Способ увеличения биомассы культивируемых зеленых растений

Способ увеличения биомассы культивируемых зеленых растений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при выращивании сельскохозяйственных растений, в частности овощей зелено-желтой группы, и при поиске путей повышения их урожайности и пищевой ценности экологически безопасными способами.

В последние десятилетия в наиболее развитых странах мира особое внимание уделяют производству и потреблению группы овощей, объединенных под условным названием «зелено-желтые (или желто-зеленые)», к числу которых относится большинство зеленных культур. Многочисленные научные исследования доказали важнейшую роль овощей зелено-желтой группы в поддержании высокого жизненного тонуса организма человека и снижении риска возникновения множества различных заболеваний. Это объясняется не только высоким содержанием в зелено-желтых овощах каротиноидов и каротина, но и в значительной степени - присутствием зеленых пигментов: хлорофилла а и хлорофилла в, обладающих иммуномодулирующим действием.

Критерием включения овощных растений в зелено-желтую группу является уровень содержания в них β-каротина. Оно должно составлять не менее 600 мкг на 100 г сырого вещества. Этому требованию отвечают листовые овощи: шпинат, петрушка, укроп и др. (Кононков П.Ф., Бунин М.С., Кононкова С.Н. / Новые овощные растения. М.: Нива России. 1992. С. 8). По некоторым данным, β-каротин листовых овощных растений усваивается организмом человека лучше, чем β-каротин моркови. Предполагают, что это связано с определенной сбалансированностью содержания в них витаминов, микро- и макроэлементов.

Поэтому весьма актуальной для отечественного сельскохозяйственного производства является задача увеличения поставки высококачественной зеленной продукции на овощные рынки страны с использованием интенсивных экологически безопасных технологий. В этом плане большие перспективы имеет применение новых эффективных микроудобрений, использующихся в малых количествах и не нарушающих экологического баланса обрабатываемых территорий.

Известно немало технических решений, посвященных экологически безопасным способам повышения урожайности и пищевой ценности культивируемых растений, что актуально в условиях загрязнения окружающей среды.

Известен способ предпосевной обработки семян овощных культур экстрактом клеточного сока зеленых и красных морских водорослей (А.с. СССР №1340617, кл. A01C 1/00, 1986). Способ прост и доступен, однако недостатком его является невысокая продуктивность и отсутствие положительного эффекта на качество овощных культур, а также территориальное ограничение его использования.

Известно использование природного регулятора роста - бесклеточного экстракта папоротника водного Azolla pinnata для улучшения качества продукции и повышения урожайности (А.с. СССР №1792282, кл. A01N 65/00, 1991; Пат. РФ №2010478, кл. A01C 1/00, A01G 7/00, 1991). Обработку растительного материала биологически активным препаратом проводят путем замачивания семян в водном его растворе, вторую обработку проводят путем опрыскивания проростков культивируемых растений раствором той же концентрации. Обработка семян и растений экстрактом Azolla pinnata позволяет значительно увеличить урожай зеленой массы растений, при этом происходит и значительное увеличение содержания общего белка. Недостаток данного способа заключается в сложности приготовления препарата, связанного с использованием штамма бактерий.

Известен способ обработки семян сельскохозяйственных растений янтарной кислотой (Применение регуляторов роста в растениеводстве. - Кишинев: «Штиинца», 1981, с. 7). Известен способ стимулирования прорастания семян хлопчатника путем обработки их перед посевом янтарной кислотой (Благовещенский А.В. и др. Биохимическая природа повышения урожайности с помощью янтарной кислоты. М.: МГУ, 1970, с. 29-31). Известен также способ предпосевной обработки семян яровой пшеницы сорта Шадринская путем замачивания их в водном растворе янтарной кислоты (Благовещенский А.В. и др. Биохимическая природа повышения урожайности с помощью янтарной кислоты. М.: МГУ, 1970, с. 61). Общим недостатком известных способов является невысокая стимулирующая активность янтарной кислоты и, как следствие, недостаточное повышение урожая зеленой массы культивируемых растений и улучшение ее качества.

К новым экологически безопасным биологически активным веществам относится сравнительно немногочисленная группа соединений - комплексоны, производные дикарбоновых кислот, и в первую очередь - комплексоны, производные янтарной кислоты. Из них одним из самых перспективных является иминодиянтарная кислота (ИДЯК).

