Результат интеллектуальной деятельности: Средство для некорневой подкормки сельскохозяйственных культур

Изобретение относится к области производства удобрений для листовой (некорневой) подкормки сельскохозяйственных растений, содержащих цинк в водонерастворимой форме и водорастворимой форме для повышения урожайности различных культур.

В настоящее время в сельском хозяйстве существует проблема обеспечения растений различного происхождения элементами питания в течение периода вегетации. Решается данная проблема, как правило, использованием минеральных удобрений.

Известно, что растения способны поглощать питательные элементы не только корневой системой, но и поверхностью листа. Такой вид обработки называется некорневая подкормка. Обработка листовой поверхности растений водными растворами макро- и микроудобрений улучшает фотосинтезирующую деятельность растений, создает благоприятные условия для их роста и развития, повышает урожайность на 15-18%, увеличивает устойчивость к неблагоприятным факторам среды.

Некорневые подкормки микроудобрениями улучшают вегетативный рост и развитие растений, повышают урожайность и качество получаемой продукции. Содержащиеся в препаратах микроэлементы повышают коэффициент использования основных удобрений. К важнейшим микроэлементам относят катионы таких биометаллов, как железо, марганец, цинк, медь, а также молибден, титан и бор. В отличие от макроэлементов, азота, фосфора, калия, вынос которых с урожаем сельскохозяйственных культур исчисляется сотнями килограммов с гектара, потребление микроэлементов намного ниже, от нескольких граммов до нескольких сот граммов.

Состав и соотношение микроэлементов подбирают с учетом индивидуальных потребностей конкретной культуры.

Азот - основной биогенный элемент, он входит в состав белка и нуклеиновых кислот. Азот входит в состав таких жизненно важных веществ, как аминокислоты, хлорофилл, фосфатиды, а также таких органических соединений, как алкалоиды, гликозиды и др. Поступившие в растения минеральные формы азота проходят сложный цикл превращений, в конечном итоге включаясь в состав органических соединений. В основном используют азот в форме мочевины, улучшающей проникновение и листовое усвоение микроэлементов.

Цинк оказывает влияние на обмен веществ в растениях и их рост, что обусловлено его содержание в более 30 ферментах. При недостатке цинка накапливаются редуцирующие сахара, и уменьшается содержание сахарозы и крахмала, увеличивается накопление органических кислот, снижается содержание ауксина, нарушается синтез белка. При цинковом голодании происходит накопление небелковых растворимых соединений, амитоз, аминокислот. Растения, например, томата при цинковом голодании образуют мелкие скрученные листья, пластинки, черешки. Для всех растений при недостатке цинка характерна задержка роста. Недостаток его проявляется, прежде всего, на кислых сильно оподзоленных почвах. Цинковые удобрения применяют, когда содержание этого элемента менее 0,2-1 мг на 1 кг почвы.

Микроэлемент цинк, вводят в некорневые микроудобрения как в виде солей, так и в виде хелатных комплексов с различными комплексонами.

В результате проведенного патентно-информационного исследования отобраны следующие патенты и источники информации.

Известно средство для некорневой обработки культурных растений (RU 2484073), содержащее композицию микроэлементов меди, цинка, бора, железа, молибдена, кобальта, селена и марганца и композицию макроэлементов в виде азота, магния и серы.

Так же известно микроудобрение для подкормки растений и обработки посадочного материала (RU 2138467), содержащее соли микроэлементов, а именно: медь сернокислую, цинк сернокислый, аммоний молибденовокислый, калий йодистый, кобальт сернокислый и марганец сернокислый.

Существуют листовые микроудобрения, имеющие достаточно высокое содержание водорасторимого цинка, например: Волски Моно-Цинк - удобрение в форме суспензии с содержанием 6,1% цинка (75 г/л) и 5% азота, применяется для внекорневой подкормки 100-300 л/га; Полидон Цинк - состав хелат цинк 70 г/л и азот 20 г/л, вносится совместно с пестицидами и растворами минеральных удобрений, оптимальная дозировка 0,5-1 л/га; Адоб Цинк - состав цинк 6,16% и азот 2,63%, производитель фирма Адоб, Польша.

Достоинства этого вида микроудобрений - быстрое действие за счет высокой скорости проникновения и усвоения цинка. Недостатки данных составов - вследствие быстрого листового проникновения может происходить резкое нарастание высоких концентраций цинка в тканях листьев. А это в свою очередь приводит к возникновению локальной токсичности, из-за чего растениям приходится снижать биодоступность цинка. В итоге снижется эффективность применяемых цинковых микроудобрений. К тому же, концентрация цинка в моно микроудобрениях на основе водорастворимых форм редко превышает 15%, что требует повышенных норм применения такого рода препаратов.

