Способ выращивания овощных и зеленных культур
Владельцы патента RU 2454075:
Сидоренко Олег Дмитриевич (RU)
Новиков Сергей Александрович (RU)
Поздняков Виктор Борисович (RU)
Изобретение относится к биотехнологии. Способ выращивания овощных и зеленных культур включает предпосевную обработку семян культуральной жидкостью, содержащей чистые культуры микроорганизмов Pseudomonas putida ssp., Bacillus megaterium ssp., Azotobacter indicum ssp. и Lactobacillus acidophilus ssp. в смеси с их метаболитами, с последующим нанесением на поверхность семян пленкообразующего вещества - диметилсульфоксида в виде его 0,0001-0,002%-ного раствора в количестве 9-11 л на 1 тонну семян и посев семян в грунт. Изобретение позволяет повысить урожайность и расширить арсенал способов выращивания овощных и зеленых культур. 2 з.п. ф-лы, 6 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для повышения всхожести семян, улучшения структуры урожая и качества продукции овощных, зеленных, зерновых и технических культур.
Известны технологии возделывания овощных и зеленных культур в защищенном грунте, включающие подготовку тепличного грунта (смешение торфа, минеральных удобрений и почвы, термо- и химическая обработка грунта), обработку рассады и вегетирующих растений овощных и зеленных культур пестицидами, подкормку органическими удобрениями и полив минеральными смесями и т.д. (Справочник овощевода. Россельхозиздат, 1985, с.240; Бешанов А.В. Гербициды в интенсивном овощеводстве. Агропромиздат, 1986, с.247; Почва и компост (Сб. статей - Тимирязевская академия советует) Эксмо, Лик Пресс, 2001. с.136).
Основными недостатками этих технологий являются вредное влияние на грунт применения химических препаратов, их сорбция и поступление в растения, что сказывается на качестве продукции. Кроме того, подготовка грунта перед закладкой в теплицы не предусматривает его санацию, а термо- и химические обработки грунта теплиц не всегда эффективны. В нем сохраняются возбудители болезней овощных и зеленных культур.
Известны способы обработки семян микроорганизмами родов Azospirillum spp., Rhizobium spp., Pseudomonas spp.. Bacillus spp. и Streptomyces spp. для повышения урожайности (патент ЕР №192342, Кл. А01N 63/02, 1986), нанесение на семена ризосферных микроорганизмов, микроэлементов и пленкообразующего вещества (авт. св. №1286126, Кл. А01С 1/06, 1987), гидрофобизация семян (авт. св. №224940, Кл. А01С 1/100, 1959), предпосевная обработка пестицидами и защитно-стимулирующими веществами с пленкообразующим веществом в виде водной суспензии (патент №2038724, А01С 1/100, 1996).
Недостатком указанных способов являются низкая степень приживаемости микроорганизмов на корнях растений, недостаточная эффективность закрепления защитно-стимулирующих веществ на поверхности семян и медленное прорастание семян, что, в значительной мере, влияет на поражение рассады почвенными фитопатогенами и, в конечном счете, на урожай.
Известен способ выращивания овощных культур, включающий предпосевную обработку семян защитно-стимулирующими веществами, нанесение на их поверхность пленкообразующего вещества - лигносульфонатов меди, цинка, кобальта, марганца, молибдена, натрия, аммония и водорода, посев семян, получение рассады и пересадку ее в грунт (RU 2038724, кл. А01С 1/100, 1995).
К сожалению, при использовании в качестве защитно-стимулирующих веществ культур микроорганизмов лигносульфонаты трудно трансформируются микроорганизмами, снижается их активность и эффективность предпосевной обработки и, как следствие, продуктивность овощных растений.
Наиболее близким к предложенному является способ выращивания овощных культур, включающий предпосевную обработку семян чистыми культурами микроорганизмов Pseudomonas putida ssp.. Bacillus megaterium ssp., Azotobacter indicum ssp., Bacillus megaterium ssp., Fusarium moliniforme (BKM Г-136), нанесение на поверхность семян пленкообразующего вещества - полистирольной пленки с ультрадисперсной медью и посев семян в грунт (RU 2110170 С, 1998).
Задачей изобретения является расширение арсенала способов выращивания овощных и зеленных культур.
Техническим результатом изобретения является обеспечение выращивания как овощных, так и зеленных культур, при обеспечении высокой урожайности и качества продукции.
Технический результат достигается тем, что способ выращивания овощных и зеленных культур включает предпосевную обработку семян культуральной жидкостью, содержащей чистые культуры микроорганизмов Pseudomonas putida ssp., Bacillus megaterium ssp., Azotobacter indicum ssp. и Lactobacillus acidophilus ssp. в смеси с их метаболитами, нанесение на поверхность семян пленкообразующего вещества диметилсульфоксид в виде его 0,0001-0,002%-ного раствора в количестве 9-11 л на 1 тонну семян и посев семян в грунт.
В одних случаях можно предпосевную обработку семян осуществлять за 1,0-1,5 месяцев до посева, в других - непосредственно перед посевом.
