Результат интеллектуальной деятельности: Способ использования гидротермального нанокремнезёма для получения экологически чистой продукции салата в замкнутых агробиотехносистемах

Изобретение относится к области сельского хозяйства и экологии, в частности к овощеводству и может найти применение при выращивании овощных культур в замкнутых агробиотехносистемах типа фитотронов и синерготронов.

Известен способ, в котором используют кремнийсодержащее удобрение, содержащее золу рисовых растительных остатков - лузгу в комплексе с рядом макро и микроэлементов (патент №2525582, опубликован 20.08.2014, Бюл.. №23, МПК C05G 1/00).

Однако, в известном удобрении кремниевого компонента в лузге риса содержится не более 10%, а остальные минеральные компоненты в виде солей и окислов имеют изменчивый состав, что может негативно влиять на рост и развитие растений овощных культур, особенно в замкнутой системе фитотрона. Кроме того, кремниевый компонент получают путем обжига растительных остатков риса, в частности рисовой шелухи (лузги). Полученная лузга подвергается измельчению в шаровой мельнице до фракции менее 0,16 мм и просеивается через сетки. Все это усложняет известное техническое решение. Также, кремниевое удобрение вносится в почву в высоких концентрациях и не позволяет его использование в виде некорневой подкормки растений через лист, в связи с использованием фракций частиц препарата, не позволяющих преодолевать защитный барьер мембраны листа.

Наиболее близким техническим решением является способ, где используют кремнийсодержащий водорастворимый препарат Энергия-М, направленный на улучшение качества овощной культуры - тыквы столовой (В.Н. Петриченко, А.С. Колобов. «Изучение влияния регуляторов роста растений на качество и химический состав плодов столовой тыквы»// Вестник Российской Академии Естественных наук №4/6, - 2014. - С. 31-38).

Известное техническое решение включает в состав препарата Энергия-М, наряду с кремнийорганическим соединением 1-хлорметилсилатран синтетический аналог фитогормона ауксина - крезацин. Известное техническое решение отличается неустойчивостью кремнийорганического компонента по отношению к влажной атмосфере при хранении комплексного препарата и неустойчивостью к воде, что требует хранения препарата в герметичной влагозащитной упаковке и сокращает сроки хранения препарата а также после растворения препарата в воде невозможно хранить его водные растворы в течении даже нескольких часов. Это ограничивает и усложняет применение препарата в полевых условиях.

Известный способ применяется в открытом грунте, где из-за погодных условий техническое решение способа не всегда может быть эффективным и требуется как минимум 3 года, чтобы доказать преимущество применяемого препарата. Эти параметры усложняют способ, поскольку результаты могут быть получены за длительный период.

Технический результат- снижение затрат и повышение эффективности способа.

Техническое решение заявленного объекта, в отличие от способа прототипа заключается в том, что в в замкнутых агробиотехносистемах типа фитотрона или синерготрона в контролируемых условиях среды используют однократно комплексный препарат гидротермального нанокремнезема с крезацином в концентрации 0,05% в период вегетации салатных культур на 18-20 день путем мелкокапельной некорневой подкормки. Способ осуществляется следующим образом.

Кремний - необходимый элемент для любого растения. Особо значительное влияние на рост и развитие оказывает кремний в водном растворе. Используемый в испытаниях препарат гидротермального нанокремнезема характеризуется полидисперсностью составляющих его наночастиц, с преобладанием частиц размером 10-20 нм. Такой состав соединений кремния активно проникает внутрь листа и влияет на активность нитратредуктазы, пероксидазы, инвертазы и фосфатазы. Растения поглощают кремний посредством корневой системы из почвенного раствора. Однако в открытом грунте в почве растворимые соединения кремния редко встречаются и поэтому некорневая подкормка для улучшения и ускорения метаболизма растений необходима. Особенно необходим кремний растениям в начале вегетационного периода. Поэтому параметры способа 10-20 дней обоснованы. Листья развивающейся салатной культуры максимально покрывают площадь субстрата почвы в закрытой системе фитотрона и эффективность некорневой обработки существенно возрастает. Избыток кремния в питательной среде влияет на азотный обмен растений. Выбранная доза нанокремнезема в комплексе с аналогом фитогормона ауксина в 0,05% обоснована потребностью растений в этом элементе кремнии и фитогормоне для одновременного снижения нитратных соединений и улучшения качества продукции. Под влиянием кремния улучшается ассимиляция растениями калия, кальция и магния, распределяя их равномерно во всех органах растения.

Соединения кремния в наноразмерной форме способны более эффективно стимулировать синтез биологически активных веществ активизируя естественные защитные реакции растений к биогенным и абиогенным факторам внешней среды.

Наночастицы кремнезема способствуют устойчивости растений к физиологическим болезням, возникающим при комплексном воздействии пестицидов, тяжелых металлов, возбудителей некоторых грибковых и бактериальных болезней.

Пример 1. Испытания состава гидротермального нанокремнезема на растениях салата листового сорта Балет проводили в условиях гидропонной культуры на субстрате из минеральной ваты в фитотроне конструкции АНО «Института стратегий развития». Для некорневой обработки использовали 0,05%-ный водный раствор гидротермального нанокремнезема с крезацином, состоящий из 0,045% крезацина и 0,005% нанокремнезема. Обработку проводили в период вегетации 18 дней, когда площадь, занимаемая растениями, покрыта листьями. Некорневую обработку осуществляли капельным опрыскиванием.

Пример 2. Осуществляли как в первом примере и в отличие от него опрыскивание проводили на 20 день вегетации.

Результаты опытов сведены в таблицы.

Следовательно, используя гидротермальный нанокремнезем при однократной обработке растений в комбинации с крезацином, можно получить высококачественную продукцию с увеличением урожайности и экологически безопасную, за счет чего снижаются затраты и повышается эффективность предлагаемого способа.