Способ повышения урожайности овощных культур

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в технологии выращивания овощных культур, конкретно капусты белокочанной, свеклы и моркови столовых.

В настоящее время остро стоит проблема поиска новых перспективных направлений в сельском хозяйстве - использование технологий, безопасных для здоровья человека, животных и биоты вообще. В связи с этим происходит постепенный переход от интенсивного промышленного сельскохозяйственного производства к альтернативному, в частности биологическому, или экологическому, которое предусматривает рациональные пути использования энергетических ресурсов и уменьшение загрязнения окружающей среды, получение высококачественной сельскохозяйственной продукции, сохранение и повышение плодородия грунта, безотходное использование сельскохозяйственной продукции.

Одной из составных частей экологического ведения сельского хозяйства является применение бактериальных препаратов, направленных на улучшение питания растений. Поскольку овощи являются основным источником витаминов, ферментов, микроэлементов, минеральных солей, других биологически активных веществ и входят в незаменимые продукты рационального питания человека, которые потребляются преимущественно в свежем виде, требования относительно их качества довольно высокие.

Для обеспечения высоких количественных и качественных показателей урожайности необходимо соблюдение технологий выращивания культуры. Применение биопрепаратов при выращивании овощных культур стимулирует рост и развитие растений, улучшает азотное и фосфорное питание, повышает их стойкость к фитопатогенам и, как результат, оказывает содействие повышению урожайности и качества продукции, дает возможность не только экономить значительное количество энергии, но и создает благоприятный фон для земледелия в целом, поскольку это оказывает содействие повышению плодородия грунтов при использовании значительно меньшего количества минеральных удобрений и, как следствие, снижению уровня загрязнения окружающей среды.

Известная немецкая химическая фирма Байер пришла к выводу о перспективности биометода, обладающего высоким экологическим потенциалом в защите растений (Kolb F. "BiologischerPflanzenschutzalsBestandtieldesintegriertenpflazenbausinEurope", Pflanzenschutz, NachrichtBayer, 1992, V 45, N 1, p. 99-112).

В литературе описаны многочисленные попытки использования микробов-антагонистов в растениеводстве. Показано, что применение биологических методов экономически более эффективно по сравнению с традиционными химическими методами (Linderman R.S., Moore L.W. "StrategiesfordetectingandcharacterizingSystemforbiologicalcontrolofSoilborneplantpathogens" PlantDiscase, 1983, V 67, N 10, p. 1058-1064).

Несмотря на явную предпочтительность биологических мер, они получили ограниченное применение прежде всего из-за отсутствия активных штаммов-продуцентов, технологий производства биопрепаратов и надежных способов их применения в практике растениеводства. Имеющиеся препараты используются большей частью для полевых культур (зерновые, технические) и в незначительной мере в овощеводстве. В то же время значимость получения экологически чистой продукции в овощеводстве выше, чем в случае получения таковой с помощью полевых культур.

В России в последние годы нашли применение препараты на основе бактерий из группы Pseudomonas. Препарат под коммерческим названием Ризоплан, действующим началом которого являются живые клетки бактерий Pseudomonassp., отселектированные на способность подавлять фитопатогены - возбудители корневых гнилей, используются для предпосевной обработки семян преимущественно зерновых культур. Использование Ризоплана предохраняет растения от поражения возбудителями фитофтороза, ложной мучнистой росы, бактериозов (сборник статей "Генетика хозяйственно-ценных признаков высших растений", отв. редакторы Щапова А.И., Колосова Л.Д., ИциГ СО АН СССР, СО ВОГиС им. Н.И. Вавилова, Новосибирск, 1990, с. 194-198).

Известно применение различных отечественных и импортных биопрепаратов, в частности Гаупсина, Ризоплана (Планриза), Бактофитома, Триходермина в овощеводстве (Ткаленко А.Н., Гораль С.В. Биопрепараты для защиты овощных культур // Защита растений, №1, 2005. С. 44).

