Результат интеллектуальной деятельности: Средство для предпосевной обработки семян овощных культур в условиях защищенного грунта

Изобретение относится к сельскому хозяйству и биотехнологии, в частности к средствам для предпосевной обработки семян овощных культур, и может быть использовано при выращивании овощей в тепличных условиях для снижения поражаемости болезнями и вредителями и повышения урожайности овощных культур.

Предпосевная обработка семян осуществляется веществами, обладающими защитно-стимулирующим действием, повышающими иммунитет, способствующими увеличению ростовой активности растений, защите их от болезней и вредителей и в конечном итоге повышению урожайности.

Известен широкий спектр ростовых веществ и средств защиты растений от сорняков, вредителей и болезней. Значительная часть этих препаратов относится к категории химических соединений, загрязняющих окружающую среду и создающих опасность для здоровья человека и животных. Вместе с тем требования экологии приводят к необходимости создания препаратов, относящихся к категории биопрепаратов, использование которых в малых дозах было бы эффективно.

Известно средство для предпосевной обработки семян НАРЦИСС BP, представляющее собой хитозан (50%), янтарную кислоту (30%), глутаминовую кислоту (80%), которое можно рассматривать как биопрепарат (Справочник пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации за 2004 год. Издательство «Агрорус», ООО «Агро 48», Липецк, стр. 318) [1]. Норма расходования средства 1 л/т, он рекомендован для использования на рисе, пшенице, ячмене, подсолнечнике, огурцах.

В качестве средства повышения болезнеустойчивости известна также салициловая кислота, которая индуцирует устойчивость растений, например табака и огурца, к грибным и бактериальным заболеваниям (Тарчевский И.Α., Максютова Н.Н., Яковлева В.Г. Влияние салициловой кислоты на синтез белков в проростках гороха // Физиол. раст., 1996, т. 43, №5. с. 667-670 [2].

Наиболее близким техническим решением к заявленному является средство для предпосевной обработки семян гороха. Средство содержит салициловую кислоту, лектины фасоли и источник магния (патент РФ №2372763) [3].

Недостатком описанных выше препаратов является то, что их действие не распространяется на овощные культуры защищенного грунта.

Задачей изобретения является повышения болезнеустойчивости семян овощных культур и повышение их урожайности.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в известное средство, содержащее салициловую кислоту, лектины, источник магния, согласно изобретению, дополнительно вводят биофлавоноиды гречихи, метаболиты гриба Trichoderma, гуминовые кислоты, а в качестве лектинов используют лектины сои при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Биофлавоноиды гречихи являются регуляторами транспорта ауксинов - растительных гормонов, которые контролируют рост и развитие растений.

Антибактериальные и антигрибковые свойства биофлавоноидов защищают растения от возбудителей различных инфекционных болезней.

Биофлавоноиды гречихи предохраняют растения от стрессовых воздействий окружающей среды, в результате которых образуются свободные радикалы, нарушающие процессы жизнедеятельности клеток.

Лектины сои принимают участие в регуляции активности ряда ферментов, в том числе обуславливающих работу ионных насосов, в формировании, поддерживании или использовании запасных питательных веществ; взаимодействии с полисахаридами и гликолипидами во время синтеза и транспорта последних.

Важная роль магния для растения заключается в том, что он входит в состав хлорофилла, вещества, определяющего зеленый цвет растения. Хлорофилл жизненно важен для растений, поскольку он отвечает за поглощение энергии Солнца и превращение ее в химическую энергию, необходимую для жизнедеятельности.

Метаболиты гриба Trichoderma: факторы роста (ауксины, цитокины и этилен), органические кислоты, внутриклеточные аминокислоты, витамины и свыше 100 антибиотиков. Фитогормоны Trichoderma (цитокинины), отвечающие за стимуляцию физиологических процессов растений, поступают в растительный организм и приводят к более активному его развитию. Одним из возможных механизмов, привлекающих особое внимание, является устойчивость биоконтрольного агента к стрессам благодаря улучшению корневой системы и повышению жизнеспособности растений. Толерантность к высушиванию и повышенная усвояемость азота являются примерами этого механизма. Улучшение состояния корневой системы благодаря Trichoderma, возможно, приводит к появлению устойчивости к патогенам, которые непосредственно не контролируются.

Технология получения Метаболитов гриба Trichoderma

Для выделения метаболитов гриба триходермы выделенный патоген из почвы размножали на твердой питательной среде в течение семи суток.

Далее собрали стерильной бактериологической петлей выращенный мицелий гриба Tricoderma и проводили экстракцию в соотношении 1:2 диэтиловым эфиром в течение суток. Затем центрифугировали 8 тыс. оборотов в течение 10 мин. Эфир упаривали при 20°С до сухого осадка.

Осадок растворяли в воде и центрифугировали 8 тыс. оборотов в течение 10 мин. Отделенный супернатант, содержащий метаболиты гриба Trichoderma, использовали для проведения эксперимента. Выход 5%.