Предпочтительно использовать культуральную жидкость с титром клеток 108-1010.
Принципиальное отличие предложенного способа от ближайшего аналога состоит в использовании культуры микроорганизмов Lactobacillus acidophilus ssp. (вместо Bacillus megaterium ssp., Fusarium moliniforme), a также использование, помимо чистых культур, их метаболитов. Кроме того, используется диметилсульфоксид в качестве пленкообразующего.
Предпосевная обработка семян включает нанесение на семена микроорганизмов и их метаболитов, обладающих высокой физиолого-биохимической активностью и активной колонизацией корней растений: Pseudomonas putida ssp., Azotobacter indicum ssp., Bacillus megaterium ssp., Lactobacillus acidophilus ssp. Титр клеток 108-1010. Микроорганизмы и их метаболиты с добавлением ДМСО равномерно распределяют на семенах путем опрыскивания и перемешивания, что способствует их смачиванию и усилению контакта с семенами, или путем обычного замачивания. Концентрации ДМСО и микроорганизмов безвредны для растений и служат первичной защитой семян от инфекции в период прорастания.
Культуральную жидкость получают любым известным методом (см., например, RU 2054403 С1, 1996; RU 2314693 C1, 2007).
Используемые микроорганизмы отличаются высокой активностью фиксировать молекулярный азот атмосферы, растворять труднодоступные фосфаты почвогрунтов и удобрений, выделять физиологически активные вещества и соединения, обладающие фунгистатическим действием. Они хорошо приживаются в корневой зоне и имеют высокую степень колонизации корней растений. После посева семена быстро прорастают, и появляется здоровая мощная корневая система.
Пересадка рассады в грунт теплицы с добавлением компоста высокого нагрева обеспечивает быстрое укоренение, активное развитие растений и устойчивость их к почвенным фитопатогенам за счет компоста и развития нанесенных на семена микроорганизмов-антагонистов.
Технология производства компоста высокого нагрева с использованием биоферментации при постоянном повышении температуры до 80…85°С (см. Сидоренко О.Д., Черданцев Е.В. Биологические технологии утилизации отходов животноводства. М., Издательство МСХА, 2001 год, стр.64; В.Н.Кутровский, О.Д.Сидоренко. Биоконверсия отходов агропромышленного комплекса. М., НИИСХ ЦРНЗ, 2009, стр.98-100) обеспечивает необходимую степень стерилизации, и компост обладает фунгистатическим действием благодаря конденсации ароматических соединений фенольного типа с аминокислотами и протеинами. Питательные элементы из него усваиваются растениями лучше, быстрее и в более полном объеме, чем из минеральных удобрений. Благодаря питательной ценности и наличию термофильных микроорганизмов-антагонистов компост высокого нагрева активизирует рост и развитие растений с одновременной защитой их от возбудителей болезней.
Примеры конкретной реализации способа.
Пример 1.
Микроорганизмы Pseudomonas putida ssp., Azotobacter indicum ssp., Bacillus megaterium ssp. и Lactobacillus acidophilus ssp. в смеси и их метаболиты наносили на семена огурцов сорта ТСХА-2693 обычным замачиванием семян в культуральной жидкости (титр 108) в течение 4 часов. Затем часть семян делили на группы и опрыскивали раствором ДМСО различных концентраций (1 группа - 0,0001%, 2 группа - и 0,001% и 3 группа - 0,002%) в количестве 11 литров на 1 тонну семян. Затем семена просушивали при перемешивании и сразу высевали. Полученную через 15-20 дней рассаду обрабатывали путем смачивания корневой системы аналогичной культуральной жидкостью и высаживали в тепличный грунт с добавленным в него компостом высокого нагрева. Опыт проводили в теплицах АО «Нива» Московской области.
В таблицах 1 и 2 приведены результаты описанного в примере сравнительного опыта.
В таблице 3 приведены результаты исследования действия микроорганизмов и их метаболитов на развитие рассады томатов по предложенному способу (теплицы МСХА им. К.А.Тимирязева).
Был также проведен опыт в теплицах АО «Матвеевский» Одинцовского района Московской области. Перед посевом семена томата, зеленных и огурцов обрабатывали чистыми культурами вышеуказанных микроорганизмов (смесь) и метаболитами бактерий. Часть семян делили на группы и опрыскивали раствором ДМСО различных концентраций (1 группа - 0,0001%, 2 группа - и 0,001% и 3 группа - 0,002%) в количестве 9 литров на 1 тонну семян. После этого осуществляли посев. Полученную рассаду высаживали в грунт с добавлением компоста высокого нагрева. В таблице 4 приведены результаты этого опыта с семенами укропа.
В теплицах МСХА им. К.А.Тимирязева проведен опыт по выращиванию газонной травы и салата. Перед посевом семена замачивали обычным способом в течение 4 часов в вышеприведенной смеси микроорганизмов (титр 1010). Часть семян опрыскивали 0,001%-ным раствором ДМСО в количестве 10 литров на 1 тонну семян. Затем семена подсушивали под струей воздуха при перемешивании и высевали в тепличный грунт с добавлением компоста высокого нагрева. Полученные всходы на 25 день обрабатывали смесью микроорганизмов. В таблицах 5 и 6 приведена сравнительная характеристика растений газонной травы (таблица 5) и салата (таблица 6) при обработке семян смесью микроорганизмов с ДМСО, без ДСМО и без обработки (контроль).
