Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Заявляемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к наиболее эффективным и малозатратным способам применения биоорганического удобрения на базе использования городских осадков сточных вод при выращивании зерновых культур. Может быть использовано в земледелии и при промышленной утилизации городских осадков сточных вод.

Биоорганическое удобрение на базе использования городских осадков сточных вод содержит органо-минеральные отходы осадков городских сточных вод, очищенные на станции аэрации от болезнетворных микроорганизмов и гельминтов путем длительного компостирования. Данное удобрение содержит в своем составе органические вещества, азот, фосфор, калий, серу и микроэлементы: медь, цинк, кобальт, молибден и др. в связанной форме и используется для предпосевной обработки семян и вегетирующих растений в целях повышения роста, развития растений и увеличения урожайности зерна.

Известен способ повышения урожайности сельскохозяйственных культур (патент RU №94009802, опубликован 20.04.1996), в котором используется препарат «Стифун» для предпосевной обработки семян и вегетирующих растений. Данный препарат готовится следующим образом. Семена озимой ржи проращивают в течение 3-4 суток при 20-25°С. По истечении этого времени проростки заливают 2-2,5 объемами дистиллированной воды или 70% спирта, тщательно промывают и процеживают через плотный материал. Полученный раствор биопрепарата разливают в кюветы и замораживают при -20°С. Затем кюветы устанавливают в камеру лиофильной сушилки, и замороженный биопрепарат высушивают в вакууме. Процесс получения препарата «Стифун» очень трудоемкий, требует большой технической оснащенности и непригоден для использования в условиях отдельных хозяйств.

Известен способ предпосевной обработки семян зерновых, зернобобовых, крупяных и масличных культур для повышения урожайности и устойчивости семян к неблагоприятным условиям (патент RU №2224399, опубликован 27.02.2014), заключающийся в обработке семенного материала раствором природного минерала бишофита. Раствор бишофита активируют магнитным полем мощностью 200-450 Э. Концентрация бишофита - 15-100 мас. % от исходного рассола, расход - 10-15 л/т семян.

Недостатком данного способа является недоступность во многих регионах минерала Бишофита. Также создает технические трудности необходимость наличия установки для создания магнитного поля.

Известен способ стимулирования прорастания семян сельскохозяйственных культур (патент RU №2528436, опубликован 20.09.2014), заключающийся в замачивании семян на 3-4 часа в 5-6% водном растворе сока вязеля пестрого, отжатого в фазу цветения растений, с добавлением 2-3 мл этилового спирта на 100 мл сока.

Недостатком данного способа является труднодоступность зеленых растений вязеля пестрого и необходимость создания специализированной установки для отжима сока, что требует дополнительных денежных и трудовых затрат.

Известен способ внесения осадков сточных вод (Уполовников Д.А. Система фитомелиорации черноземов южных и каштановых почв Поволжья, дис. на соиск. уч. ст. д. с.-х. н., Саратов, 2012) в агрохимических дозах 12,5-25,0 т/га и мелиоративных 50-100 т/га под вспашку зяби или без заделки в почву. Данный прием предназначен для увеличения плодородия и восстановления смытых черноземов с пониженным содержанием гумуса.

Недостатком способа является внесение больших количеств осадков сточных вод 12,5-100 т/га, что требует дополнительных затрат на доставку и внесение удобрения в почву.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ применения осадков сточных вод в качестве удобрения при посеве семян или посадке растений (патент RU 2421288, опубликован 20.06.2011). Удобрения вносятся в почву в период подготовки ее к посеву семян, либо одновременно с высеваемыми семенами, либо под корневую систему в процессе вегетационного развития растений.

Недостатком способа является необходимость приведения осадков сточных вод в пастообразное состояние перед их применением, что является трудоемким и энергозатратным мероприятием, а также необходимость проведения дополнительной технологической операции по внесению осадков сточных вод перед посевом или одновременно с посевом сельскохозяйственных культур.

Технической задачей изобретения является создание способа оптимального применения биоорганического удобрения на основе осадков сточных вод при выращивании сельскохозяйственных культур.

Техническим результатом является увеличение показателей роста и развития растений яровой пшеницы, урожайности и качества зерна.

Техническая задача решается, а технический результат достигается одним из следующих приемов:

1. Инокуляцией (опылением) семян зерновых культур перед посевом, когда осадки сточных вод измельчаются, а затем ими опыляются предварительно намоченные водой семена. Измельченные осадки сточных вод в этом случае применяются нормой 4 кг на тонну семян.

2. Готовится маточный раствор путем растворения сухих осадков сточных вод в соотношении с водой 1:100. Затем готовится рабочий раствор из 1 л маточного и 10 литров воды и проводится предпосевная обработка семян сельскохозяйственных культур из расчета рабочего раствора 10 л/т обрабатываемых семян, а маточного раствора - 1 л/т семян.

3. Маточный раствор нормой 4 л растворяется в 300-400 л воды и полученный рабочий раствор применяется для внекорневой подкормки растений в фазу кущения и в фазу начала колошения зерновых культур путем опрыскивания нормой 300-400 литров рабочего раствора на гектар.

Объем рабочего раствора зависит от применяемых машин и аппаратуры и может колебаться в пределах 300-400 л/га. Различие применяемых машин состоит в их способности проводить мелкокапельное (размер капель 50-150 мкм), среднекапельное (151-300 мкм), крупнокапельное (больше 300 мкм) опрыскивание.

Если при среднекапельном опрыскивании величина диаметра отдельных капель колеблется в пределах 151-300 мкм, то при мелкокапельном она уменьшается до 50-150 мкм. Уменьшение размеров капель при этом приеме опрыскивания позволяет наносить то же количество препарата при значительно меньшем объеме расхода жидкости.