Под влиянием гуминовых кислот растения скорее созревают, у них быстрее дифференцируются и формируются зачаточные органы репродукции, гуминовые кислоты и другие стимуляторы влияют на биохимические процессы в растениях и, в частности, на синтез сахаров, хлорофилла, белка и особенно на оксидативные процессы.

Технология получения гуминовых кислот

Порошок биогумуса заливают десятикратным по весу раствором, содержащим 100 г/л 53% азотной и 420 г/л электролита (33% серной кислоты). В течение часа поддерживают температуру 70-90°С и регулярно взбалтывают содержимое. Чтобы уменьшить испарение, экстракцию проводят в колбе с обратным холодильником. Горячие кислоты окисляют биогумус, что позволяет поднять уровень экстракции кислот почти в два раза. Фильтруют. Оставшийся гумин выбрасывают или используют по собственному назначению. А раствор нейтрализуют едким калием до достижения рН 5.2.

Механизм действия предлагаемого средства заключается, в том, что он вызывает экспрессию генов, ответственных за иммунитет и активизирует ферменты и реакции, необходимые для синтеза хлорофилла и световой реакции фотосинтеза.

Сущность использования предлагаемого средства заключается в том, что семена обрабатывали перед проращиванием в течение двух часов.

Показания снимали в процессе вегетации и плодообразования.

Контрольные варианты:

1 - вариант без обработки, т.е. замачивание семян в течение 2-х часов в воде.

2 - вариант с обработкой известным средством, т.е замачивание в течение 2-х часов (для перцев - «Эпин-Экстра», для огурцов - «Триходерма вириде», для томатов - «Эпин», для петрушки, укропа и лука «Эпин»).

Опытные варианты (замачивание в течение 2-х часов):

семена, обработанные предлагаемым средством.

Испытания предлагаемого средства проводили на семенах перцев сорта «Калифорнийское чудо», огурцов сортов «Кураж», «Зозуля», «Китайский», томатов сорта «Сердцеед», петрушки «Сахарная скороспелая», укропа «Грибовский» и лука «Золотистый».

Пример 1

В фазу начало плодообразования заболевание растений мягкой бактериальной гнилью не наблюдалось. Но в начале фазы созревания плодов заболевание отмечено только в контрольном варианте без обработки и составило 5,4%. В фазе биологической спелости в варианте с обработкой предлагаемым средством наблюдалось минимально поражение заболеванием и составило 1,7%. При этом развитие болезни в контрольном варианте без обработки составило 7,4%.

Таким образом, выявлено, что предлагаемое средство снижает заболеваемость плодов перца в 4,3 раза в сравнении с контролем без обработки.

Пример 2

В фазу начало плодообразования поражение растений паутинным клещом не наблюдалось. Поражение было отмечено в контрольном варианте без обработки в фазе созревания плодов и составило 2,8%, в фазе биологической спелости в варианте с обработкой «Эпином-Экстра» распространение паутинного клеща составило 2,9%, 6,8% в контрольном варианте без обработки. В варианте с обработкой предлагаемым средством вредитель не был замечен, что говорит о высоких защитных свойствах.

Таким образом, показано 100% снижение зараженности паутинным клещом перца под влиянием предлагаемого средства.

Пример 3

Предпосевная обработка семян перца сорта «Калифорнийское чудо» предлагаемым средством повышает урожайность растений до 56,4 т /га, в то время как в контрольном варианте с использованием препарата «Эпин-Экстра» урожайность составляет 50,8 т/га, а в контрольном варианте без обработки 46,8 т/га.

Таким образом, использование предлагаемого средства обеспечивает повышение урожайности перца.

Пример 4

При обработке семян томатов предлагаемым средством в процессе вегетации и плодооброзования не обнаружено растений, пораженных болезнью, притом как в случае обработки промышленным средством «Эпин» выявлено 1% поражение растений болезнями, а в контрольном варианте 5, 7%. Полное снижение заболеваемости растений при предпосевной обработке предлагаемым средством способствовало повышению урожайности до 3,9 кг/м², в варианте с применением промышленного средства «Эпин» - 3,0 кг/м², а в контрольном варианте без обработки урожайность 2,1 кг/м².

Таким образом, при выращивании томатов предпосевная обработка предлагаемым средством способствовала отсутствию пораженных растений и увеличению урожайности.

Пример 5

В контрольном варианте без обработки у сорта огурцов «Кураж» насчитывается 10% растений, пораженных болезнью, у сорта «Зозуля» 30%, а у сорта «Китайский» 15%. В случае контрольного варианта обработка семян промышленным средством «Триходерма вириде» процент больных растений снижается в 10-20 раз и соответствует: «Кураж» - 1%, «Зозуля» - 1,5%, «Китайский» - 1%. Обработка семян предлагаемым средством показало полное отсутствие пораженных болезнью растений.

