ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2189960

СРЕДСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
ПУТЁМ СТИМУЛИРОВАНИЯ ПРОДУКТОВ ФОТОСИНТЕЗА ИЗ ЛИСТЬЕВ В ХОЗЯЙСТВЕННО ВАЖНЫЕ ОРГАНЫ РАСТЕНИЯ
Имя изобретателя: Чиков Владимир Иванович
Имя патентообладателя: Чиков Владимир Иванович
Адрес для переписки: 420139, г.Казань, ул.Рихарда Зорге, 109, кв.77, В.И.Чикову
Дата начала действия патента: 2001.05.14
Изобретение относится к области
биологии и сельского хозяйства, а именно к
минеральным полимикроудобрениям, и
предназначено для повышения урожайности
различных видов сельскохозяйственных
культур путем стимулирования процесса
оттока продуктов фотосинтеза из листьев в
хозяйственно важные органы растения.
Средство для повышения урожайности
сельскохозяйственных культур включает
углекислый аммоний, карбонат аммиаката
меди, карбонат аммиаката цинка и воду при
следующем соотношении компонентов в
пересчете на ионы, мас.%: анионы карбоната -
50-60; катионы аммония - 38-40; катионы меди -
2-6;
катионы цинка - 2-6; остальное - вода. Для
получения одного литра вещества близкой к
максимальной концентрации необходимо
взять один литр 8%-ного раствора аммиака,
насытить его углекислым газом и добавить по
5-25 г углекислой меди и углекислого цинка.
Изобретение позволяет повысить
продуктивность и качество
сельскохозяйственных продуктов за счет
стимулирования процесса оттока продуктов
фотосинтеза из листьев в хозяйственно
важные органы растения, снизить количество
применяемых азотных удобрений в ходе
выращивания растений, что приводит к
снижению загрязнения окружающей природы
нитратами.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области
биологии и сельского хозяйства, а именно к
минеральным полимикроудобрениям, и
предназначено для повышения урожайности
различных видов сельскохозяйственных
культур путем стимулирования процесса
оттока продуктов фотосинтеза из листьев в
хозяйственно важные органы растения.
Известен способ стимулирования
роста и развития масличных культур (патент
РФ 2121272, МПК A 01 N 65/00, опубл. 10.11.98), в котором
вегетирующие растения опрыскивают
препаратом "Силк" заданной дозой для
каждого вида растений один - два раза за
вегетационный период, при этом повышение
урожайности достигается за счет
стимулирования роста растений, т.е. по
принципу: больше масса растения - больше
урожай.
Известно средство для
стимулирования роста сельскохозяйственных
культур (патент РФ 2114805, МПК C 05 D 9/02, A 01 N 59/00,
опубл. 10.07.98), которое представляет собой
минеральное полимикроудобрение в виде
комплексного соединения молекулярных
формул, включающее соли титана
органических кислот, например уксусной,
микроэлементы меди и сульфат аммония, и
предназначено для повышения урожайности и
получения экологически чистых
сельскохозяйственных культур. Обработка
сельскохозяйственных культур средством
для стимулирования роста может включать
как замачивание семян в водном растворе или
их опудривание, так и обработку посевов.
Известные вещества регуляторной
природы, используемые в растениеводстве с
целью повышения урожайности, чаще всего
либо синтезируются по аналогии с
известными природными фитогормонами, либо
это - эмпирически подобранные комбинации
различных веществ (микроэлементы, продукты
жизнедеятельности микроорганизмов или
растений, отходы производства и т.п.),
действие которых протестировано по
стимуляции ростовых процессов растений.
Все они стимулируют рост всего растения. В
качестве преимущества способов или веществ
можно отметить экологическую чистоту
используемых веществ или их дешевизну и
доступность для массового применения.
Известны средства для повышения
урожайности (а. с. 1824143, МПК A 01 N 37/20, опубл.
30.06.93; а. с. 1509011, МПК A 01 N 33/12, опубл. 23.09.89),
являющиеся синтезированными соединениями,
у которых обнаруживаются вполне
определенные свойства влиять на какие-то
конечные показатели продуктивности
растений, например на рост кабачка или на
повышение сахаристости сахарной свеклы.
Однако неизвестны вещества и
способы, влияющие на транспорт продуктов
фотосинтеза в хозяйственно важные органы
растения, которые бы позволили повысить
продуктивность и качество урожая, не
повышая количества применяемых азотных
удобрений в ходе выращивания
сельскохозяйственных культур.
Технический результат, на
достижение которого направлено
предлагаемое изобретение, заключается в
повышении продуктивности и качества урожая
сельскохозяйственных культур за счет
стимулирования процесса оттока продуктов
фотосинтеза из листьев в хозяйственно
важные органы растения, а также в
уменьшении количества применяемых азотных
удобрений в ходе выращивания растений, что
приводит к снижению загрязнения окружающей
природы нитратами.
