Наноструктурная водно-фосфоритная суспензия в качестве средства для предпосевной обработки семян огурца
Владельцы патента RU 2525575:
Государственное научное учреждение Татарский научно-исследовательский институт агрохимии и почвоведения Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ Татарский НИИАХП Россельхозакадемии) (RU)
Изобретение относится к области создания биологически активных веществ, стимулирующих рост растений, и может быть использовано в сельском хозяйстве. Наноструктурная водно-фосфоритная суспензия состоит из наночастиц с размерами менее 100 нм. Данное средство получают из природных фосфоритов посредством их измельчения, смешения с водой и последующей ультразвуковой диспергации. Использование изобретения позволит повысить урожайность огурцов в течение первого месяца сбора урожая в 2.0-2.5 раза. 19 пр., 2 табл.
Изобретение относится к области создания биологически активных веществ, стимулирующих рост растений, и может быть использовано в сельском хозяйстве для повышения урожайности плодоовощных культур, в частности огурца.
Известна в качестве средства для предпосевной обработки семян огурца диаммонийная соль фумаровой кислоты, используемая в виде (0.01-0.1) водного раствора [1]. Недостатком этого вещества в указанном качестве является сравнительно низкая урожайность огурцов в начальный период плодоношения (40-60 суток с момента посадки), когда плоды указанной овощной культуры имеют наибольшую питательную ценность по сравнению с таковой в более поздние периоды их сбора.
Наиболее близким к заявляемому нами объекту по совокупности признаков является средство для предпосевной обработки семян растений на основе кальциевой соли ортофосфорной кислоты, а именно двойного суперфосфата [2]. Недостатком данного вещества, которое в связи с только что отмеченным обстоятельством выбрано нами в качестве прототипа, в указанном выше качестве также является сравнительно низкая урожайность огурцов в начальный период плодоношения.
Целью настоящего изобретения является создание средства для предпосевной обработки семян огурца на основе кальциевой соли ортофосфорной кислоты, позволяющего повысить урожайность огурцов именно в начальный период плодоношения.
Декларируемая цель достигается путем использования в качестве средства для предпосевной обработки семян огурца на основе кальциевой соли ортофосфорной кислоты, а именно наноструктурной водно-фосфоритной суспензии, состоящей из наночастиц с размерами менее 100 нм, получаемой из природных фосфоритов посредством их измельчения, смешения с водой и последующей ультразвуковой диспергации. В результате использования такого вещества в указанном качестве имеет место повышение урожайности огурцов в начальный период плодоношения по сравнению с таковой для вещества-прототипа [2] в 2.0-2.5 раза.
До настоящего времени в литературе не была кем-либо описана наноструктурированная водно-фосфоритная суспензия, состоящая из наночастиц размером менее 100 нм, в качестве средства для предпосевной обработки под какие-либо сельскохозяйственные культуры вообще. Это обстоятельство дает нам основания считать, что заявляемый нами объект соответствует первому критериальному признаку изобретения, установленному патентным законодательством РФ, - новизна. Сопоставление известных признаков вещества-прототипа [2] и отличительных признаков, характеризующих заявляемый нами объект (а именно замена двойного суперфосфата на фосфорит и суспензирование последнего в воде с дроблением его частиц до наноразмерного уровня методом ультразвуковой диспергации), не позволяет предсказать априори появление у него новых по сравнению с веществом-прототипом свойств, а именно указанного выше существенного повышения уровня урожайности огурцов в начальный период плодоношения. Данный факт позволяет сделать заключение, что заявляемый нами объект явным образом не следует из известного в данной отрасли техники уровня и, следовательно, соответствует второму установленному законодательством РФ критериальному признаку изобретения - изобретательский уровень. Предлагаемая нами в качестве средства для предпосевной обработки семян огурца наноструктурированная водно-фосфоритная суспензия достаточно легко может быть получена в промышленном масштабе и ее применение на практике осуществимо без каких-либо проблем; следовательно, заявляемому нами объекту присущ и третий установленный законодательством РФ критериальный признак изобретения - промышленная применимость.
Заявляемая на предмет изобретения наноструктурированная водно- фосфоритная суспензия, состоящая из наночастиц размером менее 100 нм, в качестве средства для предпосевной обработки семян огурца может быть продемонстрирована на нижеследующих примерах.
Пример 1 (приготовление наноструктурной водно-фосфоритной суспензии)
Фосфоритную муку, полученную из природных фосфоритов Сюндюковского месторождения Республики Татарстан, смешивают с дистиллированной или деионизированной (обессоленной) водой из расчета 20 г муки на 100 мл воды. Эту смесь затем обрабатывают ультразвуком в ультразвуковом диспергаторе УЗУ-0,25 мощностью 80 Вт при частоте 18.5 кГц с амплитудой колебаний ультразвукового волновода 5 мкм в течение 5-20 мин при комнатной температуре, в результате чего получается суспензия с размерами частиц фосфорита 5-95 нм. Полученную таким образом водно-фосфоритную суспензию далее используют по назначению в качестве средства для предпосевной обработки семян огурца.
