Результат интеллектуальной деятельности: МОДИФИЦИРОВАННЫЙ КАЛЬЦИЕВЫМ БЕНТОНИТОМ ГУМУСОВЫЙ ПРЕПАРАТ ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

Область техники

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к разработке препаратов-стимуляторов роста растений для предпосевной обработки семян яровой пшеницы. Уровень техники

Известно торфяное удобрение [1], полученное смешиванием гумусосодержащего продукта - торфа с водным раствором минеральных солей и последующим гранулированием и сушкой получаемого удобрения. В процессе подготовки раствора вначале растворяют компоненты, дающие кислую реакцию в растворе, - фосфаты и соли микроэлементов, а затем в раствор добавляют углекислый калий (поташ). Конечный продукт характеризуется следующим содержанием компонентов, мас. %: торф 62,5-65,4, калий углекислый 1,2-2,8, магний углекислый 1,56-1,63, марганец сернокислый 0,03-0,1, борная кислота 0,01-0,03, цинк сернокислый 0,04-0,13, медь сернокислая 0,01-0,03, аммоний молибденовокислый 0,0002-0,001, кобальт сернокислый 0,0005-0,003.

Данное удобрение характеризуется следующими недостатками: гуминовые кислоты торфа, реагируя с катионами К, Mg, Mn, Zn, Cu, Со и анионными комплексами MoO₄ и ВО₃, образуют нерастворимые в воде соли, что делает их труднодоступными для растений [2]. Кроме того, содержание ряда ценнейших микроэлементов, таких как бор, медь, марганец в удобрении слишком низкое и не оказывает заметного влияния на рост и развитие растений.

Известен способ [3] модификации гуматов натрия и калия, согласно которому гуматы натрия и калия смешивают до получения однородной массы с компонентами, содержащими микроэлементы, и углекислым калием в твердой фазе, а полученную смесь подвергают механохимической активации с последующей обработкой раствором перманганата калия и углекислого калия.

Основным недостатком данного способа является то, что используют способность гумусовых веществ образовывать комплексные соли и удерживать микроэлементы в растворе, а снижение биологической активности гумусовых веществ при их химическом взаимодействии с ионами металлов во внимание не принимается.

Наиболее близким к заявляемому препарату является способ активации гумусовых препаратов [4], применяемых для предпосевной обработки семян, который состоит в модификации препаратов гумусовых веществ путем обработки растворов препаратов гумусовых веществ ультразвуком.

Основным недостатком данного способа является то, что проверку эффективности действия получаемого препарата оценивали по прорастанию семян за сутки. Физиологи растений отмечали [5], что для первых двух этапах прорастания семян (набухание и проклевывание) все необходимые вещества уже запасены в зерновках, и, следовательно, стимуляция практически невозможна. А в течение первых 24 часов реализуются именно эти этапы прорастания. Оценивать же действие стимуляторов необходимо по третьему этапу прорастания - росту проростков семян.

Не менее важным недостатком является оценка действия стимулятора на инертном субстрате - песке. Фактически принимается аксиома, что изучаемый стимулятор оказывает активирующее влияние на биохимические процессы, протекающие при прорастании семян, и игнорируется возможность ингибирования прорастания семян аллелотоксинами, содержащимися в почвах, образующихся за счет естественных процессов взаимодействия растений и микроорганизмов [6], и поглощения этих аллелотоксинов гумусовыми препаратами.

Раскрытие сущности изобретения

Техническая проблема, решаемая посредством заявляемого изобретения, заключается в преодолении недостатков, присущих аналогам и прототипу, за счет создания способа модификации гумусовых препаратов, обеспечивающего повышение стимулирующего действия гумусовых препаратов при предпосевной обработке ими семян яровой пшеницы на основе усиления поглощения ими аллелотоксинов, направляющихся из почв в семена, и уменьшения количества аллелотоксинов, попадающих из почв в семена, и снижения ингибирующего действия аллелотоксинов на развитие проростков семян.

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в повышении биологической активности препаратов гумусовых веществ, что находит свое отражение в ускорении прорастания семян яровой пшеницы и развития их проростков.

Поставленная задача решается тем, что модифицированный кальциевым бентонитом гумусовый препарат для предпосевной обработки семян яровой пшеницы, согласно техническому решению, представляет собой глиногумусовый комплекс в виде водной суспензии, включающей гумусовый препарат с концентрацией гумата 8-12 г/л и кальциевый бентонит с концентрацией 35-45 г/л.

Техническая сущность изобретения заключается в том, что стимуляцию прорастания семян яровой пшеницы проводят за счет снижения поступления аллелотоксинов из почв в семена и уменьшения ингибирования почвенными аллелотоксинами прорастания семян. Для этого к гумусовым веществам добавляют кальциевый бентонит. При взаимодействии гумусовых веществ с бентонитом образуются глиногумусовые комплексы, обладающие значительно большей сорбционной способностью по отношению к органическим веществам [7], которые закрепляют аллелотоксины из почв, не позволяя им поступать в семена и ингибировать их развитие.

Осуществление изобретения

Дальнейшее описание сущности изобретения выполнено с использованием примеров конкретного выполнения.

