ею верхний слой почвы глубиной 2-3 см на начальной стадии вегетации.
Для замачивания семян перед посевом берут 1 л указанной композиции на 30 г семян.
При возникновении неблагоприятных условий внешней среды можно проводить обработку указанной композицией надземной поверхности растений при норме расхода 400-500 л/га.
Композиция, используемая в предлагаемом способе в качестве биологически активной добавки, состоит из водных растворов трех экологически безопасных и доступных биологически активных веществ: пероксида водорода (ПВ), мочевины (М) и окисленного кукурузного крахмала (ОКК).
Известно, что ПВ является нетоксичным, экологически безопасным и уникальным по многим свойствам регулятором роста растений (Корзинников Ю.С. Экологически безопасные средства защиты растений. Вестник РАСХН. 1997, №2, с.44-47; Апашева Л.М., Комиссаров Г.Г. Влияние пероксида водорода на развитие растений. Изв. РАН, сер. биол. 1996, №5, с.621-623; Комиссаров Г.Г. Фотосинтез: физико-химический подход. М: Едиториал УРСС, 2003. 224 с.; RU 2142707; RU 2172099). ПВ стимулирует образование крахмала в процессе фотосинтеза высших растений (RU 2253235), позволяет защищать растения от засухи (RU 2423813), повышает их морозоустойчивость (RU 2264070).
М - одно из самых эффективных азотных удобрений, содержащих азот в легкоусвояемой форме.
ОКК обладает прекрасными клеящими свойствами и высокой адгезией к поверхности семян растений. Благодаря его гидрофильности ОКК способен поглощать влагу из окружающей среды. ОКК является прекрасным носителем, пролонгирующим действие адсорбированных на нем веществ. Известно использование ОКК или ОКК в сочетании с ПВ для повышения солеустойчивости растений (RU 2445759). ОКК получают окислением некондиционных зерен кукурузы в щелочном растворе в присутствии медного катализатора по способу, описанному в патенте RU 2017750, С08В 30/18, C09J 103/02, 15.08.1994.
Существенно, что ОКК хорошо растворим в воде, раствор имеет слабощелочную реакцию, что является оптимальным для корнеобитаемой среды выращивания газонных трав.
Известно, что ПВ в водном растворе постепенно разлагается. Нами были проведены исследования устойчивости ПВ в растворе №1 - в композиции, используемой в предлагаемом способе, состава: 500 мл раствора ПВ в концентрации 3·10-3 М+500 мл раствора М в концентрации 1,5 г/л+500 мл раствора ОКК в концентрации 4,5 г/л (концентрация ПВ в растворе №1 - 1·10-3 М). Для контроля готовили водный раствор ПВ с концентрацией 1·103 М (раствор №2) и смеси в равных объемах раствора ПВ в концентрации 2·10-3 М с раствором М в концентрации 1,0 г/л (раствор №3) и с раствором ОКК в концентрации 3,0 г/л (раствор №4). Каждые 5 суток в течение 25 суток измеряли концентрацию ПВ методом перманганатометрии в кислотной среде. Результаты эксперимента представлены в таблице 1. Как видно из полученных результатов, в используемой в предлагаемом способе композиции ПВ более устойчив, чем в других водных растворах.
| Таблица 1 | |||||
| Исследование устойчивости ПВ в различных водных растворах, приведена концентрация ПВ·104 моль/л | |||||
| № и состав раствора | Продолжительность опыта | ||||
| 5 сут | 10 сут | 15 сут | 20 сут | 25 сут | |
| №1 ПВ+М+ОКК | 8.5 | 8.2 | 8.2 | 8.1 | 7.9 |
| №2 ПВ | 7.6 | 5.6 | 5.1 | 4.5 | 4.1 |
| №3 ПВ+М | 8.1 | 7.5 | 6.6 | 6.4 | 6.2 |
| №4 ПВ+ОКК | 7.9 | 5.7 | 5.2 | 4.5 | 4.1 |
Предлагаемый способ был испытан в лабораторных условиях. В качестве основного тест-объекта выбран мятлик луговой, известная газонообразующая трава, которая широко применяется для формирования травяных покровов как для парковых территорий, так и газонных покрытий на стадионах (Абрамашвили Г.Г. Спортивные газоны. М.: Советский спорт, 2006. 172 с.).
Пример 1.
