Способ возделывания сахарной кукурузы на зерно
Владельцы патента RU 2291606:
Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано на всех этапах выращивания сахарной кукурузы. Способ включает замачивание семян в активированной воде, заделку семян в почву и полив растений. Замачивание семян проводят в католите на протяжении 4-х часов. Непосредственно после замачивания семена без просушивания заделывают в почву. Полив растений проводят чередованием двух поливов водой и одного полива католитом. Использование изобретения позволит повысить урожайность и качественные показатели зерна кукурузы, в частности повышение содержания в зерне сахаров. 1 ил., 3 табл.
Изобретение относится к способам возделывания кукурузы на зерно, в частности сахарной кукурузы, и может быть использовано на всех этапах возделывания этой культуры - от предпосевной подготовки семян до созревания урожая в початках.
Известен способ стимуляции всхожести семян зерновых культур, включающий намачивание семян в активированной воде с температурой 22-25°С в течение одной минуты при рН 11 или рН 2-5 (RU 2109428 C1, МПК7 A 01 C1/00, 1998).
Технический недостаток подобных способов: за одну минуту в зерновке (эндосперме) семени не может произойти сколько-нибудь существенных изменений, которые смогли бы стимулировать прорастание семени под действием активированной воды - католита или анолита - с последующим повышением урожайности и качественных показателей зерновой культуры. Температура активированной воды (22-25°С) - это комнатная температура амбаров и хранилищ зерна, которая не может оказать заметного влияния на стимуляцию всхожести семян за одну минуту.
Известен также способ использования активированной воды для прорастания семян ячменя, согласно которому выполнено 5 групп опытов, лучшим из которых признан: замачивание семян в анолите в течение 5 часов и далее в католите - 19 часов, в процессе проращивания семена поливали водопроводной водой (см. статью Филоненко А.В. и др. "Использование анолита и католита для прорастания семян" в сборнике: Первый международный симпозиум: Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности: Тезисы докладов и краткие сообщения / ВНИИИ МТ. - М., 1997. - С.99-100).
Технический недостаток данного способа: отсутствие конечного результата - опыты ограничены проращиванием семян, и полученные данные не являются основанием для определения урожайности и качественных показателей зерна после созревания растений. В частности, использование католита вместо воды в качестве раствора для полива семян (группа 5) было менее эффективным. Но в практике растениеводства, в том числе при возделывании кукурузы, поливы проводят после появления растений на дневной поверхности и прорастании нескольких пар листьев.
Техническая задача: повышение урожайности и качественных показателей зерна после созревания растений с учетом специфики сахарной кукурузы.
Согласно изобретению способ включает замачивание семян в активированной воде, заделку семян в почву и полив растений; замачивание семян проводят в католите на протяжении 4-х часов, непосредственно после замачивания семена без просушивания заделывают в почву, полив растений проводят чередованием двух поливов водой и одного полива католитом.
Примеры реализации и эффективности предлагаемого способа.
Опыты по возделыванию сахарной кукурузы проводили с сортом "Аппетитный", на первом этапе исследований объектом экспериментов была и несахарная кукуруза "Дружба". В просушенном виде - подготовленном к опытам - семена сахарной кукурузы были несколько сморщены (это характерно и для других сортов сахарной кукурузы), а семена сорта "Дружба" отличались высокой твердостью и выглядели как полированные. При подборе семян к опытм стало очевидным, что семена сахарной кукурузы будут восприимчивы к любой воде, в том числе активированной, поскольку на их поверхности невооруженным глазом просматривались поры. Ожидалось, что семена сорта "Дружба" практически не будут пропускать воду.
