Способ повышения селена в чесноке горной зоны
Владельцы патента RU 2494593:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Горский государственный аграрный университет" (RU)
Способ повышения селена в чесноке горной зоны включает замачивание зубков в минеральной воде и глине. Для замачивания зубков используют глину диалбекулит, которую замачивают в Закинской минеральной воде в соотношении 2:1 в течение 2-3 часов. После этого обволакивают полученной смесью зубки чеснока и мульчируют после посадки слоем 3-5 см. Между рядами высевают однолетний клевер открытозевый. 1 табл.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к физиологии растений и может найти применение при обогащении чеснока селеном.
Известны способы, когда селен вносят в почву вместе с удобрениями (S.G. Gissel - Nelsen // Ann. Clin / Ress - 1986. - V.18 - p.61-64) или луковицы чеснока вымачивают в растворе солей селена (Konvicka Olarion Ger. Ofpen. De 3737566 A01H 5/00, 1984 - Chem. Abstr. - V.112 - Ref. 84191) Недостатками указанных аналогов является их высокая затратность на удобрения, неконтролируемая дозировка селена, накапливаемая в луковицах, которая может вызвать токсичность продукта. Это снижает эффективность способов.
Известен также способ, при котором зубки чеснока замачивают в 1%-ном растворе селената натрия, приготовленного в электроактивированной воде с реакцией среды pH-8 в течение 48 ч. (патент №2189155 опубликован 20.08.2002 г. МПК A23L 1/304, A01C 1/00).
Известный способ усложнен длительностью замачивания, сложностью приготовления селената натрия в электроакивированной воде с реакцией среды pH-8, что усложняет техническое решение.
Наиболее близким техническим решением является способ, при котором зубки чеснока перед посадкой замачивают в минеральной воде Заманкул в течение 3-4 часов, с последующим обволакиванием глиной лескенит слоем 2-3 см (патент №2355150, опубликован 20.05.2009. МПК A01C 1/06).
Недостаток способа - прототипа заключается в том, что используемая минеральная вода Заманкул содержит (мг/дм3): натрий 25000, бор - 180, йод - 65, бром - 330, литий - 56, рубидий - 4,2, цезий - 0,58, хлориды - 43000. В этом составе отсутствует элемент серы, заменяющий в некоторых случаях селен. Кроме того, высокое содержание хлоридов и натрия блокирует микрофлору почвы. Первоначальное замачивание в воде с последующим обволакиванием глины усложняет процесс. Снижает эффективность способа и отсутствие мульчирования, что не обеспечивает надежную перезимовку, особенно в горных условиях, где наблюдаются резкие перепады температур. В обоих составах отсутствует и содержание азота, не обеспечивая интенсивность роста чеснока в начальный период роста.
Технический результат - повышение селено-аккумулирующей способности чеснока, снижение затрат и упрощение способа.
Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что глину диалбекулит замачивают в Закинской минеральной воде в соотношении 2:1 в течение 2-3 часов, с последующим обволакиванием этой смесью зубков чеснока и мульчированием после посадки приготовленной смесью слоем 3-5 см, а между рядами чеснока высевают однолетний клевер открытозевый.
Способ осуществляется следующим образом.
Глина диалбекулит отличается от других известных цеолитосодержащих глин (в частности, лескенит способа-прототипа) более легким удельным весом (1,4-1,45 г/см3), что и обуславливает особенность ее минералогического состава (наличие большого количества гидрослюд). Диалбекулит (местопроисхождения - пойма реки Урсдон, приток реки Терек) содержит заметное количество водорастворимых солей, приближаясь по этому показателю к низко минерализованным иловым сульфидным грязям, обладающих высокими сорбционными свойствами (содержит в %: кремний - 46,5; железо - 7,1; кальций - 37; цинк - 1,1; калий - 1,1; никель - 37; фосфор - 1,7; кобальт - 0,1). За счет высокого содержания кальция реакция среды глины щелочная (pH 9,1).
