Результат интеллектуальной деятельности: Субстрат для выращивания плодовых саженцев

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при выращивании саженцев плодовых растений.

Известен субстрат для выращивания вегетирующих саженцев, включающий опилки, склеивающий связующий материал, в качестве которого используют бентонитовую глину, содержащую воду, Zn, Al₂O₃, TiO₂, CaO, MgO, MnO, К₂0, Na₂O, SO₃, ZnO, рН воды - 7,80, глауконит, имеющий состав: K₂O 220 мг/кг, P₂O₅ 15 мг/кг, никель 80 мг/кг, марганец 1500 мг/кг, хром 123 мг/кг, цинк 120 мг/кг, железо 0,30 мг/кг (см. патент Рф №2506740, кл. A01G 17/02, 2014 г.). Недостатком изобретения является отсутствие влагонакопления в корневой системе растения.

Известен стимулятор роста на основе индулилоуксусной кислоты (патент РФ №2430513, кл. A01N 43/38, 2011 г. ), содержащий калиевую соль 3-индолилуксусной кислоты, хлористый калий, калиевую соль гликолевой кислоты, дигидрофосфат калия и воду и который является экологически чистым. Все соединения, входящие в состав описываемого стимулятора роста растений, полезны для развития растений. Кроме того, стимулятор сохраняет свою биологическую активность свыше трех лет, однако не обеспечивает накопление влаги и питательных элементов с последующей их передачей растению по мере необходимости.

Известно использование гидрогеля - абсорбента ВЛАГОСОРБ для прикорневых зон различных растений с целью удержания влаги и питательных элементов с последующей их передачей растению по мере необходимости. Применение абсорбентов ВЛАГОСОРБ способствует созданию оптимальных условий для роста растений, влияет на пористость и водопроницаемость почвогрунтов и почвосмесей в прикорневой зоне растений. Подробнее: https://attline.ru/p 159079970-gidrogel-dlya-rastenij.html.

Также известно техническое решение (патент РФ №2527215, кл. C09K 17/00, 2014 г. - прототип), согласно которому используется субстрат, включающий влагоудерживающий компонент в виде полиакриламидного гидрогеля с микроудобрениями, состоящими из азота, калия, фосфора, бора, меди, цинка, марганца, железа, магния. Наносят микроудобрения преимущественно путем распыления водного раствора по поверхности гидрогеля при перемешивании массы с последующей сушкой, чтобы избежать комкования частиц гидрогеля.

Недостатками известного технического решения являются: сложность внесения микроудобрений, отсутствие стимулятора роста для интенсификации развития растения и использование полиакриламидного гидрогеля, который при взаимодействии с водой образует гель, густота которого зависит от количества связанной воды. При дальнейшем разбавлении гель может разжижаться (растворяться) до бесконечности. Поэтому при внесении в почву полиакриламида в качестве водоудерживающего компонента в течение некоторого времени он работает по назначению, однако при дальнейшем поступлении воды в почву полиакриламид будет постепенно вымываться из корневой зоны растений. Под действием почвенных карбонатов может происходить гидролиз полиакриламида, в результате чего гель частично сшивается и становится нерастворимым. Но в этих условиях скорость гидролиза небольшая, поэтому большая часть полиакриламида будет вымываться, в результате чего срок действия полиакриламида в качестве водоудерживающего компонента будет сокращаться.

Техническим результатом является повышение урожайности плодов за счет обеспечения питательными веществами и полноценного водонакопления в корневой системе растения.

Технический результат достигается тем, что в субстрате для выращивания плодовых саженцев, включающем влагоудерживающий компонент с микроудобрениями из азота, калия, фосфора, бора, меди, цинка, марганца, железа, магния, согласно изобретению в качестве влагоудерживающего компонента используют суперабсорбент САП, и субстрат дополнительно содержит стимулятор роста на основе индолилуксусной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:

стимулятор роста на основе индолилуксусной кислоты - 0,9-1,0

азот - 0,15-0,25

фосфор - 0,45-0,55

калий - 1,60-2,00

бор - 0,015-0,025

железо - 0,15-0,25

марганец - 0,09-0,11

магний - 0,09-0,11

цинк - 0,045 -0,55

медь - 0,025-0,035

суперабсорбент САП - остальное.

Новым является то, что предложенное соотношение компонентов позволяет получать субстрат не только с оптимальным составом макро- и микроэлементов питания для саженцев, но и за счет применения стимулятора роста на основе индолилуксусной кислоты, а также суперабсорбент САП обеспечивает эффективное водонакопление с питательными веществами в корневой системе растений, что способствует повышению урожайности плодов.