Применение таких биопрепаратов снижает пораженность вегетирующих растений корневыми гнилями, оказывает стимулирующее действие на развитие растений и урожайность. Однако каждый препарат проявляет свои специфические свойства узконаправленно и требует доработки технологии применения для различных культур и условий их выращивания. Кроме того, ряд этих биопрепаратов в России не зарегистрирован, а известные препараты, в частности Триходермин, производят в ограниченном количестве на местных биофабриках с ограничениями по срокам реализации и хранения, что сдерживает объемы их применения.

Известно множество технических решений, направленных на разработку способов повышения урожайности сельскохозяйственных растений, в том числе овощных культур, с использованием биологических средств, вопреки традиционно используемым химическим пестицидам. Обладая относительно высокой антимикробной активностью, они практически не нарушают биологического равновесия, а качество растительной продукции выгодно отличается от продукции, получаемой с помощью минеральных удобрений и химических средств защиты (пат. РФ №2140138, кл. А01С 1/06, 1998; пат. РФ №2620654, кл. А01С 1/00, 2015; пат. РФ №2216173, кл. A01N 63/00, А01С 1/06, C12N 1/20, 2001; пат РФ №2626174, кл. А01С 1/06, 1998; пат. РФ №2298327, кл. A01N 65/00, 2006; пат. РФ №2425477, кл. А01С 1/00 2010; пат. РФ №2480977, кл. А01С 1/06, А01С 1/08, A01G 7/00, 2011; А.с. СССР №1793878, кл. A01N 63/00, 1990; пат. РФ №2094990, кл. A01N 63/00, 1993; патент ЕР №192342, кл. A01N 63/02, 1986; А.с. СССР №1286126, кл. А01С 1/06, 1987).

Известен способ повышения урожайности овощных культур, включающий предпосевную обработку семян и вегетирующих растений водным раствором бактериальных удобрений «Азотовит» и «Фосфатовит» при совместном их использовании в водном растворе и одинаковых объемах расхода препаратов в рабочем растворе (Интернет, сайт: (http://sazhaem.info/care/manure/azotovit-i-fosfatovit.html С, прототип).

Нормы применения, указанные в источнике, следует рассматривать как общие рекомендации без учета региона применения, состояния участка, погодных и сортовых особенностей, видимых дефицитов элементов и целевой урожайности.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в повышении урожайности и получении высококачественных овощных культур, в частности капусты белокочанной, свеклы и моркови столовых, путем применения новых эффективных бактериальных удобрений в технологии их выращивания.

Технический результат от решения поставленной задачи заключается в надежном обеспечении потребителя высококачественными экологически чистыми овощными культурами, в частности капустой белокочанной, свеклой и морковью столовыми. Данное обстоятельство приобретает еще большую актуальность для сельхозтоваропроизводителей в поиске новых способов увеличения урожайности, получении высококачественной экологически чистой сельскохозяйственной продукции, благодаря правильному выбору биологически активного препарата и технологии его использования.

Поставленная в изобретении задача решена тем, что в способе повышения урожайности овощных культур, включающем предпосевную обработку семян и вегетирующих растений водным раствором бактериальных удобрений «Азотовит» и «Фосфатовит» при совместном их применении и одинаковых объемах расхода препаратов в рабочем растворе, в качестве овощных культур используют капусту белокочанную, свеклу и морковь столовые, причем обработку семян каждой овощной культуры производят путем мелкодисперсного орошения однократно рабочим раствором с концентрацией 4,0% при норме расхода рабочей жидкости 10 л на 1 тонну семян каждой овощной культуры, а обработку вегетирующих растений овощных культур - путем мелкодисперсного орошения однократно в фазу полной листовой розетки капусты белокочанной и в фазу образования 5-6 настоящих листьев у свеклы и моркови столовых рабочим раствором с концентрацией 0,2% при норме расхода рабочей жидкости 200 л/га.

В ходе разработки нового способа выращивания овощных культур, в частности капусты белокочанной, свеклы и моркови столовых, путем совместного применения новых эффективных препаратов «Азотовит» и «Фосфатовит» для предпосадочной обработки семян овощных культур и внекорневой их подкормки были разработаны и экспериментально подтверждены нормы применения данных препаратов для этих овощных культур с учетом региона применения, состояния участка, погодных и сортовых особенностей, видимых дефицитов элементов и целевой урожайности.