Растворенный в Закинской воде (место рождения с.Зака Северной Осетии 2000 м над уровнем моря), диалбекулит, обладая сорбционными свойствами, обогащается веществами, содержащимися в минеральной воде (мг/л): кальций 320; магний - 96; сульфаты - 118; хлориды - 180; нитраты - 89,4; сероводород - 120; калий - 2,1; реакция среды pH 6,14.
При совмещении двух компонентов с различной реакцией среды (9,1 и 6,1) pH смеси составляет 7,6 приближаясь по этому показателю к прототипу.
Содержащаяся в воде сера (в составе сероводорода) прежде всего блокирует заболевания чеснока. Известно, что селен заменяет серу в аминокислотах метионин и цистеин. При этом первоначально синтезируется селенометионин, который далее преобразуется в селеноцистеин, селеноцистатион, или при деметилировании в селенометилселеноцистеин. Последний, взаимодействуя с глутамином, образует глутамилселенометеонинселеноцистеин. Активный синтез этих небелковых аминокислот наиболее характерен для растений аккумуляторов селена (данном случае чеснока). В накапливающих сверхвысокие концентрации селена растениях, кроме перечисленных выше, обнаружены: селенометилцистеин, селеногомоцистеин, глутамин - селенометилселеноцистеин, диметилдиселенид. Образующийся селен присутствует в ряде окислительно-восстановительных ферментов вместе с железом (содержащимся в диалбекулите - 7,1%).
Селен участвует в реакциях образования хлорофилла, синтезе трикарбоновых кислот, а также в метаболизме длинноцепочных жирных кислот. Все это свидетельствует об активном участии серы (в составе минеральной Закинской воде) в процессе фотосинтеза. Большое участие серы и селена в образовании токоферола, образуемого в растении чеснока (витамина E).
Функция серы в растительном организме состоит в поддержании уровня окислительно-восстановительного потенциала клетки за счет обратимости реакций цистеин-цистин SH-глутатион-S-S глутатион. Сера является также компонентом коэнзима A и витаминов (липоевой кислоты, биотина, тиамина), играющих существенную роль в дыхании и липидном обмене.
Обоснование выбранных параметров (2-3 часа) объясняется высокой сорбционной способностью глины при взаимодействии с минеральной водой, и последующим ее пролонгирующим действием в почве, обеспечивая синергизм всех необходимых элементов для питания растений.
Следовательно, обволакивание смесью глины диалбекулит и минеральной воды местного происхождения не только снижает затраты на удобрения, применяемых в аналогах, но и способствует нормальному физиологическому процессу растений, способствующих обогащению селена в чесноке.
Комплекс макро- и микроэлементов способствует хорошей приживаемости растений, обеспечивает высокий синергизм действия. За счет щелочной реакции среды (средняя pH 7,6) обеспечивается лучшая приживаемость, особенно на кислых почвах горной зоны.
Обладая высокой теплоемкостью глина диалбекулит позволяет защитить зубки чеснока от осенних заморозков в период прорастания, сохранить влагу при весенней засухе.
Обоснование выбранных параметров слоя мульчирования (3-5 см) объясняется потребностью защитить высаженный посевной материал от воздействия низких температур, имеющих место в горных условиях, а также обеспечение почвы необходимыми элементами питания и предотвращения испарения почвенной влаги, сохранение микроэлементов, заболеваний фузариозом и шейковой гнилью.
Приготовленная смесь минеральной воды и глины диалбекулит является пролонгатором (медленно отдающим), обеспечивая необходимыми элементами посадочный материал. Сохраняя теплоемкость, смесь в оболочке семени и мульча на поверхности почвы обеспечивают благоприятные условия для развития чеснока и накопления селена.
Температура в зоне семенного ложа за счет приготовленной смеси и мульчи была выше, чем на поверхности почвы на 1,5-2 градуса. В зимнее время такие посевы меньше подвергаются воздействию низких температур.
Высеваемый в междурядьях чеснока однолетний вид клевера открытозевого, обеспечивает подпитку растений биологическим азотом за счет клубеньковых бактерий, расположенных на корневой системе.
