Результат интеллектуальной деятельности: Способ повышения плодородия почвы в рисовом севообороте

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к возделыванию риса, и может найти применение при повышении плодородия почвы в рисовом севообороте.

Известна обработка растений в частности риса и сои водным раствором стимулятора роста «Мелафена» в концентрации 10^-6-10^-9 г/л (Патенты РФ №2390984, 2354106, кл. А01С 1/00, 2010, 2009) для увеличения энергии прорастания, всхожести семян и урожайности.

Наиболее близким техническим решением является технология, включающая посев обработанных препаратом «Ризоторфин» семян сои в рисовом севообороте путем чередования с рисом любое количество лет (https://refdb.ru/look/2491829-pall.html - Раздел II, пункт 3).

Недостатком известной технологии является недостаточное повышение плодородия почвы, так как используются не все биологические ресурсы сои, которые выражаются в количестве клубеньковых бактерий, за счет них соя обладает наилучшими свойствами мелиоранта и ремонтной культурой среди бобовых и других предшественников риса.

Техническим результатом является повышение плодородия почвы в рисовом севообороте.

Технический результат достигается тем, что в способе повышения плодородия почвы в рисовом севообороте, включающем посев обработанных препаратом «Ризоторфин» семян сои в рисовом севообороте путем чередования с рисом любое количество лет, согласно изобретению, перед посевом семена сои обрабатывают рабочим раствором, состоящим из препарата «Ризоторфин» в количестве не более 180 мл и регулятора роста «Мелафен» в количестве не более 1 мл из расчета на 1 л нехлорированной воды, а обработку растений сои в фазе ветвления осуществляют водным раствором регулятора роста «Мелафен» с концентрацией 10^-9% в количестве 5 мл на 200 л/га водного раствора, при этом после уборки урожая сои ее пожнивные остатки запахивают в почву.

Новизна заявляемого способа обусловлена тем, что за счет комбинированной обработки семян сои и самого растения в фазу ветвления, с последующим запахиванием пожнивных остатков сои используются все биологические ресурсы сои, а именно получение наибольшего количества клубеньковых бактерий, что способствует улучшению почвы со стороны накопления азота не только для самой сои, но и последующих культур, стабилизации окислительно-восстановительных процессов, увеличения прибыльности урожая с гектара.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение технического результата и не выявлены при изучении данной и смежной областей науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию «изобретательский уровень».

Заявляемый способ рекомендовано использовать в сельском хозяйстве для повышения плодородия почвы в рисовом севообороте, что соответствует критерию «промышленная применимость».

Способ повышения плодородия почвы в рисовом севообороте осуществляется следующим образом.

Перед посевом семена сои обрабатывают рабочим раствором, состоящим из препарата «Ризоторфин» в количестве не более 180 мл и регулятора роста «Мелафен» в количестве не более 1 мл из расчета на 1 л нехлорированной воды, а обработку растений сои в фазе ветвления осуществляют водным раствором регулятора роста «Мелафен» с концентрацией 10^-9% с расходом водного раствора 200 л/га, при этом после уборки урожая сои, ее пожнивные остатки запахивают в почву. Если препарат «Ризоторфин» взять в количестве больше 180 мл или меньше, то в результате не будет получено наибольшее количество клубеньковых бактерий, именно 180 мл препарата является оптимальным количеством, для того чтобы получить их максимальное количество. Что касается регулятора роста «Мелафена», то использование его в количество 1 мл на 1 литр при обработке семян и в количестве 5 мл на 200 л/га водного раствора при обработке сои в фазу ветвления обеспечивает максимальное развитие клубеньковых бактерий, если взять количества «Мелафена» больше или меньше, то будет происходить угнетение их развития. Чтобы максимально использовать биологические ресурсы сои, ее пожнивные остатки запахивают в почву.

Пример конкретного осуществления способа повышения плодородия почвы в рисовом севообороте

Способ заключается в предпосевной обработке семян сои раствором препарата Мелафен (1⋅10^-7% концентрация) совместно с инокулянтом - Ризоторфин (1/2 рекомендуемой дозы) и растений раствором препарата Мелафен (1⋅10^-9% концентрация). Расход рабочего раствора - 10 л на 1 т семян, на растениях - 200 л/га.

В качестве эталона - типовой технологии, в которой применение инокулянта является обязательным приемом, взят препарат (инокулянт) Ризоторфин (два варианта - полная доза и рекомендованной дозы). В контрольном варианте семена сои не обрабатывались указанными выше препаратами.