Известны высококонцентрированные листовые цинковые микроудобрения в виде суспензий, которые содержат водонерастворимые формы финка, например, в виде окиси цинка. Это ЯраВита Цинтрак 700, Лебозол Цинк 700, Басфолиар Zn Фло. Они отличаются высоким содержанием цинка (до 700 г/л), пролонгированным действием за счет использования не растворимых в воде форм этого микроэлемента. Внекорневые цинковые микроудобрения с более низкой скоростью высвобождения могут быть более полезными по сравнению с удобрениями на основе водорастворимых форм. Достаточно медленное высвобождение цинка может обеспечить как продолжительное цинковое питание растений на протяжении нескольких вегетативных фаз, так и предохранять листья растений от локальной цинковой фитотоксичности, присущей высоким концентрациям цинка при использовании хорошо растворимых форм. В то же время медленно высвобождаемые формы цинка могут уступать водорастворимым формам в скорости наступления положительных биологических эффектов. Так, если необходимо быстро преодолеть дефицит, или псевдо цинка в растениях, водонерастворимые формы цинка будут действовать более медленно. В этом случае требуется время для превращения нерастворимых форм цинка в биологически усвояемые, водорастворимые формы.

Эти минеральные микро удобрения отличаются высоким содержанием цинка (до 700 г/л), пролонгированным действием за счет использования не растворимых в воде форм этого микроэлемента. Внекорневые цинковые микроудобрения с более низкой скоростью высвобождения могут быть более полезными по сравнению с удобрениями на основе водорастворимых форм. Достаточно медленное высвобождение цинка может обеспечить как продолжительное цинковое питание растений на протяжении нескольких вегетативных фаз, так и предохранять листья растений от локальной цинковой фитотоксичности, присущей высоким концентрациям цинка при использовании хорошо растворимых форм. В то же время медленно высвобождаемые формы цинка могут уступать водорастворимым формам в скорости наступления положительных биологических эффектов. Так, если необходимо быстро преодолеть дефицит, или псевдо цинка в растениях, водонерастворимые формы цинка будут действовать более медленно. В этом случае требуется время для превращения нерастворимых форм цинка в биологически усвояемые, водорастворимые формы.

Наиболее близким к заявленному средству является микроудобрение для некорневой подкормки сельскохозяйственных культур Ультрамаг Хелат Zn - 15 (150,0 г/кг), где цинк используется в водорастворимой форме. Недостатком данного состава является быстрое листовое проникновение, в результате чего резко нарастают высокие концентрации цинка в листьях, что может снижать подвижность и биодоступность цинка из-за локальной токсичности цинка в листе растения (Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. 2019 год)

Технической задачей, решаемой авторами, являлось создание листового цинкового микроудобрения, которое может обеспечить достаточно быстрое, более полное и длительное листовое питание цинком при снижении токсичности последнего для растений.

Полученный технический результат - повышение урожайности сельскохозяйственных культур и улучшения качеств микроудобрения за счет максимальной пролонгации питания в течение вегетационного сезона.

Технический результат достигается тем, что средство для некорневой подкормки сельскохозяйственных культур, содержит микроэлемент цинк в виде хелата, макроэлемент в виде азота и вспомогательные вещества. Средство дополнительно содержит водонерастворимое соединение цинка при следующем содержании ингредиентов, масс. %:

В качестве водонерастворимого соединения цинка используют оксид цинка, ортофосфат цинка, карбонат цинка или оксалат цинка.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Технология приготовления средства

В реактор при перемешивании загружают расчетное количество артезианской воды, расчетные количества азотсодержащего соединения, доводя рН смеси до 9,5±0,1. Потом загружают расчетные количества вспомогательных соединений. Смесь перемешивают до однородного состояния и загружают расчетное количество водонерастворимого соединения цинка и хелат цинка. Полученную суспензию гомогенизируют, перемешивают до однородного состояния. Полученный состав см. табл. 1.

Пример 2. Эффективность действия средства для стимулирования роста сельскохозяйственных культур

Эффективность заявляемого средства изучалась в ходе агрохимических испытаний, в которых установлено позитивное влияние этих микроудобрений на урожайность сельскохозяйственных культур (пшеница яровая, кукуруза) и качество выращенной продукции. Норма расхода препарата составляла 0,2-2,0 л/га. Процентное содержание компонентов в средстве представлено в табл. 1.