Таким образом, комплекс макро- и микроэлементов, мульчирование и междурядный посев клевера обеспечивают высокий синергизм действие для повышения содержания селена в чесноке.
Пример 1. На высоте 2000 м над уровнем моря с.Зака Северной Осетии, осенью готовили смесь из расчета на 1 гектар 50 кг глины диалбекулит и 25 л Закинской минеральной воды. Смешивали компоненты смеси и оставляли на 2-3 часа для полного сорбирования состава. Через 3 часа семенной материал (зубки или бульбочки чеснока) опускают в приготовленную смесь. Оболочкой в пределах 3-5 см обволакивали посадочный материал. Высевали в подготовленные бороздки, покрывали почвой, а сверху накладывали приготовленную смесь слоем в пределах 3-5 см.
Расстояние между бороздками составляло 30 см. В междурядья высевали клевер открытозевый из расчета 8 кг/га.
Пример 2. На территории с.Фиагдон (Северная Осетия - высота 1320 м над уровнем моря) в середине октября готовили смесь из расчета 70 кг глины диалбекулит и 35 л минеральной Закинской воды 1 га. Спустя 3 часа после замеса, когда состав приобретал гелиевую массу, обволакивали зубки чеснока и высаживали как в первом примере.
В зрелых луковицах определяли содержание селена, учитывали болезни и массу луковиц (в среднем из 20 штук взвешенных), определяли весной зимостойкость.
Результаты опытов сведены в таблицу
| Варианты опытов | Масса луковиц, г | Заболеваемость, % | Содержание селена, мг/кг | Зимостойкость, % | |
| фузариоз | шейковая гниль | ||||
| Посадка чеснока (зубков) - прототип | 29,2 | 4,6 | 5,2 | 7,2 | 82,4 |
| Замачивание зубков в Закинской воде 2-3 часа | 26,7 | 4,1 | 4,8 | 5,6 | 80,5 |
| Обволакивание зубков глиной диалбекулит | 23,8 | 3,8 | 4,2 | 4,9 | 84,8 |
| Посев однолетнего клевера | 19,8 | 5,2 | 5,8 | 3,6 | 76,6 |
| Минеральная вода + глина диалбекулит без кспозиции | 27,5 | 4,8 | 5,6 | 7,1 | 82,8 |
| Минеральная вода + глина диалбекулит экспозиция 2-3 часа | 28,6 | 4,0 | 3,8 | 8,2 | 85,4 |
| Минеральная вода + глина диалбекулит экспозиция 2-3 часа + мульчивание | 32,6 | 3,0 | 2,4 | 12,6 | 89,5 |
| Предлагаемое минеральная вода + глина диалбекулит мульчирование + посев клевера в междурядие) | 39,2 | 2,4 | 1,8 | 16,8 | 92,8 |
| Замачивание в минеральной воде и глине 1-1,5 часа + мульчирование | 30,5 | 3,2 | 2,8 | 11,6 | 87,3 |
| Замачивание в минеральной воде и глине 3,5-4 часа + мульчирование | 31,5 | 2,2 | 1,2 | 13,8 | 90,9 |
По данным таблицы видно, что в предлагаемом варианте при экспозиции минеральной Закинкой воды и глины диалбекулит в течение 2-3 часов снижается заболеваемость чеснока, повышается содержание селена, зимостойкость и масса луковиц в сравнение с другими вариантами опыта.
Следовательно, за счет природных источников сырья в горных условиях можно повысить содержание важного для живого организма селена, зимостойкость и массу луковиц, снизить заболеваемость простым экологически безопасным способом, без дополнительных затрат.
Способ повышения селена в чесноке горной зоны, включающий замачивание зубков в минеральной воде и глине, отличающийся тем, что глину диалбекулит замачивают в Закинской минеральной воде в соотношении 2:1 в течение 2-3 ч, с последующим обвалакиванием этой смесью зубков чеснока и мульчированием после посадки слоем 3-5 см, а между рядами высевают однолетний клевер открытозевый.