Соя предъявляет высокие требования к снабжению ее питательными веществами. Как бобовая культура, она способна ассимилировать азот из воздуха посредством симбиоза с клубеньковыми бактериями (Барчукова А.Я. Применение новых препаратов для инокуляции семян сои / А.Я. Барчукова, Э.Ш. Габибуллаев, Т.В. Цикункова, В.Ю. Хреновский // Земледелие, 2010. - №3. - С. 26-27).

Эффективность бобово-ризобиального симбиоза зависит от величины и активности симбиотического аппарата, которая оценивается по числу и массе активных клубеньков в среднем на одном растении (Кретович А.В. Молекулярные механизмы фиксации азота атмосферы / А.В. Кретович, З.Г. Евстегнеева, Н.П. Львов // Вестник АН СССР, 1972. - №3. - С. 38-46).

На процесс азотфиксации зернобобовых ощутимо влияют и некоторые регуляторы роста. Так, в опыте (Bishonoi N.R. Effect of waterlogging and gibberellic acid on nodulation, and nitrogen fixation in chicpea / N.R. Bishnoi, N.K. Krishnamoorty // Haryana. Agr. Univ. J. Res. - Vol. 21. - №4. - P. 276-279) обработка семян гибберелловой кислотой в концентрации 10 мг/л способствовала увеличению количества клубеньков и содержанию в них легоглобина, а также ослабляла действие стрессов из-за неблагоприятных погодных условии. Индолилуксусная кислота (ИУК) и марганец слабо влияли на число клубеньков, но стимулировали увеличение их массы.

Увеличению числа и массы активных клубеньков на корнях каждого растения бобовых способствуют обработка семян некоторыми микроэлементами и регуляторами роста растений.

Для подтверждения повышения числа и массы активных клубеньков с помощью заявляемого способа, усиления фиксации азота воздуха и большего накопления его в растениях, нами использовалось два способа: полевой - закладка опыта с учетом различных сочетаний типовой технологии (препарат Ризоторфин) и заявляемого препарата (Мелафен, Мелафен + Ризоторфин); косвенный - по определению количества и массы клубеньковых бактерий в разрезе штаммов (активные, малоактивные и неактивные); по величине урожая и учета затрат на его получение.

Пример 1. Действие заявляемого способа изучалось при постановке полевого опыта по схеме:

- Контроль - без обработки семян и растений;

- Мелафен (1⋅10^-7% раствор) - обработка семян;

- Ризоторфин ( дозы) - обработка семян;

- Ризоторфин (полная доза) - обработка семян;

- Ризоторфин ( дозы) + Мелафен (1⋅10^-7% раствор) - обработка семян;

- Ризоторфин (полная доза) + Мелафен (1⋅10^-7% раствор) - обработка семян;

- Ризоторфин ( дозы) + Мелафен (1⋅10^-7% раствор) - обработка семян + Мелафен (1⋅0^-9% раствор) - обработка растений в фазе ветвления;

- Ризоторфин (полная доза) + Мелафен (1⋅10^-7% раствор) - обработка семян + Мелафен (1⋅10^-9% раствор) - обработка растений в фазе ветвления;

Расход рабочего раствора при обработке семян - 10 л/т, растений - 200 л/га.

Наибольшее количество клубеньковых бактерий у растений сои формируются к фазе цветения, в этот период и проведен отбор растительных проб на предмет определения количества и массы клубеньковых бактерий.

Пример 2. Действие заявляемого способа на интенсивность образования клубеньковых бактерий на сое

Большее число азотфиксирующих клубеньков на корнях формирует инокуляция семян (Барчукова А.Я., Габибуллаева Э.Ш., Цикункова Т.В., Хреновский В.Ю., 2010). У растений сои без инокуляции семян число клубеньков было втрое меньше, чем в вариантах с применением инокулянта.

Данные таблицы 1 показывают, что во всех опытных вариантах эффективность развития азотфиксирующего аппарата значительно превзошла таковую контрольного варианта. В опытных вариантах формировалось большее число клубеньков (17,7-28,8 шт., в контроле 14,2 шт.) и их суммарной массы (249,00-566,92, в контроле - 226,00 г).

Как отмечено выше, образование клубеньков можно активизировать путем обработки семян перед посевом инокулянтами. Полученные результаты хорошо согласуются со сказанным. В вариантах с обработкой семян Ризоторфином общее число клубеньков возросло значительно по отношению к контролю (18,8-19,1, в контроле - 14,2 шт.), но их фракционный состав существенно зависел от дозы препарата. Так, при использовании 1/2 дозы Ризоторфина формировалось большее число переходных форм клубеньковых бактерий (14,0 шт.) и меньшее число активных клубеньковых бактерий (5,1 шт.), чем при применении полной дозы (11,4 шт. и 7,4 шт. соответственно). При этом следует отметить, что во втором варианте возросло количество активных и уменьшилось число переходных форм клубеньковых бактерий.

