Способ повышения продуктивности и устойчивости растений к фитопатогенам
Владельцы патента RU 2515635:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений" (ФГБНУ "ВНИИЗР") (RU)
Способ относится к области сельского хозяйства, а именно к защите сельскохозяйственных культур. Способ предусматривает обработку семян или опрыскивание вегетирующих растений экстрактом биомассы олигохет для повышения устойчивости растений к фитопатогенам. При этом используют отфильтрованную солевую вытяжку биологически активных веществ, извлеченных из биомассы почвенных олигохет вида Eisenia foetida, а в качестве наполнителя - 0,1% полиакриламидный гидрогель в соотношении 1:9. Способ позволяет повысить устойчивость сельскохозяйственных культур к болезням и их продуктивность при сниженных дозировках действующих веществ и увеличении общего объема средства, позволяющего более точно нормировать рабочие дозировки. 4 табл.
Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для защиты растений от комплекса фитопатогенов и повышения урожайности.
Известен способ защиты сельскохозяйственных культур при использовании препарата Альбит (Злотников А.К., Алехин В.Т. и др. Биопрепарат Альбит для повышения урожая и защиты растений: опыты, рекомендации, результаты применения. - М., Агрорус, 2008, 248 с.). Он создан на основе продукта метаболизма бактерий - поли-бета-гидроксимасляной кислоты. Однако технология наработки препарата достаточно сложна и требует дорогостоящего оборудования.
Известен способ защиты растений от комплекса фитопатогенов и усиления их продуктивности при использовании средства на основе почвенных олигохет Nicodrilus caliginosus (Патент RU №2305927 С2, А01С 1/00, 20.09.2007. Бюлл. №26). Недостатками способа являются: длительный период наработки препарата (естественная ферментация биологического экстракта, составляющая около 2 недель), необходимость размельчения биоматериала, способствующая повышению его механической и бактериальной загрязненности.
Наиболее близким к заявляемому объекту, принятым за прототип, является способ повышения продуктивности и устойчивости растений к болезням, предусматривающий использование средства на основе солевой вытяжки биологически активных веществ из биомассы почвенных олигохет вида Nicodrilus caliginosus, путем обработки ее хлористым калием в кристаллической форме в пропорции 30:1 (Патент RU №2438283 C1 А01С 1/08, A01N 63/02. 11.01.2012. Бюлл. №1). Недостатком прототипа является использование для приготовления средства олигохет вида Nicodrilus caliginosus, массовое культивирование которых представляет существенную сложность из-за высоких миграционных способностей дождевых червей данного вида и необходимости разработки специальных методов их массового размножения. Кроме того, крайне низкие рабочие дозировки (0,5-5 мл/т семян при предпосевной обработке) затрудняют точное дозирование норм расхода препарата.
Цель настоящего изобретения состоит в усилении устойчивости растений к фитопатогенам и повышении их продуктивности при обработке средством, полученным на основе биомассы червя Eisenia foetida; в качестве наполнителя при получении средства применяется полиакриламидный гидрогель (ПААГ), обладающий высокими пленкообразовательными и водоудерживающими свойствами, что способствует снижению водного стресса у растений.
Задачей настоящего изобретения является индукция иммунных реакций растений по отношению к фитопатогенам и стимуляция ростовых процессов при использовании экологически безопасного средства на основе олигохет вида Eisenia foetidae в качестве биопродуцентов биологически активных веществ.
Техническим результатом является способ повышения устойчивости растений к фитопатогенам и их продуктивности при использовании нового средства на основе олигохет вида Eisenia foetida, в которое в качестве наполнителя вводится ПААГ, позволяющий увеличить объем средства, что облегчает точное дозирование рабочих норм расхода средства при работе с микродозами.
Результат достигается тем, что изготовление средства предусматривает получение солевой вытяжки - экстракта биологически активных веществ, выделяемых из биомассы олигохет вида Eisenia foetidae, которые размножаются методом вермикультивирования, и смешивание его с этиловым спиртом в качестве стабилизатора в пропорции 3:1, а затем соединение полученной смеси с ПААГ в качестве наполнителя в пропорции 1:9.
Данный способ предусматривает максимальное извлечение из биомассы олигохет вида Eisenia foetidae всех действующих веществ (аминокислоты, азотсодержащие органические соединения, ферменты и другие природные биологические активаторы), а также разбавление действующего начала путем смешивания с наполнителем - ПААГ для увеличения объема средства с последующей обработкой семян или опрыскиванием вегетирующих растений. Способ реализуется в осуществлении последовательных этапов:
1. Трех-четырехкратная промывка олигохет Eisenia foetidae от мусора под проточной водой с температурой не выше 20°С.