Первый этап опытов - лабораторный. Объекты исследований - указанные сорта кукурузы, время замачивания семян 24 часа, за исключением случаев, указанных ниже. Среда для замачивания семян: 1) анолит; 2) анолит нейтральный; 3) раствор анолита и бишофита (85:15%); 4) анолит - 30 мин, затем раствор католита и бишофита (85:15%); 5) 15%-ный водный раствор бишофита (для сравнения); контроль - без замачивания. Второй вариант замачивания семян: 1) анолит; 2) католит; 3) раствор анолита и католита (50:50%); 4) 10%-ный водный раствор бишофита - 4 часа; контроль - без замачивания. Посев проводили в небольшие ящики для рассады, повторность опытов - четырехкратная. Установлено, что 15%-ный (затем 10%-ный) раствор бишофита неэффективен; чистый (без смеси) анолит дает высокую эффективность (всхожесть около 100%, усиленный рост растений и пр.) только для сахарной кукурузы. Остальные варианты были несколько хуже. Опыты заканчивались до роста рассады на высоту до 150 мм.
Второй этап опытов проводили в полевых условиях на ограниченных участках. С учетом результатов первого этапа опыты проводили только с сахарной кукурузой, замачивание семян осуществляли в среде католита и анолита и дополнительно в обычной воде (высказывалось мнение, что после замачивания в воде будет получен подобный результат). Время замачивания всех вариантов (кроме контроля) - 21 час, после замачивания семена просушивали на протяжении 2-3 часов (до испарения воды из поверхности семян). Результаты опытов сведены в табл.1, из которой следует, что вода не подавляет болезни кукурузы (сахарная кукуруза, как известно, к ним восприимчива). На первых порах после заделки семян в почву (после замачивания в воде) наблюдается интенсивный рост растений, но стебли были тонкие и ломкие. Наибольшая урожайность (с учетом всхожести семян) получена после замачивания в католите, но после замачивания в анолите наблюдались более мощные стебли, развитая корневая система и товарный вид початков. В процессе вегетации растений, проросших после замачивания в католите и в анолите, провели два полива католитом, остальные 6 поливов - обычной водой. На большинстве этих растений прорастали дополнительные полноценные отростки, где намечались початки, но эти отростки обламывались. В табл.1 дана также динамика развития растений.
По второму этапу опытов была отмечена недостаточно высокая всхожесть семян и некоторое почернение початков (после католита), что свидетельствует об определенном воздействии на растения вирусов и патогенных микроорганизмов. Была также доказана нецелесообразность замачивания семян в обычной воде и высказано обоснованное предположение, что время замачивания семян (21-24 часа) избыточно. В первом и втором этапах опытов наблюдалось чрезмерное набухание семян после замачивания; по литературным источникам установлено, что это является причиной недостаточно высокой всхожести семян. Болезнь початков в контроле (без замачивания семян) требует отдельного решения.
Третий этап опытов носил всесторонний характер: из числа среды для замачивания семян была исключена обычная вода; варьировали временем замачивания и в католите рН=9,4, и в анолите рН=4,5, которое составило 4; 8 и 12 часов. После замачивания семена без просушивания заделывали в почву, когда температура почвы (на глубине заделки семян) достигала ≈15°С. Этим приемом избавлялись от "налета" на семена вирусов и патогенных микроорганизмов. Благодаря этому всхожесть семян после замачивания и в католите, и в анолите возросла по сравнению с контролем (без замачивания) и составила:
| контроль | - 83,2%; |
| католит | - 87,9%; |
| анолит | - 89,7%. |
Данные о всхожести после замачивания семян в католите и в анолите приведены по результатам трехкратной повторности опытов, причем и для контроля была трехкратная повторность. Это означает, что объектом опытов был 21 участок размером 3×6 м каждый. Схему опытов см. на чертеже. В табл.2 приведены средние данные для каждого варианта, кроме контроля, хотя формально для всей группы мог быть один контроль, но это снизило бы достоверность данных. Способ возделывания сахарной кукурузы (см. формулу изобретения) предусматривает особый полив растений (определено экспериментально) - чередование двух поливов водой и одного полива католитом. В опытах полив католитом проводили те растения, семена которых замачивали и в католите, и в анолите. Участки растений, выращиваемых без замачивания семян, поливали только водой, т.е. придерживались традиционной технологии возделывания. Чередование воды и католита объясняется созданием приемлемой для растений ауры - отсутствие избытка отрицательных ионов 4 е- (в анодной зоне) и гидроокислов 2OH- (в катодной зоне).
