Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ БАХЧЕВЫХ КУЛЬТУР

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способу повышения продуктивности бахчевых культур - дыни и арбуза.

Одним из агроприемов, направленных на улучшение урожая многих сельскохозяйственных культур, является применение регуляторов роста растений. Они могут быть как природными веществами (фитогормоны, образующиеся внутри растений), так и синтезированными человеком препаратами, используемыми в растениеводстве.

Известны способы повышения продуктивности бахчевых культур с применением природных стимуляторов роста, например водного раствора минерала бишофит [RU 2227965, опубл. 10.05.2004], растворов анолитов и католитов различных редокс-потенциалов [RU 2301513, опубл. 27.06.2007], биостимулятора на основе низкомолекулярного хитозана, позволяющего повысить всхожесть семян и увеличить урожайность бахчевых (сорт арбуза «Астраханский») и овощных культур [RU 2504953, опубл. 27.01.2014].

Наиболее близким техническим решением является способ повышения продуктивности бахчевых культур, включающий предпосевную обработку семян с последующим трехкратным опрыскиванием вегетирующих растений водным раствором природного регулятора роста Циркон (д.в. гидроксикоричные кислоты) при выращивании дыни и арбуза. Способ обеспечивает повышение урожайности, увеличение содержания сухого вещества, сахаров и витамина C в плодах [Регуляторы роста растений - Циркон, Эпин-Экстра и Силиплант для повышения урожайности овощных и бахчевых культур / Вестник овощевода, №2, 2011, с. 36-40]. Однако способ-прототип недостаточно эффективен, требует относительно больших норм расхода регулятора роста и трудоемок (необходимость трехкратного опрыскивания растений). Так, для механизированного опрыскивания бахчевых культур необходимо убрать все плети растений, что лежат на дорожке для проезда сельхозтехники. Кроме того, третье опрыскивание происходит в начале формирования завязей на плетях, а операции по перемещению плетей плохо сказываются на продуктивности дыни и арбуза.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является новый, более эффективный и технологичный способ повышения продуктивности бахчевых культур - дыни и арбуза, расширяющий арсенал известных способов.

Технический результат - повышение урожайности и устойчивости к грибковым болезням (поражению антракнозом и мучнистой росой), улучшение качества плодов бахчевых культур при снижении трудоемкости их возделывания.

Технический результат достигается заявляемым способом повышения продуктивности бахчевых культур с применением препарата Мелафен - регулятора роста и развития растений, работающего в чрезвычайно низких концентрациях, включающим предпосевную обработку семян в течение 20 минут и последующее однократное опрыскивание вегетирующих растений дыни или арбуза в начале их цветения водным раствором Мелафена в концентрации 1·10^-7-1·10^-8 г/л.

На сегодняшний день создание и использование дешевых, нетоксичных, хорошо растворимых в воде химических регуляторов роста, действующих как и фитогормоны в сверхмалых концентрациях, является приоритетным направлением развития растениеводства. Таким регулятором роста растений нового поколения является Мелафен - меламиновая соль бис(оксиметил)фосфиновой кислоты [RU 2152735, опубл. 10.11.2000]. Известно его применение для предпосевной обработки семян риса [RU 2354106, опубл. 10.05.2009], подсолнечника [RU 2354105, опубл. 10.05.2009] и сои [RU 2390984, опубл. 10.06.2010]. Однако в уровне техники нет сведений об использовании препарата Мелафен при выращивании бахчевых культур.

Мелафен обладает широким спектром биологической активности, но на основании имеющихся в литературе данных его нельзя отнести ни к одному типу известных регуляторов роста. Установлено, что стимулирующий эффект препарата зависит от концентрации его растворов, а именно от типа образующихся супрамолекулярных систем с участием воды. При одних концентрациях Мелафен стимулирует рост клеток, а в интервале концентраций, где образуются супрамолекулярные домены (1·10^-3-1·10^-6 г/л) наблюдается ингибирующий эффект на биосистемы [Мелафен: механизм действия и области применения / Казань. Печать-сервис XXI век. 2014, С. 25-40]. Поэтому при исследовании влияния Мелафена на конкретную культуру его активность и интервал оптимально работающих концентраций препарата устанавливается экспериментально. В заявляемом способе оптимальные концентрации регулятора роста определены как 1·10^-7-1·10^-8 г/л.