Выбранные для внекорневой обработки овощные культуры - белокочанная капуста, свекла и морковь столовые, несмотря на общую принадлежность к одной хозяйственной группе и различную к морфологическим, характеризуются общими агробиологическими свойствами, выраженными в высокой их отзывчивости на применение обработок водными растворами вследствие высокой влаголюбивости и потребности в освежении устьичного аппарата листьев для улучшения процессов дыхания и фотосинтеза. Указанные свойства позволяют прогнозировать сопоставимость физиологических реакций растений капусты белокочанной, свеклы и моркови столовых на приемы технологии возделывания.

Бактериальное удобрение «Азотовит» состоит из азотфиксирующих бактерий и оказывает стимулирующее действие на развитие растений, в частности их вегетативной (надземной) части - стеблей, листьев и соцветий. Бактерии, входящие в состав препарата, быстро заселяют прикорневое пространство растений и активно участвуют в биохимических реакциях, фиксируя недоступный атмосферный азот, переводя его в простые для усвоения формы.

Бактериальное удобрение «Азотовит» допущено к использованию в сельском хозяйстве на территории Российской Федерации (Свидетельство о регистрации 461-19-1666-1 (по 17.12.2027 г.) и выпускается промышленным способом. Разработчик и производитель: ООО «Промышленные Инновации», расположенное по адресу (юридический адрес): г. Москва, Коровинское шоссе, д. 10, строение 2, офис 103; адрес производителя: Тульская обл., г. Новомосковск, Комсомольское шоссе, д. 72, тел.: (499) 488-88-08.

Бактериальное удобрение «Фосфатовит» состоит из фосфор-калий высвобождающих бактерий и оказывает стимулирующее действие на развитие растений, в частности их корневой системы, способствуя лучшей приживаемости растения. Бактерии, входящие в состав препарата, быстро заселяют прикорневое пространство растений и активно участвуют в биохимических реакциях, переводя закрепленный в почве фосфор и калий из сложных соединений в доступные для растений формы.

Бактериальное удобрение «Фосфатовит» допущено к использованию в сельском хозяйстве на территории Российской Федерации (Свидетельство о регистрации 461-19-1665-1 (по 17.12.2027 г.) и выпускается промышленным способом. Разработчик и производитель: ООО «Промышленные Инновации», расположенное по адресу (юридический адрес): г. Москва, Коровинское шоссе, д. 10, строение 2, офис 103; адрес производителя: Тульская обл., г. Новомосковск, Комсомольское шоссе, д. 72, тел.: (499) 488-88-08.

Бактериальные удобрения «Азотовит» и «Фосфатовит» оздоравливают почву и растения, препятствуя развитию грибковых заболеваний, сохраняют плодородие, снижают токсическое действие после обработки химическими препаратами, укрепляют иммунитет растений, активно синтезируют биологически активные вещества (витамины, макро- и микроэлементы, фитогормоны, регулирующие процессы деления клеток, цветения и плодоношения), и как результат - повышают урожайность, качество и сохранность выращенной продукции.

Активность целлюлозоразлагающих микроорганизмов почвенной биоты в посадках капусты белокочанной под влиянием бактериальных удобрений, % разложения льняного полотна (табл. 1), подтверждает влияние применяемых бактериальных удобрений на сохранение и поддержание плодородия почвы посредством стимулирования развития микрорганизмов в педоценозе, отвечающих за минерализацию органических остатков формирующихся в процессе выращивания сельскохозяйственных растений (листовой опад, отмершие корневые волоски и корневая система в целом, частицы стеблей и генеративных органов, а также все виды органических удобрений).

Совместное их применение в одинаковых объемах расхода препаратов в рабочем растворе дает наилучший результат (http://sazhaem.info/care/manure/azotovit-i-fosfatovit.html С).