Пример 2
Приготавливают наноструктурную водно-фосфоритную суспензию по описанной в примере 1 технологии при времени выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе 5 мин, выдерживают в ней семена огурца обыкновенного Cucumis sativus (партенокарпический гибрид, сорт «Кураж») в течение 2 ч при комнатной температуре, после чего высаживают в почву (из расчета 25.000 растений на 1 га) традиционными для данной культуры приемами. Выращивание ведут в защищенном грунте (теплице) традиционным способом до стадии технической зрелости ее плодов в течение 40, 45 и 50 суток с момента посадки, после чего через каждый из указанных промежутков времени снимают урожай и определяют уровень урожайности по общей массе плодов в ц/га. Данные по урожайности огурца по достижении каждого из указанных выше моментов времени приведены в Таблице 1.
Пример 3
Осуществляют по общей технологии примера 2, но время выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе устанавливают равным 10 мин. Данные по урожайности огурца для этого случая показаны в Таблице 1.
Пример 4
Проводят, как и пример 2, но время выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе устанавливают равным 20 мин. Данные по урожайности для этого случая представлены в Таблице 1.
Пример 5 (сравнительный)
Осуществляют таким же образом, как и пример 2, но время выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе устанавливают равным 1 мин. Данные по урожайности для этого случая приведены в Таблице 1.
Пример 6 (сравнительный)
Осуществляют по общей схеме примера 2, но время выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе устанавливают равным 30 мин. Данные по урожайности для этого случая см. в Таблице 1.
Пример 7 (сравнительный)
Выполняют по типу примера 2, но водно-фосфоритную смесь получают, смешивая фосфоритную муку с дистиллированной или деионизированной водой и перемешивая ее вручную обычной мешалкой в течение 30 мин. Данные по урожайности для этого случая см. в Таблице 1.
Пример 8 (по прототипу [2])
Приготавливают средство для предпосевной обработки семян огурца, содержащее двойной суперфосфат 40 г, гуминовые кислоты 0.05 г, воду - до 1 л, выдерживают в нем семена огурца обыкновенного Cucumis sativus (сорт «Кураж») в течение 2 часов при комнатной температуре, после чего высаживают в почву (из расчета 25.000 растений на 1 га) традиционными для данной культуры приемами. Выращивание ведут в защищенном грунте (теплице) традиционным способом до стадии технической зрелости ее плодов в течение 40, 45 и 50 суток с момента посадки, после чего через каждый из указанных промежутков времени снимают урожай и определяют уровень урожайности по общей массе плодов в ц/га. Данные по урожайности огурца по достижении каждого из указанного выше моментов времени для данного случая приведены в Таблице 1.
Пример 9 (сравнительный, по прототипу [2])
Выполняют, как и пример 9, но гуминовые кислоты в указанный там раствор для предпосевной обработки семян огурца не вводят. Данные по урожайности огурца по достижении каждого из указанных выше моментов времени для данного случая также представлены в Таблице 1.
Пример 10 (по аналогу [1])
Приготавливают средство для предпосевной обработки семян огурца - 0.05% водный раствор диаммонийной соли фумаровой кислоты, выдерживают в нем семена огурца обыкновенного Cucumis sativus (сорт «Кураж») в течение 2 часов при комнатной температуре, после чего высаживают в почву (из расчета 25.000 растений на 1 га) традиционными для данной культуры приемами. Выращивание ведут в защищенном грунте (теплице) традиционным способом до стадии технической зрелости ее плодов в течение 40, 45 и 50 суток с момента посадки, после чего через каждый из указанных промежутков времени снимают урожай и определяют уровень урожайности по общей массе плодов в ц/га. Данные по урожайности огурца по достижении каждого из указанных выше моментов времени для данного случая приведены в Таблице 1.
| Таблица 1 | |||
| Урожайность огурца Cucumis sativus сорта «Кураж» (ц/га) при сборе через | |||
| № примера | |||
| 40 суток | 45 суток | 50 суток | |
| 2 | 34.0 | 152.5 | 208.3 |
| 3 | 36.5 | 162.0 | 230.4 |
| 4 | 37.0 | 161.5 | 228.0 |
| 5 (сравнительный) | 25.3 | 120.6 | 175.5 |
| 6 (сравнительный) | 36.8 | 161.8 | 228.5 |
| 7 (сравнительный) | 10.5 | 60.1 | 95.7 |
| 8 (по прототипу [2]) | 12.2 | 68.5 | 100.4 |
| 9 (сравнительный, по прототипу [2]) | 10.9 | 63.4 | 97.2 |
| 10 (по аналогу [1]) | 17.2 | 82.1 | 122.7 |
Пример 11
Осуществляют по общей технологии примера 2, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus (пчелоопыляемый гибрид, сорт «Эстафета»). Данные по урожайности огурца для этого случая представлены в Таблице 2.