Существенным является то, что применение предложенного субстрата с улучшенными водно-физическими свойствами позволяет выращивать плодоносящие растения на протяжении продолжительного периода без внесения минеральных удобрений.

Предложенный субстрат обладает высокой водосодержащей и буферной способностями, высокими адсорбционными свойствами, химической инертностью к фитопатогенной микрофлоре, не сопровождается засолением при эксплуатации и длительное время удерживает от вымывания макро- и микроэлементы. При выращивании на нем саженцев плодовых деревьев наблюдают более лучшее укоренение черенков, увеличение прироста, выхода саженцев на 10-30% по сравнению с другими субстратами.

Выбор в качестве субстрата заявляемой композиции обусловлен следующим.

Во-первых, за счет использования в качестве влагоудерживающего компонента - суперабсорбента САП (SAP), это совершенно новый вид полимеров для сельского хозяйства, которые способные впитывать (в зависимости от модели) огромное количество влаги буквально за несколько минут (мелким фракциям хватает и 2 минут) и отдают влагу растениям почти всю полностью - до 98% (http://www.bloomingarden.ru/sadovaya-himiya/gidrogel/).

Во-вторых, использование стимулятора роста на основе индолилуксусной кислоты, который является экологически чистым, обеспечивает наряду с эффективным водонакоплением интенсификацию развития корневой системы за счет всех соединений, входящих в состав описываемого стимулятора роста растений. Кроме того, стимулятор сохраняет свою биологическую активность свыше трех лет, что также необходимо для развития плодов. Оптимальное количество стимулятора роста составляет 1,0%. При меньшем количестве будет недостаточно питательных веществ для развития корней растения, а при большем - может наблюдаться угнетение корневой системы.

В третьих, использование микроудобрений с определенным соотношением микроэлементов в совокупности с суперабсорбентом и стимулятором роста зависит от области использования в с/х, точнее от вида культур (овощи, зерновые, бобовые и пр.) и от почвы (кислые, подзолистые, глинистые и пр.), но, как правило, составляет не более 10^-1 мас.%. Заявляемая совокупность соотношений микроэлементов в субстрате подобрана под плодовые насаждения и для почв, соответствующих Северной и Прикубанской плодовым зонам. Такая низкая концентрация микроэлементов позволяет на несколько порядков снизить количество удобрений, вносимых в почву обычным способом, при этом повышается усвояемость микроэлементов всеми видами плодовых культур и, как следствие, повышается их урожайность.

Таким образом, использование компонентов субстрата в заявленном соотношении позволяет не только регулировать условия выращивания, создавая благоприятный водно-воздушный режим и агрохимические свойства субстрата, при выращивании на нем плодовых насаждений разнообразного видового ассортимента, но и обеспечивает высокую приживаемость саженцев.

Поскольку в состав субстрата микроэлементы и стимулятор роста введены с низкой концентрацией, то в описании приведены данные, доказывающие эффективность заявляемого субстрата.

Для доказательства эффективности заявляемого субстрата были проведены научные исследования, которые проводили в полевых условиях (Северная и Прикубанская плодовые зоны), и результаты лабораторных опытов в 2013-2016 г.г., в соответствии с программой и методикой сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур (Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур/под ред. Е.Н. Седова, Т.П. Огольцовой. - Орел: изд-во ВНИИ селекции плодовых культур, 1999. 608 с.).

Повторность в полевых опытах четырехкратная (по 30 растений в каждом варианте), в лабораторных - трехкратная. В полевых условиях проводили исследования по оценке приживаемости саженцев яблони после посадки на постоянное место, определяли биологическую продуктивность насаждений по результатам агробиологических учетов, прирост штамба и площадь листовой поверхности, урожайность насаждений и качества плодов.

Схема полевого опыта:

1. Традиционная технология с поливом.

2. Технология с использованием гидрогеля (прототип), 20 г.

3. Технология с использованием заявляемого субстрата, 20 г.

Изучали сорта яблони Гала Шнига (осенний сорт), Айдаред (зимний сорт) привитые на подвое М-9 и посаженные осенью 2012 года по схеме 3,5×0,8 м.