Исследования проводились на дынях сорта Лада и арбузах сорта Ильясовский в условиях природно-климатической зоны дельты Волги на полях ООО «Надежда 2» Камызякского района Астраханской области.

Площадь опытной делянки 100 м², учетной делянки - 50 м², повторность опыта четырехкратная. Зяблевая вспашка на 25-30 см, ранневесенняя культивация с боронованием на 15 см, фрезерование почвы на 10 см, предпосевная нарезка борозд на 8 см, первая культивация междурядий по всходам на 10-8 см, вторая культивация междурядий на 8 см;

- внесение удобрений (вид, доза) - не вносили;

- дата предпосевной обработки семян 27.04.2014; посева 28.04.2014;

- норма высева семян 5 кг/га (арбуз), 3 кг/га (дыня);

- поливы с интервалом 7-10 дней, оросительная норма 2500 м³/га, трехкратная ручная прополка в рядках (12.05.14, 28.05.14, 15.06.14).

При проведении фенологии на дыне отмечали такие фазы развития: всходы, появление первого настоящего листа, цветение, начало созревания плодов, первого, второго и последнего сбора урожая, на арбузе: всходы, фаза «шатрика», цветение, начало созревания плодов, сбора урожая. Исследования вели в соответствии с [Методика полевого опыта в овощеводстве и бахчеводстве / В.Ф. Велик, M: 1979 - 200 с.]. Учет урожая проводили методом взвешивания согласно ГОСТУ 7178-85 «Дыни свежие. Технические условия» и ГОСТУ 7177-80 «Арбузы свежие. Технические условия». При проведении биохимического анализа плодов определяли содержание: а) сухих веществ, б) аскорбиновой кислоты, в) кислотность [Методы биохимического исследования растений / А.И. Ермаков и др.; под. ред. А.И. Ермакова. - Л.: Агропромиздат. 1987. - 430 с.]; с) суммы сахаров - цианидным методом [Практикум по агрохимии / И.П. Дерюгин и др.; под. ред. Б.А. Ягодина. - М.: Агропромиздат, 1987. - 512 с.]. Дегустационную оценку проводили по пятибалльной системе [Методика полевого опыта в овощеводстве и бахчеводстве / В.Ф. Велик, M: 1979 - 200 с.].

Полевая всхожесть семян

Результаты проведенных исследований по влиянию заявляемого способа с применением регулятора роста Мелафен на полевую всхожесть семян арбуза и дыни представлены в таблицах 1 и 2. Установлено, что обработка семян арбуза регулятором роста Мелафен в концентрации 1·10^-7 г/л повысила полевую всхожесть арбуза на 6,7% по отношению к контролю, дыни на 10%.; Мелафен в концентрации 1·10^-8 г/л повысил этот показатель на 7,2% для арбуза и на 18,2% для дыни. При использовании Циркона в рекомендованной концентрации (0,034 мл/л) всхожесть семян арбуза увеличился лишь на 4,8%, а дыни на 4,2%.

Рост и развитие растений

Данные биометрических измерений, проведенные в начале созревания плодов бахчевых культур, представлены в таблицах 3 и 4. Они свидетельствуют о том, что растения дыни и арбуза с предпосевным замачиванием семян и опрыскиванием в начале цветения регулятором роста Мелафен имели большую массу, соответственно выделялись по количеству листьев, боковых плетей и завязей по сравнению с контролем и прототипом. Так, например, масса растений и количество завязей растений арбуза по отношению к контролю при использовании Мелафена увеличились на 150-160%, тогда как при использовании Циркона не более чем на 130-135%. При этом максимальное значение биометрических показателей растений дыни отмечено в варианте с использованием препарата Мелафен в концентрации 1·10^-7 г/л, тогда как для растений арбуза в концентрации 1·10^-8 г/л.