Табл.2 посвящена важнейшим показателям сахарной кукурузы - наличию (в процентах) общего сахара, моносахара и дисахара (в воздушно-сухом и абсолютно сухом виде). Наиболее обобщенную информацию несут показатели в виде абсолютно сухой массы общего сахара. В контроле абсолютно сухой общий сахар составляет ≈5% от общей сухой массы зерна; для сахарной кукурузы это хороший показатель. После замачивания семян в католите или анолите и вегетации растений этот и другие показатели (моносахара и дисахара) закономерно возрастают, причем в разной степени возрастают после замачивания семян на протяжении 4-х, 8-и и 12-и часов. Но табл.2 не дает наглядного представления о закономерностях этого процесса.
Поскольку для каждой группы опытов был свой контроль (хотя его показатели мало отличаются), но, тем не менее, это позволило выявить возрастание всех разновидностей сахара (в обоих видах) при различных среде и времени замачивания по сравнению с контролем. Например, согласно табл.2 в контроле после 4-х часов "выдержки" (отнюдь не замачивания) абсолютная сухая масса общего сахара составляет 5,04%, а после замачивания семян в католите на протяжении 4-х часов и завершения цикла вегетации кукурузы этот показатель равен 6,6%. Определяем повышение содержания в зерне указанного сахара: 6,6/5,04=1,309, т.е. повышение общего сахара составляет 30,9% (!). Это блестящий результат, достигнутый простыми средствами.
На этой основе составлена табл.3, которая наглядно показывает:
1) оптимальное время замачивания семян и в католите, и в анолите составляет 4 часа;
2) важнейшие показатели - количество сахаров в зернах - обеспечивает замачивание семян в католите;
3) после замачивания в католите на протяжении 4-х часов и завершения вегетации растений достигнуто повышение (в абсолютно сухом виде)
| общего сахара | - 30,9%; |
| моносахара | - 40,1%; |
| дисахара | - 26,3%; |
4) повышение количества моносахара в опытах с католитом может быть больше (45,2%) после замачивания семян на протяжении 8 часов, но это частный случай, не отражающий общую тенденцию;
5) в опытах с анолитом приемлемое время замачивания семян также составляет 4 часа, но повышение количества сахаров всех видов существенно ниже (исключение составляют лишь моносахара);
6) третий этап полевых опытов с сахарной кукурузой характеризуется стабильностью болезней початков, что объясняется заделкой семян в почву непосредственно после их замачивания и положительным влиянием на растения контроля со стороны рядом расположенных здоровых растений, семена которых замачивали в католите или в анолите;
7) положительное влияние на развитие ратений в опытах с католитом и анолитом оказывает и предложенное чередование поливов водой и католитом;
8) наибольшая урожайность в третьем этапе опытов - после замачивания семян в католите и двукратном поливе растений (превышение над контролем на 15-20%), это частично подтверждает и табл.1 (с учетом всхожести семян).
В итоге обеспечена перспективная технология возделывания сахарной кукурузы с повышением урожайности и с существенным увеличением необходимых для этой культуры сахаров. После этого становится символичным название сорта кукурузы "Аппетитный".