Распределение осадков по территории Краснодарского края происходит крайне неравномерно. Так, в Северной плодовой зоне (Кущевский район) количество осадков в период исследований составляло 503,5-540,6 мм в год, в Центральной подзоне Прикубанской плодовой зоне - 573,6-751,0 мм., в Предгорной плодовой зоне - 476,5-779,3 мм в год. При этом баланс и увлажнение почвы отрицательный, а дефицит влаги равен - 200-260 мм в год. Исключения составляет 2012 год в Предгорной плодовой зоне, когда за год выпало 779,3 мм, а за вегетацию 371,7 мм. Однако и здесь дефицит увлажнения почвы в 2012 году - 250 мм в год, а в другие годы - 150-300 мм и более.

Как видно из данных таблицы 1, эффект применения абсорбентов выразился в увеличении приживаемости саженцев и усилении ростовых процессов в динамике.

Таблица 1. Приживаемость (%) саженцев яблони в зависимости от приемов водообеспечения (подвой М9, схема посадки 3,5×0,8 м) в 2012 году

В вариантах 2, 3, где применяли гидрогель и заявляемый субстрат независимо от биологических особенностей сорта и условий выращивания, приживаемость увеличивалась в конце вегетации на 2-4% по сравнению с традиционной технологией с поливом.

Таблица 2. Характер изменения диаметра штамба деревьев яблони в зависимости от технологий водообеспечения (подвой М9, схема посадки 3,5×0,8 м)

Применение заявляемого субстрата при прочих равных условиях обеспечило 100% приживаемость саженцев яблони всех изучаемых сортов. При этом разница с гидрогелем составила 4-8%.

Результаты, приведенные в таблицах 2, 3, показывают, что диаметр штамба деревьев яблони в первый год после посадки существенно не изменяется по вариантам опыта, а в последующие годы в Северной плодовой зоне у деревьев яблони сорта Гала Шнига в вариантах, где использовали заявляемый субстрат, диаметр штамба увеличивается на 10,2-23,0%) (по сравнению с прототипом). Такая закономерность сохраняется и у деревьев слаборослого сорта Айдаред, как в Северной, так и Прикубанской плодовых зонах.

Проведенные исследования показывают, что диаметр штамба, приросты и площадь листьев определяют сроки вступления молодых деревьев в товарное плодоношение. Влияние технологий водообеспечения на формирование площади листьев приведено в таблице 3.

Данные таблицы 3 показывают, что применение гидрогеля и заявляемого субстрата существенно увеличивает по сравнению с традиционной технологией общую площадь листьев на молодых деревьях в среднем за три года в Северной плодовой зоне по сорту Гала Шнига на 18,3-31,7%, по сорту Айдаред на 30,6-38,6%. В Прикубанской плодовой зоне на 22,9-37,7% по сорту Гала Шнига и на 24,5-40,5% по сорту Айдаред. Наличие хорошей проводящей системы для обеспечения влагой и питательными веществами надземной части (корни-листья) и большого количества фотосинтезирующего аппарата способствовало увеличению количества образовавшихся плодов (табл. 4).

Таблица 3. Площадь листьев в зависимости от способов водообеспечения (подвой М9, схема посадки 3,5×0,8 м)

В проведенных опытах при посадке использовали однолетние разветвленные саженцы, имеющие от 3 до 7 цветковых почек. Следовательно, при осенней (2012 г. ) посадке такие саженцы сорта Гала Шнига в 2013 г. дали от 3,8 до 6, 8 шт. плодов, а деревья яблони Айдаред - от 4,6 шт. до 11,4 шт.

Таблица 4. Продуктивность деревьев яблони в зависимости от водообеспечения (подвой М9, сад посажен осенью 2012 г. )

В 2015 году среднее количество плодов по сорту Гала Шнига составляло от 16,6 шт. до 38,4 шт., по сорту Айдаред - от 22,6 шт. до 44,1 шт. Независимо от сорта и плодовой зоны отмечено, что применение гидроабсорбентов, особенно заявляемого субстрата, в течение 3 лет способствовало увеличению процента полезной завязи и получению на 3 год, по сорту Гала Шнига, от 3,0 до 6,5 кг высококачественных плодов с одного дерева или от 10,7 до 23,2 т/га. По сорту Айдаред от 4,1 до 7,2 кг с дерева или 14,6-25,7 т/га соответственно, что в 2,0-2,2 раза больше по сравнению с традиционной технологией.

Таким образом, доказано, что использование при выращивании плодовых насаждений яблони (привитых на карликовых подвоях) заявляемого субстрата оптимизирует показатели водообеспечения и повышает их урожайность.