Для получения рабочего раствора препаратов, необходимого для обработки семян овощных культур, концентрат каждого из удобрений (поставляемый в реализацию в ПЭТ-упаковке) в расчетных дозах заливают в отдельные емкости с плотно прилегающими крышками и заполняют водой с температурой 30-35°С в соотношении: 1 часть препарата к 4 частям нехлорированной воды, и тщательно перемешивают. В результате получают маточные рабочие растворы, цвет и прозрачность которых зависит от концентраций препаратов. Обозначенный выше этап приготовления позволяет более полноценно раскрыть положительные свойства бактериальных удобрений за счет активизации, входящих в их состав компонентов. Полученные маточные растворы используют непосредственно для получения рабочего раствора, образуемого посредством поочередного смешивания (вначале в воду вносят маточный раствор «Фосфатовита», а затем «Азотовита») с необходимым для обработки семян овощных культур количеством воды из расчета получения 10 л готовой рабочей жидкости, включая маточные растворы бактериальных удобрений, на 1 тонну семян.

Для получения рабочего раствора препаратов, необходимого для обработки растений овощных культур, концентрат каждого из удобрений (поставляемый в реализацию в ПЭТ-упаковке) в расчетных дозах заливают в отдельные емкости с плотно прилегающими крышками и заполняют водой с температурой 20-25°С в соотношении: 1 часть препарата к 5 частям нехлорированной воды, и тщательно перемешивают. В результате получают маточные рабочие растворы, цвет и прозрачность которых зависит от концентраций препаратов. Полученные маточные растворы используют непосредственно для получения рабочего раствора, образуемого посредством поочередного смешивания (вначале в воду вносят маточный раствор «Фосфатовита», а затем «Азотовита») с необходимым для обработки растений овощных культур количеством воды из расчета получения 200 л готовой рабочей жидкости, включая маточные растворы бактериальных удобрений, на 1 га посадок.

Полученными рабочими растворами с помощью ранцевого опрыскивателя осуществляют однократно обработку семян непосредственно перед посевом, а вегетирующих растений - в фазу полной листовой розетки капусты белокочанной, в фазу образования 5-6 настоящих листьев у моркови и свеклы столовых:

1) обработка семян 2,0% рабочим раствором - «Азотовит» (0,1 л/т) + «Фосфатовит» (0,1 л/т) в комплексе с обработкой растений 0,1% рабочим раствором - «Азотовит» (0,1 л/га) + «Фосфатовит» (0,1 л/га);

2) обработка семян 4,0% рабочим раствором - «Азотовит» (0,2 л/т) + «Фосфатовит» (0,2 л/т) в комплексе с обработкой растений 0,2% рабочим раствором - «Азотовит» (0,2 л/га) + «Фосфатовит» (0,2 л/га);

3) обработка семян 6,0% рабочим раствором - «Азотовит» (0,3 л/т) + «Фосфатовит» (0,3 л/т) в комплексе с обработкой растений 0,3% рабочим раствором - «Азотовит» (0,3 л/га) + «Фосфатовит» (0,3 л/га).

Оптимальные концентрации рабочих растворов: для обработки семян - с содержанием 4,0% удобрений «Азотовит» и «Фосфатовит» в рабочем растворе и норма расхода рабочей жидкости 10 л на 1 т семян; для обработки вегетирующих растений - с содержанием 0,2% удобрений «Азотовит» и «Фосфатовит» в рабочем растворе и норма расхода рабочей жидкости 200 л/га, установлены и подтверждены экспериментально. Другие исследуемые концентрации рабочего раствора также оказывают положительное действие, однако эффективность его заметно снижается.

Обработка растений в фазу полной листовой розетки капусты белокочанной, в фазу образования 5-6 настоящих листьев у моркови и свеклы столовых наиболее предпочтительна, что было установлено экспериментальным путем. Связано это с тем, что на данных фазах развития растений происходит образование закладки зачатков генеративных органов, качество и первичный рост которых определяют общую продуктивность растений. Иными словами, указанные фазы развития растений овощных культур наиболее благоприятны для проведения мероприятий по уходу за растениями, основой которых является регулирование пищевого режима растений, так как в этот период можно максимально эффективно регулировать урожаеобразующую способность растений. Опрыскивание растений в другие фазы развития растений показало значительно меньшее влияние на формирование урожайности.