Урожайность и качество плодов

Результаты проведенных исследований по влиянию регулятора роста Мелафен на урожайность и массу плодов арбуза и дыни представлены в таблицах 5 и 6.

Заявляемый способ с предпосевной обработкой семян исследуемых бахчевых культур с последующим опрыскиванием растений регулятором роста Мелафен в концентрации 1·10^-7 г/л позволил повысить урожайность арбуза на 9,1%, дыни на 26,5%, а содержание больных плодов в урожае снизить на 1,0% и 1,3% соответственно.

Использование регулятора роста Мелафен в концентрации 1·10^-8 г/л увеличило урожайность арбуза на 12,6%, дыни на 24,2%. Количество больных плодов уменьшилось на 1,5%, дыни на 0,9%

Способ с использованием регулятора роста Циркон, обеспечивая меньший защитный эффект от болезни, повысил урожайность арбуза на 8,1%, а дыни на 21,4%.

Неожиданно высокие показатели средней массы и диаметра плодов бахчевых культур получены при осуществлении заявляемого способа (таблицы 5 и 6). Установлено, что Мелафен оказывает существенно большее положительное влияние на указанные показатели урожая, нежели Циркон. Так, например, средняя масса плода арбуза при применении Мелафена увеличилась на 24,1% к контролю, а на фоне Циркона лишь на 8,9%.

Качество и химический состав плодов арбуза и дыни приведены в таблицах 7 и 8. Заявляемый способ обеспечивает повышение содержания в плодах сухого вещества и суммы сахаров по сравнению с контролем, снижение содержания нитратов и не влияет на дегустационную оценку.

Защита от грибковых инфекций

Первые признаки развития грибкового заболевания - антракноза (Colletotricum laqenarium) на растениях арбуза были отмечены в период формирования плодов. Заявляемый способ с предпосевной обработкой семян и опрыскиванием растений в период вегетации препаратом Мелафен значительно сдерживал распространение и степень развития болезни (таблица 9). Регулятор роста Циркон обладал меньшим защитным эффектом от указанного грибкового заболевания. Во время плодообразования биологическая эффективность Мелафена в концентрации 1·10^-7 г/л против болезни составляла 51,2%, а Мелафена в концентрации 1·10^-8 г/л - 50,8%. Показатель эффективности Циркона равнялся 49,5%. К началу созревания плодов защитный эффект от всех регуляторов роста оставался в пределах 46,7-42,0%, однако во время сбора урожая их эффективность снизилась до 7,9-5,7%.

Основным вредоносным заболеванием для дыни в последние годы является ложная мучнистая роса - пероноспороз. Возбудитель болезни - гриб Peronoplasmopara cubensis Clin. (класс Оомицеты). Растения дыни в варианте способа с предпосевной обработкой и однократным опрыскиванием растений регулятором роста Мелафен в концентрации 1·10^-7 г/л оказались более устойчивыми к этому заболеванию. Так, во время первого учета показатель биологической эффективности регулятора роста Мелафен составлял 36,4%, а Циркона 18,2% (таблица 10). Во время третьего учета эффективность регулятора роста Мелафен в концентрации 1·10^-7 г/л была выше показателя Циркона (18,6 и 11,4% соответственно).

Таким образом, заявляемый способ повышения продуктивности бахчевых культур путем предпосевной обработки семян водным раствором регулятора роста Мелафен в концентрации 1·10^-7-1·10^-8 г/л и последующего однократного опрыскивания растений в начале их цветения обеспечивает ряд положительных эффектов - повышение урожайности и сопротивляемости к поражению грибковыми болезнями, улучшение качества и размера плодов.

По сравнению с прототипом, заявляемый способ обладает рядом преимуществ:

он более прост (технологичен) в исполнении, поскольку требует меньше операций по обработке бахчевых культур;

он экономичнее, так как препарат Мелафен используется в несравнимо меньших количествах, что способствует снижению себестоимости продукции;

он повышает сопротивляемость бахчевых культур к грибковым болезням;

он более эффективен, так как значительно больше повышает урожайность и особенно среднюю массу и диаметр плодов, а также улучшает качество плодов, повышая содержание сахаров и сухих веществ, снижая содержание нитратов.