Опыты проводили на семенах яровой пшеницы сорт «Лиза» на дерново-подзолистой почве из окрестностей поймы реки Яхрома влажностью 18,1%.

Для приготовления модифицированного гумусового препарата использовали препарат гумата калия (натрия), произведенный ООО НВЦ «Агротехнологии» из бурого угля и кальциевый бентонит по ОСТ 18-49-71.

Из этих компонентов готовили водные суспензии необходимых по компонентам концентраций и обрабатывали приготовленным раствором семена пшеницы полусухим способом с расходом раствора препарата 20-45 л на тонну семян. Варианты использованных концентраций приведены в таблице 1.

Для проведения сравнительного анализа подготовили два контрольных опыта.

В первом случае семена яровой пшеницы обрабатывали водным раствором исходного препарата гумата калия (натрия) с концентрацией 10 г/л полусухим способом с расходом раствора препарата 20 л на тонну семян (контроль 1).

Во втором случае семена яровой пшеницы обрабатывали активированным в соответствии с патентом РФ №2581678 водным раствором гуматов. Активацию препарата гумусовых веществ согласно прототипу проводили обработкой водных растворов гуматов с концентрацией 10 г/л на ультразвуковом диспергаторе МЭФ 91.1 (ООО «МЭЛФИ3-ультразвук»). Амплитуда обработки - 55 мкм. Интенсивность ультразвукового воздействия - 250 Вт/см2. Рабочая частота - 22 кГц. После этого обрабатывали полученным раствором активированных гуматов семена пшеницы полусухим способом с расходом раствора препарата 20 л на тонну семян (контроль 2). Все данные контрольных семян также сведены в таблицу 1.

Для оценки биологической активности гумусовых препаратов использовали значение длины проростков семян, выросших за 2 суток, что характеризует величину стимуляции при обработке семян препаратами по сравнению с обработанными семенами.

Определение длины проростков производили в соответствии с методикой, основанной на существовании линейной зависимости между длиной проростков больших массивов семян и их насыпным объемом в воде [8].

Для оценки длины проростков для каждой опытной партии выполняли следующие действия.

На дно чашки диаметром 95 мм помещали 30 г почвы, затем ровным слоем размещали 7,5 г семян (необработанных, контрольных, или обработанных с использованием модифицированного препарата), а сверху - 30 г почвы. После этого в чашку равномерно добавляли из мерной пипетки воду. Использовали шестикратную повторность с последующей статистической обработкой результатов.

Проросшие в почве семена отмывали от субстрата и помещали порциями в мерный цилиндр на 100 мл с водой, размещенный на вибростоле, колеблющемся с частотой 50 Гц. После помещения каждой порции проросших семян в цилиндр, которые создавали ажурную пористую структуру, на них на 15-20 секунд помещали небольшой грузик массой 8 г в виде резиновой пробки, что приводило к уплотнению структуры. После помещения всех проросших семян в цилиндр на них ставили грузик и проводили дополнительное уплотнение структуры легкими постукиваниями (30-40) цилиндра с семенами о стол. Эти операции позволяли создать достаточно однородную структуру, а нижняя граница груза позволяла определять насыпной объем с точностью до 0,5 мл.

Перед проведением опытов по определению стимуляции развития семян препаратами определяли оптимальную исходную влажность почвы, при которой и проводили испытания. Для этого по описанной выше методике определяли количество добавляемой к почве воды, которое обеспечит максимальную суммарную длину проростков необработанных гуматами семян за 2 суток. Оптимальная величина навески добавляемой к почве воды составила 9 г.

Результаты стимуляции прорастания и развития семян выражали в процентах стимуляции развития проростков семян по сравнению с необработанными семенами.

Из полученных данных видно, что оптимальными параметрами обработки являются: суспензия с концентрациями гумата 8-12 г/л, кальциевого бентонита -35-45 г/л при расходе суспензии 35-45 л на тонну семян.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет значительно повысить эффективность стимулирующей обработки семян яровой пшеницы гуматами с 16 до 30%.

Источники информации

1. Патент РФ 2102362.

2. А. Кабата-Пендиас и др. "Микроэлементы в почвах и растениях" М.: Мир, 1989, стр. 76-77.

3. Патент РФ №2181113.

4. Патент РФ №2581678.

5. Обручева Н.В., Антипова О.В. Физиология инициации прорастания семян // Физиология растений. 1997. Т. 44. №2. С. 287-302.

6. Гродзинский A.M., Богдан Г.П., Головко Э.А., Дзюбенко Н.Н., Мороз П.А., Прутенская Н.И. Аллелопатическое почвоутомление. Киев: Наук, думка, 1979, 248 с.

7. Куликова Н.А. связывающая способность и детоксицирующие свойства гумусовых кислот по отношению к атразину. Дисс. канд. биол. наук. М.:МГУ. 1999. 171 с.

8. Федотов Г.Н., Шалаев B.C., Батырев Ю.П. Проблемы разработки стимуляторов развития семян / Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию высшего лесного образования в г. Воронеж и ЦЧР России «Экологические и биологические основы повышения продуктивности и устойчивости природных и искусственно возобновляемых лесных экосистем». 4-6 октября 2018. Воронеж. 2018. т. 1. с. 615-623.