Способ прогноза содержания белка в зерне будущего урожая озимой пшеницы во время ее вегетации

 

Изобретение предназначено для использования в области сельского хозяйства, в растениеводстве. Способ включает отбор пробы растительной биомассы с исследуемого участка в фазу весеннее кущение - начало выхода в трубку, определяют в ней валовое содержание азота в процентах от абсолютно сухого вещества, дополнительно определяют валовое содержание фосфора и калия в пробе, учитывают дозы азота и фосфора в удобрениях, внесенных с осени, при этом содержание белка в зерне определяют по формуле Y (%) = 13,7 - 0,00922 d₁ + 0,58478 d₃ - 2,70180 d₄ - 0,01864 d_1,3 + 0,00701 d_1,5 - 0,01350 d_2,4 - 1,44354 d_3,4 + 0,48519 d_3,5 + 1,09522 d_4,5, где d_(1...5) - разница между уровнем фактора, влияющего на накопление белка x_(1...5), и константой этого же фактора k_(1...5), т. е. d = x-K; Y - содержание белка в зерне будущего урожая, %; X₁ - количество азотных удобрений, внесенных с осени (кг д.в. /га); X₂ - количество фосфорных удобрений, внесенных с осени (кг д.в./га); X₃ - концентрация общего азота в биомассе в фазу весеннее кущение - начало выхода в трубку (на IV этапе органогенеза), %; X₄ - концентрация общего фосфора в биомассе на IV этапе органогенеза, %; X₅ - концентрация общего калия в биомассе на IV этапе органогенеза, %; K₁-K₅ - уровни констант факторов, а именно: K₁ - количество азотных удобрений = 54,43; K₂ - количество фосфорных удобрений = 54,46; K₃ - концентрация азота в пробе = 4,23; K₄ - концентрация фосфора в пробе = 1,06; K₅ - концентрация калия в пробе = 4,07. Способ обеспечивает более точный прогноз содержания белка в зерне будущего урожая. 2 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, преимущественно к способам изучения физиологии растений, и может найти применение в растениеводстве для раннего прогнозирования содержания белка и корректирования его количества в зерне будущего урожая.

Известен способ определения содержания белка в семенах злаковых культур, включающий биуретовую реакцию, экстрагирование белка 0,2-2,0%-ным раствором едкого натра в 50-60%-ном этиловом спирте в течение 14-15 часов с последующим центрифугированием, а колориметрирование осуществляют при введении в раствор биуретового реактива (см. а.с. СССР N 450558, кл. A 01 G 7/00, 1973).

Недостаток известного способа заключается в том, что с его помощью невозможно осуществить раннее прогнозирование содержания белка в зерне будущего урожая вегетирующего растения.

Известный способ можно использовать только для определения содержания белка в уже убранном зерне.

Известен также способ определения содержания белка в зерне, включающий экстрагирование, добавление биуретового реактива, центрифугирование и фотоколориметрирование экстракта, причем экстрагирование проводят в присутствии биуретового реактива, а в качестве экстрагента используют изопропиловый спирт, к которому добавляют биуретовый реактив в равном объеме (см. а.с. СССР N 830239, кл. A 01 G 7/00, 1979 г.).

Недостатком и этого способа является невозможность использования его для раннего прогнозирования содержания белка в зерне будущего урожая в период вегетации растения.

Известен также способ определения белка в листьях растений, включающий измельчение навески пробы, обработку водным раствором биуретового реактива с добавкой K, Na-виннокислого, центрифугирование, фотоколориметрирование центрифугата на синем светофильтре и определение содержания белка по формуле X = D·20, где X - содержание белка, %; D - оптическая плотность раствора; 20 - коэффициент перевода, % (см. а.с. СССР N 1508996, кл. A 01 G 7/00, 1987).

Недостатком известного способа является невозможность его использования для раннего прогноза содержания белка в зерне будущего урожая вегетирующего растения.

Таким образом, все вышеперечисленные способы определения белка не обеспечивают раннее прогнозирование содержания белка в зерне будущего урожая вегетирующего растения, так как предназначены для определения белка в уже убранном зерне или в зеленых (вегетирующих) листьях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является способ прогноза качества зерна озимой пшеницы по содержанию азота в растениях (см. Леплявченко Л.И., Захаров Б.А. "Прогноз урожайности и качества зерна озимой пшеницы по содержанию азота в растениях". - Сб. научных трудов КНИИСХ "Научные основы повышения урожайности зерновых культур в Краснодарском крае", Краснодар, 1986, с.10-13) - прототип.