2. Смешивание биомассы олигохет с кристаллическим хлористым калием при соотношении частей 30:1 при экспозиции 20-30 минут.
3. Отжим образовавшегося солевого экстракта биологически активных веществ из биомассы олигохет.
4. Фильтрация состава через плотный фильтр.
5. Смешивание полученного экстракта, содержащего комплекс биологически активных веществ, включая минеральный компонент калий, с этанолом, который служит консервантом-стабилизатором, в пропорции 3:1.
6. Изготовление 0,1% коллоидного раствора-гидрогеля полиакриламида (ПААГ) путем смешивания 1 части сухого полиакриламида в 99 частях дистиллированной воды и настаивания его в течение 4 часов.
7. Смешивание полученной композиции с ПААГ в пропорции 1:9.
8. Предпосевная обработка семян или опрыскивание вегетирующих растений в фазу выхода в трубку.
Опыт 1. Цель опыта состояла в сравнительной оценке биологической эффективности и рострегулирующего действия солевых экстрактов двух видов олигохет. Семена ярового ячменя были обработаны раствором солевой вытяжки экстракта биомассы каждого из двух видов олигохет - Nicodrilus caliginosus и Eisenia foetidae - в различных дозировках. Средство на основе вида N.caliginosus было взято в оптимальной норме расхода действующего вещества (5 мл/т), Eisenia foetidae в нормах расхода 4, 5, 6 мл/т. Об иммунизирующей активности средства судили по биологической эффективности, а именно снижению пораженности проростков ячменя гельминтоспориозом (Bipolaris sorokiniana).
Лабораторный опыт показал, что использование вида Eisenia foetidae вызывает индукцию иммунных реакций проростков ячменя, эффект от которой превышает иммунизирующую активность прототипа - средства на основе Nicodrilus caliginosus.
| Таблица 1. | |||||
| Эффективность нового средства на основе олигохет Eisenia foetidae при обработке семян ярового ячменя | |||||
| Варианты | Норма расхода, мл/т семян (д.в.) | Всхожесть семян, % | Биологическая эффективность | ||
| % | сравнение с прототипом, % | снижение пораженности всходов Bipolaris sorokiniana, % к контролю | сравнение с прототипом, % | ||
| Контроль (без обработки) | - | 93,0 | - | 13,9* | - |
| Способ на основе N.caliginosus (прототип) | 5 | 94,7 | - | 35,4 | - |
| Способ на основе Е.foetidae | 4 | 97,3 | 2,6 | 39,6 | +4,2 |
| 5 | 96,0 | 1,3 | 39,6 | +4,2 | |
| 6 | 95,1 | 0,4 | 45,8 | +10,4 | |
| Примечание: * - развитие заболевания в контроле |
Из данных, представленных в таблице 1, следует, что в нормах расхода 4-6 мл/т, близких к оптимальной дозировке прототипа (5 мл/т), новое средство - солевой экстракт биомассы олигохет Eisenia foetidae - способствовало усилению устойчивости растений к корневым гнилям (основной возбудитель Bipolaris sorokiniana) по сравнению с прототипом (вид олигохета - N.caliginosus) на 4,2-10,4%. При этом отмечалось увеличение всхожести семян до 2,6% по сравнению с прототипом.
Опыт 2. В лабораторном опыте оценили биологическую эффективность нового средства на основе олигохет Eisenia foetida при добавлении к солевой вытяжке ПААГ в соотношении 1:9 (табл.2). При обработке семян новым средством в сходных с прототипом нормах расхода действующих веществ (5 мл/т) наблюдалось более сильное положительное действие первого на всхожесть семян (увеличение на 4,5%).
Более высокая иммунизирующая активность отмечалась у нового средства в нормах расхода действующих веществ 20-30 мл/т, а рострегулирующая - при расходе средства - 40-50 мл/т.
Полевая оценка биологической эффективности нового средства проведена на яровом ячмене и озимой пшенице.
Опыт 3. Результаты полевого опыта при предпосевной обработке семян ячменя ярового подтвердили высокую эффективность нового средства в повышении продуктивности и устойчивости растений к фитопатогенам (табл.3).