Сухие семена мятлика обрабатывали при соотношении на 30 г семян 1 л раствора: в контроле - №1 водой; №2 водным раствором М в концентрации 0.5 г/л; №3 водным раствором ОКК в концентрации 2,0 г/л; №4 водным раствором ПВ в концентрации 1·10-2 моль/л; №5 водным раствором ПВ в концентрации 1·103 моль/л; №6 в композиции следующего состава: 500 мл раствора ПВ в концентрации 3-10-2 моль/л+500 мл раствора М в концентрации 1,5 г/л+500 мл раствора ОКК в концентрации 6,0 г/л (концентрация ПВ в растворе №6 - 1·10-2 моль/л).
В опыте - №7 в композиции следующего состава: 500 мл раствора ПВ в концентрации 1·10-3 моль/л+500 мл раствора М в концентрации 1,5 г/л+500 мл раствора ОКК в концентрации 6 г/л; №8 в композиции следующего состава: 500 мл раствора ПВ в концентрации 3·10-3 моль/л+500 мл раствора М в концентрации 2,5 г/л+500 мл раствора ОКК в концентрации 4,5 г/л.
Через 24 часа набухшие семена мятлика переносили на среду, однократно увлажненную испытываемыми растворами и затем регулярно увлажняемую водой, и подращивали в культуральном шкафу с регулируемым ритмом освещения. Чередование темнота-свет - 12 час. Температуру поддерживали в интервале +19-21°С. На 30-е сутки роста растения вынимали из почвы, считали число растений, измеряли максимальную высоту надземной части, промывали водопроводной водой, высушивали и определяли средний воздушно-сухой вес корневой и надземной частей растения мятлика.
Обработка семян и выращивание растений при использовании водного раствора ПВ в концентрации 1·10-2 моль/л (контроль №4) и контрольной композиции №6, содержащей ПВ также в концентрации 1·10-2 моль/л, приводила к резкому торможению развития растений - к 30-м суткам эксперимента доля жизнеспособных растений не превышала 2%, поэтому измерение высоты и взвешивание выживших растений не проводили. Значительное опережение в развитии и росте растений по сравнению с другими вариантами контроля наблюдали в случае использования композиции ПВ+М+ОКК, содержащей указанные компоненты в заявленном интервале - опыты №7 и №8, при этом корневая система была более разветвленной и крепкой. Результаты измерения веса представлены в таблице 2, результаты измерения высоты травяного покрова представлены в таблице 4. Как видно из полученных результатов, заявляемый способ, благодаря ростстимулирующим свойствам используемой композиции приводит к ускоренному формированию травяного покрова и более разветвленной корневой системы: по сравнению с использованием воды максимальная высота растений мятлика увеличилась вдвое, увеличение зеленой массы составило 61%, увеличение массы корней - 74%.
| Таблица 2 | ||||
| Средний воздушно-сухой вес (мг) растения мятлика на 30-е сутки роста при температуре +19-21°С по примеру 1 | ||||
| № раствора | Состав раствора | Суммарный вес | Вес корней | Вес надземной части |
| 1 | Вода | 210 | 90 | 120 |
| 2 | М | 250 | 100 | 150 |
| 3 | ОКК | 240 | 120 | 120 |
| 4 | ПВ(10-2 моль/л) | - | - | - |
| 5 | ПВ (10-3 моль/л) | 290 | 120 | 170 |
| 6 | ПВ+М+ОКК [ПВ] в растворе 1·10-2 моль/л | |||
| 7 | ПВ+М+ОКК [ПВ] в растворе 3,3·10-4 моль/л | 340 | 150 | 190 |
| 8 | ПВ+М+ОКК [ПВ] в растворе 1·10-3 моль/л | 350 | 157 | 193 |
Пример 2.
Семена мятлика обрабатывали растворами по примеру 1. Через 24 часа набухшие семена мятлика переносили на среду, увлажненную испытываемыми растворами, и подращивали в культуральном шкафу с регулируемым ритмом освещения. Чередование темнота-свет - 12 час. Температуру поддерживали в интервале +19-21°С. На четвертые сутки проростки помещали в холодильную камеру с температурой +3°С на 12 часов для закалки, затем в морозильную камеру с температурой -8°С на 24 часа, после размораживания при +3°С в течение 5 часов их доращивали в течение 25 дней в культуральном шкафу на среде, увлажняемой водой, и измеряли максимальную высоту травяного покрова, а после высушивания определяли воздушно сухой вес корневой и надземной частей выживших растений. При использовании ПВ в концентрации 10-2 моль/л - контроль №4 и №6 - растения при доращивании почти все погибли. В контроле №1 (вода) количество жизнеспособных растений составило 14%, в №2 и №3 - 20%, в №5 - 60%, в опытах №7 и №8 - 68% и 72% соответственно. Результаты измерения веса представлены в таблице 3, результаты измерения высоты травяного покрова представлены в таблице 4. Как видно, заявляемый способ обеспечивает повышение устойчивости травяного покрова к такой стрессовой ситуации, как возвратные заморозки: по сравнению с контролем с использованием воды максимальная высота растений мятлика увеличилась в 3,5 раза, увеличение зеленой массы составило 90%, увеличение массы корней - 69%.