Отсутствие больных растений при обработке предлагаемым средством дало возможность в данном варианте получить максимальный урожай по всем сортам, так у сорта «Кураж» - 9,1 кг/м², «Зозуля» - 8,7 кг/м², «Китайский» - 8,3 кг/м². Несколько ниже урожайность в случае обработки семян промышленным средством Триходерма вириде и составляет: «Кураж» - 5,8 кг/м², «Зозуля» - 5,9 кг/м², «Китайский» - 5,1 кг/м². Наиболее низкие результаты урожайности в контрольном варианте без обработки «Кураж» - 4,9 кг/м², «Зозуля» - 3,9 кг/м², «Китайский» - 3,1 кг/м².

Таким образом, применение для предпосевной обработки семян огурцов предлагаемого средства показало полное отсутствие больных растений и повышение урожайности по всем сортам.

Пример 6

Изучение ростовых показателей при возделывании зеленого лука в условиях защищенного грунта на сорте «Золотистый» измеряли на 14 сутки (начальные измерения) и на 25-е сутки (конечные измерения). Так, в контрольном варианте без обработки длина проростков изменяется с 10,5 см до 38 см с применением промышленного средства «Эпин» длина проростков изменяется с 11,5 см до 40 см. При использовании предлагаемого средства длина проростков изменяется с 12,3 см до 47 см.

Длина проростков в среднем увеличилась от 38 до 47 см, причем у образцов с применением предлагаемого средства увеличение длины на 1,5% больше в сравнении с препаратом «Эпин».

Средний вес проростков на конец периода составил от 15,97 см до 19.52 см, предлагаемое средство показало наилучший результат.

Масса растений на делянке имеет большее значение в варианте с использованием предлагаемого средства 447.4 г.

Предпосевная обработка семян лука предлагаемым средством повышает всхожесть до 96%, притом что с препаратом «Эпин» всхожесть составляет 80%.

Энергия прорастания отличается между вариантами незначительно.

Анализ на содержание нитратов на конец периода выращивания показал, что превышения ПДК по всем вариантам не наблюдается.

Таким образом, показано увеличение ростовых показателей массы лука, всхожести и повышение урожайности под влиянием предлагаемого средства.

Пример 7

При возделывании петрушки в условиях защищенного грунта ростовые показатели снимались на начальном периоде развития (10 сутки) и конец периода (35 сутки). Эксперимент проводили на сорте петрушки «Сахарная скороспелая». На начало развития длина проростков составила 1,6 см у контрольного варианта «Эпин», 1,4 в контрольном варианте без обработки и в варианте с предлагаемым средством 2,0 см. На конец периода развития длина проростков составила в контрольном варианте без обработки 14 см, в контрольном варианте с промышленным средством «Эпин» 16 см, в варианте с предлагаемым средством 28 см.

Ввиду того, что длина проростков в вариантах предлагаемого средства выше, у этого же варианта мы отмечаем более высокую массу одного растения (4.13 г) и массу растений на делянке (341,5 г), однако в варианте с «Эпином» отмечен средний вес растений 4,14 г и масса на делянке 243,4 г.

Выявлено, что применение предлагаемого средства повышает всхожесть семян петрушки на 3-4%.

Энергия прорастания в исследуемых вариантах изменяется в пределах погрешности опыта.

Превышения содержания нитратов на конец периода выращивания не обнаружено.

Таким образом, предлагаемое средство комплексно влияет на ростовые процессы при выращивании укропа и повышает урожайность.

Пример 8

В ходе эксперимента при возделывании укропа сорта «Грибовский» исследования проводили на начало эксперимента (10-е сутки) и конец эксперимента (40-е сутки). При исследовании ростовых показателей выявлены наибольшие величины длины проростков на начальном этапе в варианте с применением предлагаемого средства 4,4 см. По другим вариантам длина составляет 2,0 см (контроль «Эпин») и в варианте без обработки 1,4 см.

Средний вес растения составил от 1,7 г до 2,4 г. Наименьший вес у образцов в контрольном варианте без обработки - 1,7 г. В контрольном варианте с «Эпином» - 2,7 г, а с использованием предлагаемого средства - 2,9 г.

Использование предлагаемого средства повышает всхожесть семян укропа на 6-10%, а энергия прорастания в исследуемых вариантах изменяется незначительно.

Превышение ПДК на нитраты по всем вариантам исследования не выявлено.

Таким образом, показано увеличение ростовых показателей массы укропа, всхожести и повышение урожайности под влиянием предлагаемого средства.

В результате проведенного эксперимента с использованием предлагаемого средства, созданного на основе биологически активных веществ, выделенных из биологических объектов, выявлено, что предлагаемое средство показало хорошие результаты в сравнении с контрольными вариантами по следующими показателям: длина проростков, вес проростков, урожайные показатели, а также всхожесть в вариантах с предлагаемым средством примерно на 10% выше контроля.

Таким образом, проведенные исследования на формирование структуры урожая показало, что наиболее эффективным является предлагаемое средство.

Преимущества данного средства обусловлено способностью индуцировать болезнеустойчивость растений овощных культур за счет компонентов сигнальной системы устойчивости.

Таким образом, использование предлагаемого средства позволит повысить болезнеустойчивость, снизить поражаемость вредителями овощных культур в период вегетации и повысить их урожайность.