Изобретение поясняется таблицами: в таблице 1 показана активность целлюлозоразлагающих микроорганизмов почвенной биоты в посадках капусты белокочанной под влиянием бактериальных удобрений, % разложения льняного полотна; в таблице 2 - урожайность и качество продукции капусты белокочанной сорта Точка под влиянием бактериальных удобрений «Азотовит» и «Фосфатовит»; в таблице 3 - урожайность и качество урожая гибрида свеклы столовой Царица; в таблице 4 приведены урожайность и качество урожая гибрида моркови столовой Наполи.

Заявленный способ выращивания растений овощных культур включает следующие операции:

- приготовление 4,0%-го рабочего раствора для обработки семян овощных культур: капусты белокочанной, свеклы и моркови столовых;

- обработку семян овощных культур: капусты белокочанной, свеклы и моркови столовых путем мелкодисперсного орошения однократно водным раствором бактериальных удобрений при норме расхода рабочей жидкости 10 л на 1 тонну семян с концентрацией рабочей жидкости 4,0%;

- приготовление 0,2%-го рабочего раствора для обработки вегетирующих растений овощных культур: капусты белокочанной, свеклы и моркови столовых;

- обработку вегетирующих растений овощных культур путем мелкодисперсного орошения однократно в фазу полной листовой розетки капусты белокочанной и в фазу образования 5-6 настоящих листьев у столовых моркови и свеклы рабочим раствором с концентрацией 0,2% при норме расхода рабочей жидкости 200 л/га.

Технический результат, заключающийся в повышении урожайности и качества овощных культур, показан на примерах конкретного осуществления заявленного способа.

Примеры конкретного выполнения заявленного способа.

Пример 1.

Деляночные опыты проводили в 2017 году на опытном поле Тверской ГСХА на дерново-среднеподзолистой почве, легкосуглинистой по гранулометрическому составу с содержанием гумуса 2,1% (по Тюрину, Гост 26213-91), подвижных форм фосфора (Р₂О₅) - 244 мг/кг и подвижных соединений калия (К₂О) 70 мг/кг (по Кирсанову, Гост Р 54650-2011), рН солевой вытяжки 5,7 на растениях капусты белокочанной сорта Точка. Площадь опытной делянки - 49,0 м². Технология возделывания растений капусты белокочанной общепринятая.

Схема опыта включала 4 варианта, повторность четырехкратная. Контрольный вариант - без обработки семян и растений капусты белокочанной. На трех вариантах опыта были проведены обработки семян и растений капусты белокочанной: обработка семян 2,0% рабочим раствором - «Азотовит» (0,1 л/т) + «Фосфатовит» (0,1 л/т) в комплексе с обработкой растений 0,1% рабочим раствором - «Азотовит» (0,1 л/га) + «Фосфатовит» (0,1 л/га); обработка семян 4,0% рабочим раствором - «Азотовит» (0,2 л/т) + «Фосфатовит» (0,2 л/т) в комплексе с обработкой растений 0,2% рабочим раствором - «Азотовит» (0,2 л/га) + «Фосфатовит» (0,2 л/га); обработка семян 6,0% рабочим раствором - «Азотовит» (0,3 л/т) + «Фосфатовит» (0,3 л/т) в комплексе с обработкой растений 0,3% рабочим раствором - «Азотовит» (0,3 л/га) + «Фосфатовит» (0,3 л/га). Визуально на обработанных растениях капусты белокочанной наблюдалось повышение их жизненности.

Полевые опыты и лабораторные исследования проводились в соответствии с методикой постановки опытов в овощеводстве (Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). - 5-е изд., доп. и перераб. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с; Моисейченко В.Ф., Заверюха А.Х., Трифонова М.Ф. Основы научных исследований в плодоводстве, овощеводстве и виноградарстве. - М.: Колос, 1994. - С. 139-161.; Литвинов С.С. Методика полевого опыта в овощеводстве. - Москва: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства, 2011. - 648 с.). Данные по активности целюлолитиков в посадках капусты белокочанной приведены в таблице 1, а по урожайности и качеству урожая - в таблице 2.

Пример 2.