| Таблица 3 | ||||
| Средний воздушно-сухой вес (мг) растения мятлика на 30-е сутки роста после промораживания проростков набухших семян при температуре -8°С по примеру 2 | ||||
| № раствора | Состав раствора | Суммарный вес | Вес корней | Вес надземной части |
| 1 | Вода | 170 | 65 | 105 |
| 2 | М | 210 | 75 | 135 |
| 3 | ОКК | 200 | 85 | 115 |
| 4 | ПВ(10-2 моль/л) | - | - | - |
| 5 | ПВ(10-3 моль/л) | 270 | 100 | 170 |
| 6 | ПВ+М+ОКК[ПВ] в растворе 1·10-2 моль/л | |||
| 7 | ПВ+М+ОКК [ПВ] в растворе 3,3·10-4 моль/л | 300 | 110 | 190 |
| 8 | ПВ+М+ОКК [ПВ] в растворе 1·10-3 моль/л | 310 | 110 | 200 |
| Таблица 4 | |||
| Максимальная высота (см) растений мятлика на 30-е сутки роста при температуре +19-21°С и после промораживания при температуре -8°С | |||
| № раствора | Состав раствора | +19-21°С (пример 1) | -8°С (пример 2) |
| 1 | Вода | 2.0 | 1.0 |
| 2 | М | 2.6 | 1.4 |
| 3 | ОКК | 2.5 | 1.3 |
| 4 | ПВ (10-2 моль/л) | - | - |
| 5 | ПВ (10-J моль/л) | 2.8 | 2.7 |
| 6 | ПВ+М+ОКК [ПВ] в растворе 1·10-2 моль/л | ||
| 7 | ПВ+М+ОКК [ПВ] в растворе 3,3·10-4 моль/л | 3.8 | 3.4 |
| 8 | ПВ+М+ОКК [ПВ] в растворе 1·10-3 моль/л | 4.0 | 3.5 |
Пример 3.
Семена газонной травы райграс обрабатывали растворами по примеру 1. Через 24 часа набухшие семена переносили на среду, однократно увлажненную испытываемыми растворами, и подращивали, далее не увлажняя, то есть в условиях жесткого дефицита влаги в культуральном шкафу с регулируемым ритмом освещения. Чередование темнота-свет - 12 час. Температуру поддерживали в интервале +19-21°С. На 21-е сутки роста учитывали количество живых растений. В контроле осталось от 6 до 28% растений (наилучший результат с использованием раствора ПВ в концентрации 1·10-3 моль/л - контроль №5), в опытах №7 и №8 - 38% и 42% соответственно, то есть заявляемый способ обеспечивает повышение устойчивости газонных трав к таким стрессовым ситуациям, как засуха.
Таким образом, предлагаемый способ создания устойчивого травяного покрова для газонов ускоряет рост подземной и надземной частей растений и обеспечивает травяному покрову высокую устойчивость к стрессовым ситуациям (возвратные заморозки, дефицит влаги, большие нагрузки). В способе в качестве биологически активной добавки используются широкодоступные компоненты. Способ экологически чист, экономичен, прост в применении.
1. Способ создания устойчивого травяного покрова для газонов, включающий использование биологически активной добавки, отличающийся тем, что в качестве биологически активной добавки используют композицию, представляющую собой смесь в равных объемных долях водных растворов: пероксида водорода в концентрации 1·10-3-3·10-3 М (3,4·10-2-10,2·10-2 г/л), мочевины в концентрации 1,5-2,5 г/л, окисленного кукурузного крахмала в концентрации 4,5-6,0 г/л, при этом в указанной композиции замачивают семена перед посевом и однократно увлажняют ею верхний слой почвы глубиной 2-3 см на начальной стадии вегетации.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для замачивания семян перед посевом берут 1 л указанной композиции на 30 г семян.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при возникновении неблагоприятных условий внешней среды проводят дополнительную обработку указанной композицией надземной поверхности растений при норме расхода 400-500 л/га.