| Таблица 3. | |||||||||
| Эффективность полифункционального действия нового средства при обработке семян ярового ячменя | |||||||||
| Варианты | Норма расхода средства, мл/т (по д.в.) | Полевая всхожесть, | Биологическая эффективность, % | Биологический урожай, ц/га | Прибавка урожая к прототипу | ||||
| % | увеличение к прототипу, % | корневые гнили | сетчатая пятнистость | ц/га | % | ||||
| выход в трубку | колошение | ||||||||
| Контроль (без обработки) | - | 71,3 | - | 36,3* | 33,2* | 33,1* | 56,2 | - | - |
| Способ на основе N.caliginosus (прототип) | 5 (5) | 74,2 | - | 76,6 | 20,1 | 11,7 | 57,7 | - | - |
| Способ на основе Е.foetidae с ПААГ | 10 (1) | 78,8 | 4,6 | 85,5 | 20,8 | 14,2 | 63,5 | 5,8 | 10,1 |
| 20 (2) | 78,3 | 4,1 | 80,7 | 25,9 | 32,9 | 59,5 | 1,8 | 3,1 | |
| 30 (3) | 77,5 | 3,3 | 78,0 | 31,9 | 12,1 | 58,3 | 0,6 | 1,0 | |
| 40 (4) | 78,5 | 4,3 | 80,1 | 34,0 | 25,7 | 60,5 | 2,8 | 4,9 | |
| * - развитие заболеваний, % |
Иммунизирующая активность нового средства по отношению к различным заболеваниям варьировала в зависимости от норм его расхода при обработке семян и фазы развития культуры, и во многих случаях превосходила эффекты прототипа. Максимальное увеличение полевой всхожести семян (на 4,6% в сравнении с прототипом) наблюдалось при норме расхода нового средства 10 мл/т, в 5 раз более низкой, чем у прототипа. По полифункциональному действию, которое выразилось в увеличении продуктивности растений, максимальный эффект нового средства (прибавка урожая 5,8 ц/га или 10,1%) также был получен при данной норме расхода.
Опыт 4. Полевые исследования по испытанию нового средства при обработке вегетирующих растений озимой пшеницы в фазу начала выхода в трубку также показали более высокий полифункциональный эффект нового средства на основе олигохет вида Е.foetidae (табл.4).
| Таблица 4. | |||||
| Эффективность полифункционального действия нового способа при обработке растений озимой пшеницы в фазу выхода в трубку | |||||
| Варианты | Норма расхода средства, мл/га (по д.в.) | Биологический урожай, ц/га | Биологическая эффективность(корневые гнили), % | Прибавка урожая (сравнение с прототипом) | |
| ц/га | % | ||||
| Контроль (без обработки) | 46,9 | 21,4* | , | - | |
| Способ на основе N.caliginosus (прототип) | 10 (10) | 49,6 | 6,1 | - | - |
| Способ на основе Е.foetidae с ПААГ | 10 (1) | 51,2 | 9,2 | 1,6 | 3,2 |
| 20 (2) | 58,1 | 9,6 | 8,5 | 17,1 | |
| 30 (3) | 53,6 | 10,3 | 4,0 | 8,1 | |
| 40 (4) | 53,0 | 11,7 | 3,4 | 6,9 | |
| Примечание:* - развитие заболевания в контроле, % |
Иммунизирующее действие нового средства по отношению к корневым гнилям несколько усиливалось с увеличением дозировки и было выше, чем у прототипа. Максимальную прибавку урожая (17,1% относительно прототипа) обеспечило использование нового средства в норме расхода 20 мл/га.
Таким образом, в результате лабораторных и полевых исследований, установлена более высокая по сравнению с прототипом (средство на основе олигохет вида Nicodrilus caliginosus) эффективность нового средства на основе олигохет Eisenia foetida. При предпосевной обработке семян ярового ячменя иммунизирующий эффект по отношению к корневым гнилям и пятнистостям листьев увеличился до 9-21% по сравнению с прототипом, несмотря на более низкие (в 1,2-5 раз) дозировки нового средства. При этом за счет полифункционального действия нового средства в минимальной дозировке -10 мл/т - продуктивность культуры повысилась на 5,8 ц/га или 10,1% по сравнению с прототипом. При обработке вегетирующих растений озимой пшеницы новым средством иммунизирующий эффект по корневым гнилям превысил эффективность прототипа на 3-6%. Продуктивность культуры возросла до 17% при оптимальной норме расхода 20 мл/га, что по действующему веществу в 5 раз ниже, чем в прототипе. Использование в качестве наполнителя ПААГ позволило сдвинуть эффективные рабочие дозировки (по действующим веществам) в сторону более низких значений, что дает возможность снижения расхода действующего начала в средстве при увеличенном его объеме за счет наполнителя ПААГ.
Способ повышения продуктивности и устойчивости растений к фитопатогенам, предусматривающий обработку семян или опрыскивание вегетирующих растений экстрактом биомассы олигохет, отличающийся тем, что используют отфильтрованную солевую вытяжку биологически активных веществ, извлеченных из биомассы почвенных олигохет вида Eisenia foetida, а в качестве наполнителя - 0,1% полиакриламидный гидрогель в соотношении 1:9.