Выводы. На основании полученных результатов можно заключить, что совместное действие предпосевной обработки семян защитно-стимулирующими метаболитами микроорганизмов и диметилсульфоксидом (ДМСО) повышает всхожесть семян, ускоряет развитие растений на 5-7 дней и увеличивает их продуктивность. Выращивание рассады овощных и зеленных культур в грунте теплиц предпочтительно с добавлением компоста высокого нагрева дополнительно повышает вышеперечисленные показатели. В течение вегетации растения не поражаются заболеваниями, имеют здоровую мощную корневую систему и в итоге получают до 20-40% прибавку урожая.
Обработку семян предлагаемым способом можно также проводить до посева за 1-1,5 мес. Положительным результатом является то, что обработка семян не нарушает обычной технологии выращивания овощных культур и сокращается количество вносимых пестицидов и минеральных удобрений, что повышает качество продукции.
| Таблица 1 | ||||
| Влияние предпосевной обработки семян на развитие рассады огурцов при пересадке в грунт | ||||
| Биометрические показатели | Контроль | Бактеризация семян+ДМСО | Бактеризация семян | |
| Длина стебля, см | 14,5 | 19,0 | 17,0 | |
| Длина главного корня, см | 11,5 | 16,5 | 15,0 | |
| Количество листьев, шт | 3 | 5 | 5,0 | |
| Сырой вес, г: | стебли | 5,42 | 8,40 | 8,25 |
| корни | 3,28 | 4,40 | 4,26 |
| Таблица 2 | |||
| Эффективность действия предпосевной обработки семян на развитие 3-месячных растений огурцов | |||
| Биометрические показатели | Контроль | Бактеризация семян+ДМСО | Бактеризация семян |
| Высота растений, м | 2,20 | 2,30 | 2,20 |
| Количество междоузлий, шт. | 24 | 29 | 28 |
| Площадь листа, см | 28х30 | 30х33 | 30х32 |
| Размер плодов, см | 12х2,8 | 14,5х3,5 | 13х3,0 |
| Масса плодов (средняя), г | 90+0,015 | 110+0,0025 | 105+0,020 |
| Таблица 3 | ||||
| Развитие рассады томатов | ||||
| Варианты опыта | Сорт томатов | |||
| Beрлиока | Доцент | |||
| Высота, см | Масса растений, г | Высота, см | Масса растений, г | |
| 1. Контроль (семена замачивали в водопроводной воде) | 25,5 | 5,25 | 26,5 | 7,53 |
| 2. Бактеризация семян | 28,0 | 6,07 | 29,5 | 8,57 |
| 3. Бактеризация семян+ДМСО | 34,0 | 10,01 | 32,5 | 9,53 |
| Таблица 4 | ||||||
| Развитие укропа при бактеризации семян | ||||||
| Биометрические показатели | Контроль | Бактеризация семян+ДМСО | Бактеризация семян | |||
| 1 гр. | 2 гр. | 3 гр. | Среднее | |||
| Всхожесть семян, % | 71 | 91 | 94 | 94 | 93 | 89 |
| Длина 12-дневных растений, см | 12,7 | 16,7 | 17,5 | 17.1 | 17,1 | 15,3 |
| Таблица 5 | |||
| Развитие газонной травы при бактеризации семян | |||
| Биометрические показатели | Контроль | Бактеризация семян+ДМСО | Бактеризация семян |
| Сырой вес одного растения, г | 0,134 | 0,470 | 0,156 |
| Сухой вес одного растения, г | 0,028 | 0,089 | 0,036 |
| Высота растений, см | 13,5 | 18,2 | 14,7 |
| Число побегов на одном растении | 3,1 | 5,7 | 4,2 |
| Таблица 6 | |||
| Развитие салата при бактеризации семян | |||
| Биометрические показатели | Контроль | Бактеризация семян+ДМСО | Бактеризация семян |
| Сырой вес одного растения, г | 0,413 | 6,470 | 1,750 |
| Сухой вес одного растения, г | 0,038 | 0,428 | 0,200 |
1. Способ выращивания овощных и зеленных культур, включающий предпосевную обработку семян культуральной жидкостью, содержащей чистые культуры микроорганизмов Pseudomonas putida ssp., Bacillus megaterium ssp., Azotobacter indicum ssp. и Lactobacillus acidophilus ssp. в смеси с их метаболитами, нанесение на поверхность семян пленкообразующего вещества - диметилсульфоксид в виде его 0,0001-0,002%-ного раствора в количестве 9-11 л на 1 тонну семян и посев семян в грунт.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предпосевную обработку семян осуществляют за 1,0-1,5 месяцев до посева или непосредственно перед посевом.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют микроорганизмы с титром клеток 108-1010.