Пример 12
Выполняют, как и пример 3, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus, сорт «Эстафета». Сведения об урожайности указанной культуры для данного случая приведены в Таблице 2.
Пример 13
Проводят по общей технологии примера 4, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus, сорт «Эстафета». Данные по урожайности огурца для этого случая см. в Таблице 2.
Пример 14 (сравнительный)
Осуществляют, как и пример 5, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus, сорт «Эстафета». Данные по урожайности огурца для этого случая показаны в Таблице 2.
Пример 15 (сравнительный)
Выполняют, как и пример 6, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus, сорт «Эстафета». Сведения об урожайности огурца для данного случая представлены в Таблице 2.
Пример 16 (сравнительный)
Осуществляют, как и пример 7, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus, сорт «Эстафета». Данные по урожайности огурца для этого случая см. в Таблице 2.
Пример 17 (по прототипу [2])
Выполняют по общей технологии примера 8, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus, сорт «Эстафета». Данные по урожайности огурца для этого случая показаны в Таблице 2.
Пример 18 (сравнительный, по прототипу [2])
Проводят по схеме примера 9, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus, сорт «Эстафета». Данные по урожайности огурца для этого случая показаны в Таблице 2.
Пример 19 (по аналогу [1])
Выполняют по общей технологии примера 10, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus, сорт «Эстафета». Данные по урожайности огурца для этого случая показаны в Таблице 2.
| Таблица 2 | |||
| Урожайность огурца Cucumis sativus сорта «Эстафета» (ц/га) при сборе через | |||
| № примера | |||
| 40 суток | 45 суток | 50 суток | |
| 11 | 31.9 | 143.8 | 192.8 |
| 12 | 34.7 | 152.9 | 219.0 |
| 13 | 35.3 | 149.0 | 217.4 |
| 14 (сравнительный) | 22.7 | 113.1 | 164.6 |
| 15 (сравнительный) | 33.5 | 150.2 | 212.3 |
| 16 (сравнительный) | 9.8 | 53.6 | 87.9 |
| 17 (по прототипу [2]) | 11.6 | 60.3 | 92.2 |
| 18 (сравнительный, по прототипу [2]) | 9.2 | 59.8 | 91.5 |
| 19 (по аналогу [1]) | 13.6 | 69.7 | 103.2 |
Как можно видеть из приведенных в Таблицах 1-2 данных, заявляемая нами в качестве средства предпосевной обработки семян огурца наноструктурированная водно-фосфоритная суспензия позволяет значительно (в 2.0-2.5 раза) повысить урожайность данной овощной культуры в начальный период плодоношения (40-60 суток с момента посадки) по сравнению с таковой для средства-прототипа [2]. При этом данный положительный эффект отмечается лишь в том случае, если используется именно наноструктурная водно-фосфоритная суспензия, получаемая в результате ультразвуковой диспергации: в случае же водно-фосфоритной суспензии, получаемой при размешивании фосфорита в воде вручную, урожайность огурцов оказывается значительно ниже (сравните данные примеров 2-4 и 11-13 с данными примеров 7 и 16 соответственно). Следует отметить, что при создании заявляемой суспензии требуется определенное время выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе (5-20 мин); при меньшем времени эффект повышения урожайности огурцов, хотя и имеет место, но в существенно меньшей степени, нежели при более продолжительном ультразвуковом диспергировании (сравните данные примеров 2-4 и 11-13 с данными примеров 5 и 14 соответственно). С другой стороны, как хорошо видно из сопоставления данных примеров 2-4 и 11-13 с данными примеров 6 и 15 соответственно, диспергирование водно-фосфоритной смеси сверх 20 мин уже не дает прироста урожайности.
Аналогичные результаты были получены нами и на других партенокарпических и пчелоопыляемых сортах огурца Cucumis sativus («Тристан», «Ceres», «Атлет»).
ЛИТЕРАТУРА
[1] Патент РФ №2.219.771 (2003).
[2] Патент РФ №2.352.115 (2009) (прототип).
Наноструктурированная водно-фосфоритная суспензия для предпосевной обработки семян огурца, состоящая из наночастиц размером менее 100 нм и получаемая из природных фосфоритов посредством их измельчения, смешения с водой и последующей ультразвуковой диспергации.