Органические удобрения, применяемые в земледелии, имеют более низкую эффективность, поэтому их вносят в почвы в больших дозах 10, 30, 60 т/га (Справочник по органическим удобрениям. В.Л. Васильев и др. М.: Росагропром, 1988, с. 29, 170). В заявляемом способе используются более низкие дозы - 4 кг/т при инокуляции семян, 1 л/т - при предпосевной обработке семян и 4 л/га - при внекорневой подкормке.

Отличие заявляемого способа от прототипа заключается в том, что первоначально готовится маточный раствор, который в дальнейшем используется в различных дозах как для предпосевной обработки семян, так и внекорневой подкормки вегетирующих растений, а также используются измельченные сухие осадки сточных вод для инокуляции семян.

При разбавлении осадков сточных вод в воде в соотношении 1:100 микро- и макроэлементы переходят из твердой формы в раствор, что повышает эффективность усвоения элементов питания растениями при внесении. Транспортировка и внесение доз заявленных нами удобрений (1-4 л/га) требует меньших финансовых и энергетических затрат.

Компоненты удобрения находятся в следующем соотношении:

- органическое вещество 21,0%, в том числе гуминовые и фульвокислоты;

- азот 4,5%, в том числе и аммиачный азот 2,2%;

- доступный фосфор 1,4%;

- калий 0,7%;

- кальций - 15 мг.экв./100 г почвы;

- магний 33 мг.экв./100 г.почвы;

- медь 303 мг/кг почвы;

- марганец 10 мг.экв./100 г почвы;

- цинк 182 мг.экв./100 г почвы.

Способ позволяет безопасно утилизировать осадки сточных вод, повышает урожайность и качество сельскохозяйственной продукции.

Пример реализации изобретения.

Осадки сточных вод, очищенные на станции аэрации от болезнетворных микроорганизмов и гельминтов путем длительного компостирования в течение 6 лет, применяются следующим образом.

Обработка семян путем инокуляции.

При инокуляции осадки сточных вод измельчаются до пылеобразного состояния. Семена зерновых культур намачиваются водой дозой 10 л/т и производится опыление их измельченными осадками сточных вод в дозе 4 кг на тонну семян, в результате чего вокруг семени образуется оболочка, которая при попадании семени в почву растворяется и создает вокруг семени питательную среду. Это способствует ускоренному появлению всходов и увеличению темпов роста.

Инокуляцию семян можно проводить, например, машинами для протравливания семян типа ПСШ-5, ПС-10, «Мобитокс».

Обработка семян зерновых культур

Маточный раствор готовится следующим способом. Осадки сточных вод в твердом виде разбавляются в воде в соотношении 1:100. Затем полученный маточный раствор настаивается с периодическим перемешиванием в течение 12 часов, после этого для отделения не растворившейся твердой части он фильтруется и транспортируется к месту применения. Маточный раствор используется следующим образом.

Для предпосевной обработки семян зерновых культур.

Готовится рабочий раствор, содержащий 1 л маточного раствора и 10 л воды на 1 т семян. Обработка семян осуществляется, например, шнековым протравителем семян типа ПСШ-5. Затем обработанные семена накрываются пологом на 2 часа для лучшего впитывания раствора, после этого их можно высевать в почву. Данная операция повышает всхожесть и энергию прорастания семян зерновых культур, ускоряются сроки прохождения фаз развития растений.

Для внекорневой подкормки вегетирующих растений.

Готовится рабочий раствор, содержащий 4 л маточного раствора и 300-400 л воды на 1 га. Данным рабочим раствором проводится опрыскивание вегетирующих растений в фазе кущения и повторно в фазе начала колошения любым доступным агрегатом, способным выполнять данный вид работ. Данная подкормка обеспечивает поглощение раствора через листья растений, происходит обменная адсорбция, процесс протекает на поглощающей поверхности практически мгновенно. В результате чего повышается интенсивность фотосинтеза, усиливается приток органического вещества и энергетического материала к корневой системе. Наблюдается усиление дыхания, быстрый рост корней и, как следствие, увеличение количества поступающих в растение минеральных веществ.

При испытании раствора осадков сточных вод установлено, что обработка семян яровой пшеницы повышала всхожесть семян на 22%, ускоряла развитие растений, всходы из обработанных семян были на 3-4 см выше контрольных, необработанных.

Испытание метода инокуляции мокрых семян порошком осадков сточных вод ускоряло появление всходов на 2 дня, увеличивало энергию прорастания с 22% на контроле, до 90% при использовании осадков сточных вод (ОСВ), высота растений увеличилась на 53%. Количество биомассы в фазу начала кущения увеличилось с 2,0 г/м² до 4,75 г/м². Урожайность зерна при этом возросла на 32% (таблица 1).

На опытном участке на посевах яровой пшеницы проводилась внекорневая подкормка методом опрыскивания нормой маточного раствора 4 л/га, при этом растения обрабатываются два раза, первый раз в фазу кущения, второй раз в фазу начала колошения.

Опрыскивание яровой пшеницы в фазу кущения и в фазу начала колошения ускоряет рост и развитие растений. Прибавка урожайности составляла на 0,28 т/га или 29,4%.

Отмечено увеличение площади листьев, озерненности колоса, массы 1000 зерен и урожайности культуры (таблица 2).

Таким образом применение осадков сточных вод при предпосевной обработке семян является эффективным приемом и повышает высоту растений на 53%, количество биомассы в фазу начала кущения на 2,75 г/м² и урожайность зерна на 32%.

Внекорневая подкормка вегетирующих растений яровой пшеницы в базу кущения и начала колошения увеличивает урожайность на 29,4%.