Известный способ включает отбор проб растительной биомассы с исследуемого участка в фазу весеннего кущения, определение в ней валового содержания азота в процентах на абсолютно сухое вещество, а затем по содержанию азота в биомассе определение содержания азота в зерне по уравнению регрессии Y = 0,38X + 0,86, где Y - содержание азота в зерне, %; X - содержание азота в надземной биомассе в фазу весеннего кущения, %.

Недостатком известного способа, принятого в качестве прототипа, является низкая точность прогноза содержания азота в зерне будущего урожая вегетирующего растения, и, кроме того, необходимость дополнительных вычислений, т. к. чтобы получить искомый прогноз белка, необходимо прогнозный показатель содержания азота в зерне помножить на коэффициент = 5,6.

Указанный недостаток обусловлен тем, что прогноз содержания азота в зерне основан только на содержании азота в биомассе, в то время как в действительности на накопление азота в зерне будущего урожая существенно влияют и другие факторы минерального питания растений, в частности, фосфор и калий.

Целью заявляемого изобретения является повышение точности прогноза содержания белка в зерне будущего урожая вегетирующего растения.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе, включающем отбор проб растительной биомассы с исследуемого участка в фазу "весеннее кущение - начало выхода в трубку", определение в ней валового содержания азота в процентах на абсолютно сухое вещество, согласно изобретению, дополнительно определяют валовое содержание фосфора и калия в той же пробе, и, кроме того, учитывают дозы внесения азота и фосфора в удобрениях, внесенных с осени, при этом содержание белка в зерне будущего урожая определяют по формуле Y (%) = 13,7 - 0,00922d₁ + 0,58478d₃ - 2,70180d₄ - 0,01864d_1,3 + 0,00701d_1,5 - 0,01350d_2,4 - 1,44354d_3,4 + 0,48519d_3,5 + 1,09522d_4,5,
где d(1. . .5) - разница между уровнем фактора, влияющего на накопление белка X_(1...5) и константой этого же фактора K_(1...5), т.е. d = x - k;
Y - содержание белка в зерне будущего урожая, %;
X₁ - количество азотных удобрений, внесенных с осени (кг.д.в./га);
X₂ - количество фосфорных удобрений, внесенных с осени (кг.д.в./га);
X₃ - концентрация общего азота в биомассе на IV этапе органогенеза (в фазу "весеннего кущения - начала выхода в трубку"), %;
X₄ - концентрация общего фосфора в биомассе на IV этапе органогенеза, %;
X₅ - концентрация общего калия в биомасcе на IV этапе органогенеза, %;
K₁-K₅ - уровень факторов, а именно:
K₁ - количество азотных удобрений = 54,43;
K₂ - количество фосфорных удобрений = 54,46;
K₃ - концентрация азота в пробе = 4,23;
K₄ - концентрация фосфора в пробе = 1,06;
K₅ - концентрация калия в пробе = 4,07.

Благодаря тому, что в предлагаемом способе учитывают дополнительные факторы минерального питания, влияющие на накопление белка в зерне, в частности, определяют валовое содержание фосфора и калия в пробе, а также учитывают дозы внесения азота и фосфора в удобрениях, внесенных с осени, и, кроме того, содержание белка в зерне будущего урожая определяют по предлагаемой формуле, повышается точность прогнозирования содержания белка в зерне будущего урожая вегетирующего растения.

Заявляемый способ реализуют следующим образом.

С поля (участка), засеянного пшеницей, на котором предполагается провести прогноз содержания белка в зерне будущего урожая, отбирают пробы растений пшеницы для анализа. Отбор проб производят в период "весеннее кущение - начало выхода в трубку" (IV этап органогенеза по Куперман) путем вырывания растений с корнями с площадок размером 0,25 м². Вырванные растения связывают в пучки и помещают в полиэтиленовые пакеты с соответствующими этикетками. На каждом участке площадью не более 30 га отбирают 4-5 таких площадок, а если площадь поля более 30 га, количество площадок увеличивается пропорционально площади. Площадки отбираются по диагонали поля. Первая и последняя площадки не должны располагаться ближе 40-50 м от ближайшего края поля. Расстояние между смежными площадками должно быть не менее 60-70 м.