| Таблица 1 | |||||||||
| Некоторые результаты полевых опытов с сахарной кукурузой сорта "Аппетитный" | |||||||||
| №№ опытов | Среда для замачивания | Полевая всхожесть, % | Развитие растений | Урожайность | Состояние початков при уборке и хранении | ||||
| 1-я стадия, от всходов до 02 июня | 2-я стадия, с 02 июня до 06 июля | 3-я стадия, с 06 июля до 25 июля | Длина корней при созревании, см | Средняя масса одного початка, г | в % к контролю | ||||
| 1 | Без замачив. (контроль) | 83,3 | Бурное завитие после всходов | Неудовл. рост, стебли самые низкие | Неудовл. рост, стебли чуть подросли | 14 | 80 | 100 | Один початок болен при вегет., болезнь при хранении |
| 2 | Вода | 50 | Хорошее развитие | Хороший рост, но стебли тонкие | Бурный рост, но стебли тонкие | 21 | 100 | 125 | Болезнь при хранении |
| 3 | Католит | 62,5 | Удовлетворит. развитие | Хорошие стебли, средние | Рост больше, чем в опыте 4 | 23 | 133,3 | 166 | Болезней нет, некоторое почернение |
| 4 | Анолит | 50 | То же | Отличный рост, стебли макс. толщины | Стебли мощные, но рост чуть меньше чем в опыте 3 | 24 | 140 | 175 | Болезней нет, товарный вид хороший |
| Время замачивания - 21 час; дата посева - 28 апреля 2002 года; начало всходов - 09 мая (на 11-й день). |
| Таблица 2 | |||||||
| Содержание сахаров в зерне кукурузы в зависимости от продолжительности предпосевного замачивания семян в активированной воде, % | |||||||
| Среда для замачивания | Время замачивания | Общий сахар | Моносахара | Дисахара | |||
| Воздушно-сухая масса | Абсолютно сухая масса | Воздушно-сухая масса | Абсолютно сухая масса | Воздушно-сухая масса | Абсолютно сухая масса | ||
| Контроль (без замачивания) | 4 часа* | 4,48 | 5,04 | 1,62 | 1,82 | 2,87 | 3,23 |
| 8 часов* | 4,36 | 4,99 | 1,58 | 1,79 | 2,69 | 3,18 | |
| 12 часов* | 4,40 | 5,10 | 1,61 | 1,75 | 2,79 | 3,31 | |
| Католит | 4 часа | 5,1 | 6,6 | 1,7 | 2,55 | 3,32 | 4,08 |
| 8 часов | 5,0 | 6,1 | 1,7 | 2,6 | 3,3 | 3,5 | |
| 12 часов | 4,9 | 5,9 | 1,8 | 2,3 | 3,1 | 3,7 | |
| Анолит | 4 часа | 4,6 | 5,8 | 1,6 | 2,5 | 3,0 | 3,5 |
| 8 часов | 4,5 | 5,4 | 1,7 | 2,3 | 2,8 | 3,2 | |
| 12 часов | 4,8 | 5,7 | 1,8 | 2,4 | 3,0 | 3,3 | |
| * время проставлено условно (замачивание не проводили) | |||||||
| Время проведения опытов - 2004 год: | |||||||
| посев - начало июня (из-за холодной и дождливой погоды в мае); | |||||||
| уборка - конец сентября - начало октября. | |||||||
| Культура предшественник: озимая пшеница. |
| Таблица 3 | |||||||
| Повышение содержания сахаров (по сравнению с контролем) в зерне кукурузы в зависимости от продолжительности предпосевного замачивания семян в активированной воде, % | |||||||
| Среда для замачивания | Время замачивания | Общий сахар | Моносахара | Дисахара | |||
| Воздушно-сухая масса | Абсолютно сухая масса | Воздушно-сухая масса | Воздушно-сухая масса | Абсолютно сухая масса | Воздушно-сухая масса | ||
| Католит | 4 часа | 13,8 | 30,9 | 4,9 | 40,1 | 15,7 | 26,3 |
| 8 часов | 14,7 | 22,2 | 7,6 | 45,2 | 22,7 | 10,1 | |
| 12 часов | 11,4 | 15,6 | 11,8 | 31,4 | 11,1 | 11,8 | |
| Анолит | 4 часа | 2,7 | 15,1 | 0,98 | 37,4 | 4,5 | 8,3 |
| 8 часов | 3,2 | 8,2 | 7,1 | 28,5 | 4,1 | 0,63 | |
| 12 часов | 9,1 | 11,8 | 11,8 | 37,1 | 7,5 | 0,99 | |
| В данной табл. дано приращение в процентах соответствующей величины в табл.2 к ее аналогу в разделе "Контроль" той же табл.2. |
Способ возделывания сахарной кукурузы на зерно, включающий замачивание семян в активированной воде, заделку семян в почву и полив растений, отличающийся тем, что замачивание семян проводят в католите на протяжении 4 ч, непосредственно после замачивания семена без просушивания заделывают в почву, полив растений проводят чередованием двух поливов водой и одного полива католитом.