Деляночные опыты проводили в 2017 году на опытном поле Тверской ГСХА на дерново-среднеподзолистой почве, легкосуглинистой по гранулометрическому составу с содержанием гумуса 2,1% (по Тюрину, Гост 26213-91), подвижных форм фосфора (Р₂О₅) - 244 мг/кг и подвижных соединений калия (К₂О) 70 мг/кг (по Кирсанову, Гост Р 54650-2011), рН солевой вытяжки 5,7 на растениях столовых свеклы (гибрид Царица F1) и моркови (гибрид Наполи F1). Площадь каждой опытной делянки - 24,0 м². Технология возделывания растений свеклы и моркови столовых общепринятая.

Схема опыта включала 4 варианта (для каждой овощной культуры: свеклы столовой и моркови столовой), повторность четырехкратная. Контрольный вариант - без обработки семян и растений свеклы столовой и моркови столовой. На трех вариантах опыта были проведены обработки семян и растений каждой овощной культуры: столовой свеклы и столовой моркови: обработка семян 2,0% рабочим раствором - «Азотовит» (0,1 л/т) + «Фосфатовит» (0,1 л/т) в комплексе с обработкой растений 0,1% рабочим раствором - «Азотовит» (0,1 л/га) + «Фосфатовит» (0,1 л/га); обработка семян 4,0% рабочим раствором - «Азотовит» (0,2 л/т) + «Фосфатовит» (0,2 л/т) в комплексе с обработкой растений 0,2% рабочим раствором - «Азотовит» (0,2 л/га) + «Фосфатовит» (0,2 л/га); обработка семян 6,0% рабочим раствором - «Азотовит» (0,3 л/т) + «Фосфатовит» (0,3 л/т) в комплексе с обработкой растений 0,3% рабочим раствором - «Азотовит» (0,3 л/га) + «Фосфатовит» (0,3 л/га). Визуально на обработанных растениях свеклы столовой и моркови столовой наблюдалось повышение их жизненности.

Полевые опыты и лабораторные исследования проводились в соответствии с методикой постановки опытов в овощеводстве (Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). - 5-е изд., доп. и перераб. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с; Моисейченко В.Ф., Заверюха А.Х., Трифонова М.Ф. Основы научных исследований в плодоводстве, овощеводстве и виноградарстве. - М.: Колос, 1994. - С. 139-161.; Литвинов С.С. Методика полевого опыта в овощеводстве. - Москва: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства, 2011. - 648 с.). Данные по урожайности и качеству корнеплодов моркови и свеклы столовых приведены в таблицах 3 и 4.

Таким образом, экспериментами подтверждено:

1. Бактериальные удобрения «Азотовит» и «Фосфатовит» действительно являются эффективными удобрениями, являющимися продукцией высоких технологий, и обеспечивают высокие урожайность и качество продукции. Положительный эффект от применения новых удобрений обусловлен их влиянием на ростовые и физиологические процессы, протекающие в растениях в процессе онтогенеза.

2. Высокое качество и экологическая чистота овощных культур обусловлены непосредственно применением данных препаратов при установленных нормах их применения для овощных культур - капусты белокочанной, свеклы и моркови столовых, с учетом региона применения, состояния участка, погодных и сортовых особенностей, видимых дефицитов элементов и целевой урожайности.

3. Применение бактериальных удобрений положительно влияет на сохранение и поддержание плодородия почвы посредством стимулирования развития микроорганизмов в педоценозе, отвечающих за минерализацию органических остатков формирующихся в процессе выращивания сельскохозяйственных растений.

Применением бактериальных удобрений последнего поколения «Азотовит» и «Фосфатовит» достигается расширение ассортимента эффективных биологически активных удобрений для предпосевной подготовки семенного материала и подкормки сельскохозяйственных растений, в частности овощных культур, обеспечивающих их высокую урожайность и качество продукции.

Заявленный способ выращивания овощных культур является технологичным, что позволяет провести масштабирование процесса и осуществить его в промышленных условиях. Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод о целесообразности широкого использования бактериальных удобрений «Азотовит» и «Фосфатовит» в технологиях возделывания овощных культур.