В условиях Нижегородской области некорневые подкормки растений пшеницы яровой сорта Эстер, с заявленным составом 2,0% азота общего и 40,0%-цинка общего, и размером частиц средства 1,0 мкм, способствовали сохранности растений к периоду уборки на 98%. Средство оказало положительное влияние на формирование элементов структуры урожая: масса 1000 зерен увеличилась на 0,3 г, что положительно повлияло на урожайность и качество семян. Урожай семян повысился на 1,4 ц/га при урожайности в контроле 28,6 ц/га. Применение заявленного средства в период вегетации способствовало увеличению содержания сырой клейковины в зерне на 0,3-0,7%, содержание белка - на 0,2-0,3%. Наибольшая эффективность отмечена при применении состава в дозе 2,0 л/га.

Для сравнения в тех же условиях в Нижегородской области было использовано средство «Ультрамаг Хелат Zn-15», где использовался цинк только водорастворимый в виде хелата и его содержание в препарате 15%. Данный препарат показал следующие результаты: масса 1000 зерен увеличилась на 0,1 г. Урожай семян повысился на 0,6 ц/га при урожайности в контроле 26,7 ц/га. Применение средства в период вегетации способствовало увеличению содержания сырой клейковины в зерне на 0,1-0,3%, содержание белка - на 0,1-0,2%. Наибольшая эффективность была отмечена при применении средства в дозе 200,0 л/га. Данные приведены в табл. 2.

Аналогично с примером Нижегородской области, был проведен опыт на культуре кукурузы гибрида Краснодарский 315 MB в условиях Ростовской области применение средства, с заявленным составом 2,0% азота общего и 40,0% цинк общего, размером частиц средства 1,0 мкм, в неблагоприятных условиях оказало положительное влияние на продуктивность растений. Отмечено при однократной подкормке в дозе 2,0 л/га, увеличении массы зерна с одного растения (110,6 г, контроль - 92,7 г). Прибавка урожая зерна под воздействием средства составила 4,5-11,0 ц/га (7,9-19,4%), против урожайности в контроле 56,8 ц/га. Средство не оказало негативного влияния на качество зерна кукурузы. Содержание сырого протеина в зерне колебалось в пределах 11,3-11,9% во всем опыте. Сбор протеина повысился на 9,8-25,7%. Наибольшая эффективность была отмечена при применении средства в дозе 2,0 л/га.

Для сравнения в тех же условиях в Краснодарском крае было использовано средство «Ультрамаг Хелат Zn-15», где использовался цинк только водорастворимый в виде хелата и его содержание в препарате 15%. Данный препарат показал следующие результаты: отмечено при однократной подкормке в дозе 2,0 л/га, увеличении массы зерна с одного растения (100,1 г, контроль - 91,3 г). Прибавка урожая зерна под воздействием средства составила 2,0-5,7 ц/га (4,7-14,5%), против урожайности в контроле 54,8 ц/га. Средство не оказало негативного влияния на качество зерна кукурузы. Содержание сырого протеина в зерне колебалось в пределах 8,7-10,9% во всем опыте. Сбор протеина повысился на 4,2-15,3%. Наибольшая эффективность была отмечена при применении средства в дозе 300,0 л/га. Данные приведены в табл. 3.

Пролонгирование действия заявленного состава микроудобрения достигнуто, благодаря содержанию в препарате двух форм цинка. Водорастворимая в виде хелата цинка действовала сразу при поступлении микроудобрения, а водонерастворимая форма в виде оксида цинка или другой водонерастворимой соли цинка- через некоторое время после использования микроудобрения. У каждой формы цинка свои преимущества. Преимущества водонерастворимой формы цинка: высокое содержание цинка, медленное высвобождение цинка, которое обуславливает продолжительное цинковое питание на протяжении нескольких вегетативных фаз и предохраняет листья сельскохозяйственных растений от локальной цинковой фитотоксичности. Преимущество водорастворимой хелатной формы цинка в том, что она значительно облегчает усвоение металла растением по сравнению с солью металла.

Аналогичные результаты были получены при проведении агрохимических испытаний в тех же интервалах см. табл. 1. и на тех же культурах см. табл. 2 и 3, при использовании водонерастворимой формы цинка в виде соли: ортофосфат цинка, карбонат цинка или оксалат цинка.

При применении заявленного средства наблюдалось более эффективное нанесение агрохимиката на растения с равномерным охватом распыляемой жидкости всей пластины листа растения, увеличение прилипания жидкости к поверхности листа, устойчивость к смыванию дождем и росой.