Отобранные пробы перевозят в лабораторию, где их разбирают, очищают от почвы и отрезают надземную массу от подземной по границе между зеленой (надземной) и светлой (подземной) частями. После этого надземную биомассу помещают в сушильный шкаф, где ее фиксируют при температуре 80-90^oC в течение 15 минут. Затем ее высушивают при температуре 105^oC до постоянного веса. Дальнейший ход анализа на содержание N, P, K проводят по общеизвестным методикам, описанным в литературе.

Полученные результаты анализов усредняют по каждому полю по соответствующим элементам питания (N, P, K) и включают в предложенную формулу, по которой определяют содержание белка в зерне будущего урожая на конкретном поле. В эту же формулу также включают данные о внесенных удобрениях (если таковые вносились). Данные о прогнозном содержании белка в зерне, полученные обоими способами, сравнивали с действительным содержанием белка в зерне озимой пшеницы после уборки.

В таблице 1 представлены результаты прогноза содержания белка в зерне озимой пшеницы по способу-прототипу и по предлагаемому способу, а также данные о содержании белка в зерне после уборки и величины отклонений от них результатов обоих способов прогноза.

В производственных условиях отклонение прогнозного содержания белка в зерне от действительного более 1 абсолютного процента недопустимо, так как приводит к большим ошибкам при принятии организационно-хозяйственных решений. Как следует из таблицы 1, наименьшая существенная разница (НСР) между прогнозом содержания белка по предлагаемому способу и содержанием белка в убранном зерне равна 1,1%, а между прогнозом содержания белка по известному способу и содержанием белка в убранном зерне равна 2,0%, то есть почти в два раза больше, что говорит о более высокой точности предлагаемого способа прогноза. Из таблицы 1 также видно, что в предложенном способе прогноза количество отклонений прогнозных данных о содержании белка от действительного содержания белка в убранном зерне, превышающих 1,0%, равно нулю, т.е. предлагаемый способ имеет точность 100,0% (в заданном интервале точности ± 1,0%), в то время как в известном способе прогноза количество отклонений, превышающих 1,0%, равно 7, то есть точность известного способа равна 63,2%.

Результаты более глубокого статистического анализа обоих способов прогноза показаны в таблице 2, которые также подтверждают преимущества предложенного способа: в частности, ошибка прогноза по способу-прототипу составляет 7,5%, а по предлагаемому способу - 4,0%.

Таким образом, из приведенных таблиц 1 и 2 видно, что заявляемый способ обеспечивает более точный прогноз содержания белка в зерне будущего урожая в сравнении с известным способом-прототипом и другими способами, в связи с чем помогает избежать больших ошибок в производственно-хозяйственной деятельности при выращивании пшеницы с высоким качеством зерна.

Формула изобретения

Способ прогноза содержания белка в зерне будущего урожая озимой пшеницы во время ее вегетации, содержащий отбор пробы растительной биомассы с исследуемого участка в фазу весеннее кущение - начало выхода в трубку и определение в ней валового содержания азота в процентах от абсолютно сухого вещества, отличающийся тем, что, дополнительно определяют валовое содержание фосфора и калия в пробе, учитывают дозы внесения азота и фосфора в удобрениях, внесенных с осени, а содержание белка в зерне определяют по формуле
Y(%) = 13,7-0,00922d₁+0,58478d₃-2,70180d₄-0,01864d_1,3+0,00701d_1,5-0,01350d_2,4-1,44354d_3,4+0,48519d_3,5+1,09522d_4,5, где d(1...5) - разница между уровнем фактора, влияющего на накопление белка Х (1...5), и константой этого же фактора К (1...5), т.е.d=х-к;
Y - содержание белка в зерне будущего урожая, %;
Х₁ - количество азотных удобрений, внесенных с осени, (кг д.в./га);
Х₂ - количество фосфорных удобрений, внесенных с осени (кг д.в./га);
Х₃ - концентрация общего азота в биомассе в фазу весеннее кущение - начало выхода в трубку (на IV этапе органогенеза), %;
Х₄ - концентрация общего фосфора в биомассе на IV этапе органогенеза, %:
Х₅ - концентрация общего калия в биомассе на IV этапе органогенеза, %;
К₁ - К₅ - уровни констант факторов, а именно:
К₁ - количество азотных удобрений = 54,43;
К₂ - количество фосфорных удобрений = 54,46;
К₃ - концентрация азота в пробе = 4,23;
К₄ - концентрация фосфора в пробе = 1,06;
К₅ - концентрация калия в пробе = 4,07.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.06.2007

Извещение опубликовано: 10.06.2007        БИ: 16/2007

---