Известен способ предпосевной обработки семян (Пат. РФ №2399183, кл. A01C 1/06, 2008), заключающийся в замачивании семян в водном растворе иминодиянтарной кислоты концентрации 1,5 10^-4 М/л при комнатной температуре в течение 24 часов. Выяснено, что ИДЯК обладает способностью повышать содержание зеленых пигментов (хлорофилла а и хлорофилла в) в надземных частях растений, что служит важной предпосылкой увеличения урожайности, повышения питательной ценности овощных, в том числе зеленных, и других культивируемых растений.

Известно, что комплексонаты металлов на основе комплексонов, производных янтарной кислоты, в растительных клетках метаболизируются с образованием нескольких аминокислот, в том числе аспарагиновой, которые являются составной частью растительных белков (Химия в сельском хозяйстве, 1987, №1, с. 48-49). Изучено влияние комплексонатов ИДЯК с магнием и цинком, а также их комбинации на интенсивность физиологических процессов, рост и развитие деревьев яблони (А.с. СССР №1819556, кл. A01N 59/00, 55/00, 1990). Комплексные соединения на основе комплексонов, производные янтарной кислоты, особенно ИДЯК, с магнием и цинком обладают способностью повышать содержание зеленых пигментов, увеличивая тем самым синтетическую способность листьев. Результаты анализа пигментного фонда листьев яблони в многолетнем опыте показали, что 0,15-0,25%-ные комплексонаты ИДЯК с магнием и цинком оказывают существенное влияние на содержание хлорофилла а и хлорофилла в. Увеличение содержания его в надземных частях растений является предпосылкой увеличения урожайности и повышения питательной ценности культивируемых растений.

Наиболее близким к заявленному является способ получения зеленой массы растений (Пат. РФ №2010478, кл. A01C 1/00, A01G 7/00, 1991, прототип), включающий обработку растительного материала биологически активным препаратом, в качестве которого используют гомогенат растительной культуры Azolla pinnata, путем замачивания семян в водном его растворе концентрации 1 г сырой биомассы/л в течение 14-24 часов, вторую обработку проводят путем опрыскивания проростков культивируемых растений на стадии 2-4 настоящих листьев раствором той же концентрации.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в разработке экологически безопасного способа повышения урожайности и пищевой ценности культивируемых зеленных растений.

Технический результат от решения поставленной задачи заключается в увеличении поставок высококачественной зеленной продукции на овощные рынки страны, что позволит поддержать высокий жизненный тонус организма человека и снижение риска возникновения множества различных заболеваний.

Поставленная в изобретении задача решена тем, что в способе увеличения биомассы культивируемых зеленных растений, включающем предпосевную обработку семян растительного материала биологически активным препаратом путем замачивания семян в водном его растворе при комнатной температуре в течение 24 часов и вторую обработку путем опрыскивания проростков раствором того же биологически активного препарата той же концентрации, в качестве биологически активного препарата используют борат-иминодисукцинатный комплекс (В-ИДЯК) в виде водного раствора концентрации 1,5 мМ, а вторую обработку проводят через 10 дней после появления всходов культивируемых зеленных растений однократно с нормой расхода водного раствора борат-иминодисукцинатного комплекса 100 мл/м².

Борат-иминодисукцинатный комплекс (В-ИДЯК) синтезирован на кафедре агрохимии, почвоведения и агроэкологии Тверской государственной сельскохозяйственной академии и представляет собой комплексный борат-иминодисукцинат в форме динатриевой соли Na₂[C₈H₈BNO₉] (сокращенно В-ИДЯК), хорошо растворимой в воде, и может быть применен в качестве микроудобрения.

Заявленный экологически безопасный способ увеличения биомассы культивируемых зеленных растений включает следующие операции:

- замачивание семян зеленных растений 1,5 мМ водным раствором В-ИДЯК на 24 часа при комнатной температуре;

- посев предварительно замоченных 1,5 мМ водным раствором В-ИДЯК семян по общепринятой технологии;

- опрыскивание зеленных растений 1,5 мМ водным раствором В-ИДЯК из расчета 100 мл/м² через 10 дней после появления всходов;

- уборку урожая.