Испытуемый препарат Мелафен обладает широчайшим спектром функциональной активности. Как фиторегулятор он создает предпосылки для усиленного минерального питания растений, положительно влияя на энергетический баланс растительных клеток, ускоряет метаболические процессы, усиливает азотный обмен растений. Исходя из этого, как и другие регуляторы роста (альбит, агростимулин, эмистим С). Мелафен усиливает автотрофное азотное питание сои. Так, в варианте с обработкой семян Мелафеном формировалось клубеньковых бактерий по массе значительно больше, чем в контроле и в вариантах с применением Ризоторфина (1/2 дозы и полная доза) - 353,31 мг/растение (226,00 - в контроле, 249,84 и 290,21 мг - 1/2 и полная доза Ризоторфина соответственно). Средняя масса активных клубеньков превзошла таковую в вариантах с применением Ризоторфина (35,39 мг, 1/2 дозы - 32,60 мг, полная доза - 29,79 мг). При этом следует отметить, что средняя масса клубеньковых бактерий переходной формы превышает таковую в вариантах с применением Ризоторфина (8,88 мг - Мелафен, 5,97 и 6,12 мг - Ризоторфин в половинной и полной дозе соответственно), а также активных клубеньков (35,39 мг, 32,60 и 29,79 мг соответственно).

Установлено также, что обработка семян сои перед посевом препаратом Мелафен в смеси с Ризоторфином существенно активизирует процесс формирования клубеньковых бактерий. При этом их масса возрастает с повышением дозы Ризоторфина (при 1/2 дозе - 379,94 мг, полной дозе - 490,13 мг, в контроле - 226,00 мг/растение).

Однако общие число и масса клубеньков на растении сои возрастает в большей мере в вариантах с обработкой семян смесью Мелафена (10^-7% р-р) и Ризоторфина (1/2 и полная доза) и последовательной обработкой растений сои в фазе ветвления раствором препарата Мелафен в концентрации 1⋅10^-9% (28,8 и 27,4 шт., 559,11 и 566,92 мг/растение, в контроле - 14,2 шт. и 226,00 мг соответственно). Причем в указанных вариантах значительно возрастает доля активной формы клубеньковых бактерий (42,4% и 59,1%, в контроле - 26,8%). Учитывая, что наибольшей активностью обладают более крупные клубеньки, именно в этих вариантах эффективность бобово-ризобиального симбиоза максимальна.

Пример 3. Действие заявляемого способа на урожайность сои и сокращение затрат на ее получение.

Усиление формирования и функционирования симбиотической системы (пример 2) с помощью заявляемого способа можно рассматривать как своеобразную фитофармакологию, которая облегчает производственные процессы и повышает урожайность при снижении затрат за счет уменьшения дозы инокулянта.

Выбор наиболее эффективного приема, в конечном счете, определяется величиной урожая (табл. 2). Исходя из полученных данных, наиболее высокая урожайность (24,5 ц/га, в контроле - 21,1 ц/га) получена в варианте, в котором семена обрабатывали препаратом Мелафен (1⋅10^-7% раствор) совместно с Ризоторфином (1/2 дозы) и последующей обработке растений в фазу ветвления раствором препарата Мелафен в концентрации 1⋅10^-9%. Прибавка урожая в этом варианте составила 16,1%.

Доходность любой сельскохозяйственной культуры во многом зависит не только от величины получаемого урожая, но и от экономии затрат на его получение. При применении в технологии возделывания сои рекомендованного приема (обработка семян смесью препаратов - Мелафен (1⋅10^-7% р-р) и Ризоторфин (1/2 дозы) и последующая обработка растений в фазу ветвления раствором Мелафена в концентрации 1⋅10^-9%, значительным оказалось сокращение расхода на использование испытуемых препаратов. Снижение дозы Ризоторфина наполовину сократило расходы (в расчете на 1 га) с 470 руб. до 235 руб., а с учетом расхода на Мелафен (семена + растения - 38 руб./га) - на 197 руб./га. Это для каждого хозяйства весьма ощутимая экономия.

Таким образом, применение заявляемого способа - обработка семян сои перед посевом препаратом Мелафен (1⋅10^-7% раствор) совместно с инокулянтом (Ризоторфин - дозы) и растений препаратом Мелафен (1-10^-9% раствор) в фазу ветвления можно рассматривать как способ усиления процесса формирования азотфиксирующих клубеньков на корнях сои, особенно активной формы. Это подтверждается данными урожайности (прибавка - 16,1%) и экономической эффективностью (сокращение затрат на обработку семян на 197 руб./га, вследствие уменьшения дозы Ризоторфина вдвое).