Пример конкретного выполнения заявленного способа

Препарат борат-иминодисукцинатный комплекс (В-ИДЯК) был испытан в мелкоделяночном опыте на опытном поле кафедры агрохимии, почвоведения и агроэкологии Тверской ГСХА на растениях шпината огородного Spinacia oleracea L. и укропа Anethum graveolens L.

Пример 1

Препарат борат-иминодисукцинатный комплекс (В-ИДЯК) был испытан в мелкоделяночном опыте на растениях шпината огородного Spina-cia oleracea L. (сорт «Матадор»). Площадь учетной делянки 3,5 м². Схема опыта включала 4 варианта, повторность четырехкратная. В первом варианте семена шпината замачивали в дистиллированной воде H₂O_dest, во втором - в растворе борной кислоты H₃BO₃, в третьем варианте - в водном растворе иминодиянтарной кислоты (ИДЯК), и в четвертом проводилось замачивание семян шпината 1,5 мМ водным раствором В-ИДЯК. Во всех вариантах семена замачивали при комнатной температуре в течение 24 часов. Через 10 дней после появления всходов растения шпината опрыскивали 1,5 мМ водным раствором В-ИДЯК из расчета 100 мл/м², в трех первых вариантах опрыскивание растений производили тем же препаратом той же концентрации, что применяли для замачивания семян.

Применение В-ИДЯК при выращивании шпината увеличивало биомассу растений при разных сроках посева на 70÷100%, содержание хлорофилла на 15÷18%, общее содержание каротиноидов - на 16÷35% и в том числе β-каротина - на 19÷35% (таблица 1 и таблица 3).

Пример 2

Препарат борат-иминодисукцинатный комплекс (В-ИДЯК) был испытан в мелкоделяночном опыте на растениях укропа Anethum graveolens L. (сорт «Ржеуцкий»). Площадь учетной делянки 3,5 м². Схема опыта включала также 4 варианта, повторность четырехкратная. В первом варианте семена укропа замачивали в H₂O_dest, во втором - H₃BO₃, в третьем варианте - ИДЯК, и в четвертом проводилось замачивание семян укропа 1,5 мМ водным раствором В-ИДЯК при комнатной температуре в течение 24 часов, как и в первых трех вариантах. Через 10 дней после появления всходов растения укропа опрыскивали 1,5 мМ водным раствором В-ИДЯК из расчета 100 мл/м², в трех первых вариантах опрыскивание растений производили тем же препаратом той же концентрации, что применяли для замачивания семян.

Данные по применению В-ИДЯК при выращивании укропа (увеличивало биомассу растений при разных сроках посева на 70÷100%, содержание хлорофилла на 15÷18%, общее содержание каротиноидов - на 16÷35% и в т.ч. β-каротина - на 19÷35%) приведены в таблице 2 и таблице 3.

Заявленный экологически безопасный способ увеличения биомассы культивируемых зеленных растений промышленно осуществим. Экспериментальным путем установлено и доказано положительное и эффективное влияние микроэлементов, источником которых является борат-иминодисукцинатный комплекс (В-ИДЯК), на увеличение биомассы растений при разных сроках посева и содержание каротиноидов, в том числе β-каротина, что выражается в повышении урожайности и пищевой ценности культивируемых зеленых растений, благодаря чему возможно увеличение поставок высококачественной зеленной продукции на овощные рынки страны, позволяющей поддержать высокий жизненный тонус организма человека и снижение риска возникновения множества различных заболеваний.

Вышеизложенное подтверждает целесообразность применения биологически активного препарата борат-иминодисукцинатного комплекса (В-ИДЯК) как источника микроэлементов в технологии выращивания овощей зелено-желтой группы.

Способ увеличения биомассы культивируемых зеленных растений, включающий предпосевную обработку семян растительного материала биологически активным препаратом путем замачивания семян в водном его растворе при комнатной температуре в течение 24 часов и вторую обработку путем опрыскивания проростков раствором того же биологически активного препарата той же концентрации, отличающийся тем, что в качестве биологически активного препарата используют борат-иминодисукцинатный комплекс в виде водного раствора концентрации 1,5 мМ, а вторую обработку проводят через 10 дней после появления всходов культивируемых зеленных растений однократно с нормой расхода водного раствора борат-иминодисукцинатного комплекса 100 мл/м².