Технический результат достигается
тем, что средство для повышения урожайности
сельскохозяйственных культур включает
комплексные соединения - углекислый
аммоний, карбонат аммиаката меди, карбонат
аммиаката цинка и воду при следующем
соотношении компонентов, мас.%:
-
Анионы карбоната - 50-60
-
Катионы аммония - 38-40
-
Катионы меди - 2-6
-
Катионы цинка - 2-6
-
Вода - Остальное
Для получения одного литра
вещества близкой к максимальной
концентрации необходимо взять один литр 8%-ного
раствора аммиака, насытить его углекислым
газом и добавить по 5-25 г углекислой меди и
углекислого цинка.
Полученное в результате
химических реакций указанных компонентов
заявляемое средство для повышения
урожайности сельскохозяйственных культур
представляет собой комплексные соединения
переменного состава молекулярных формул
n1NH4 ++n2СО3 2-+n3[Сu(NН3)4]2++n4[Zn(NН3)4]2++n5[Сu(NH3)3]
2++n6[Zn(NH3)3]2++n7[Сu(NН3)2]2++n8[Zn(NH3)2]2++n9[Сu(NН3)]
2++n10[Zn(NН3)]2++n11Cu2++n12Zn2++n13НСО3,
где n1-13 - число
соответствующих ионов в растворе.
Условная концентрация "сухого
вещества" в растворе 21-22,5%.
Доля катионов меди и цинка зависит
от степени активности ростовых процессов
на данном этапе онтогенеза растения. Если
идет активный рост побега, то будет
происходить утилизация катионов аммония, а
катионы меди и цинка - аккумулироваться. В
этом случае можно повысить дозу препарата
на единицу площади посева с одновременным
относительным снижением массовой доли
катионов меди и цинка. Соотношение между
катионами меди и цинка должно изменяться в
зависимости от их наличия в почве, на
которой выращивается данная
сельскохозяйственная культура.
Соотношение компонентов и
концентрация их в растворе при обработке
растений варьируют в зависимости от вида
растения, фазы развития и условий
выращивания.
Исследования процессов транспорта
ассимилятов из листьев растений в
потребляющие органы показали, что у
большинства видов сельскохозяйственных
растений основной транспортный продукт
фотосинтеза - сахароза - при своем движении
из фотосинтезирующих клеток листа к
проводящим сосудам флоэмы выходит во
внеклеточное пространство (апопласт) [Курсанов
А.Л. Физиология растений. 1984. Т.31, 3. С. 579-594]. Во
внеклеточном пространстве сахароза
частично гидролизуется до глюкозы и
фруктозы, которые уже не могут
экспортироваться по флоэме к потребляющим
органам и возвращаются в клетки мезофилла.
Там они утилизируются, что приводит к
разрастанию ткани листьев. Этот процесс
является главной причиной известного
эффекта - торможения оттока продуктов
фотосинтеза из листьев и снижения доли
хозяйственно важной части урожая при
усилении азотного питания растений (Чиков В.И.,
Бакирова Г.Г., Аввакумова Н.Ю. Эффективность
использования азотных удобрений в сельском
хозяйстве и возможности ее повышения.
Проблемы био-мед-экологии республики
Татарстан. Казань, 1998. С.294-304).
Фермент инвертаза, гидролизующий
сахарозу во внеклеточном пространстве,
имеет оптимум в кислой области рН (Курсанов
А.Л. Транспорт ассимилятов в растении. М. :
Наука, 1976. 646 с.), и поэтому на прохождение
сахарозы через внеклеточное пространство
влияет кислотность находящейся там
жидкости (Чиков В. И. Фотосинтез и транспорт
ассимилятов. М.: Наука, 1987). При подкислении
внеклеточной среды фотосинтез и отток
сахарозы из листа, на этапе ее загрузки во
флоэмные окончания, тормозится, и меченые
продукты фотосинтеза накапливаются в
апопласте, наоборот, при подщелачивании
стимулируется фотосинтез и отток
ассимилятов, а их содержание в апопласте
уменьшается.
На кислотно-основное равновесие в
жидкости внеклеточного пространства можно
повлиять введением во внеклеточное
пространство карбоната аммония. Повысить
рН (подщелочить водную среду) в апопласте
можно также, увеличив активность ферментов
карбоангидразы (содержащая цинк и
переводящая НСО3 - водной среды
в газообразный СО2, который
усваивается в ходе фотосинтеза) и
супероксиддисмугазы, которая содержит медь
и цинк и связывает H+-ионы в процессе
устранения активных форм кислорода (Ogawa К.,
Fukuyama Univ. Fac Engn Generation of superoxide anion and localization of
CuZn-superoxide dismutase in the vascular tissue of spinach hypocotyls: Their
association with lignification. Plant and Cell Physiology. 1997. V.38, 10, P.
1118-1126). Для повышения во внеклеточном
пространстве активности карбоангидразы и
супероксиддисмугазы в препарат были
введены аммиакаты цинка и меди.
Компоненты микроэлементов,
входящие в создаваемый препарат, выполняют
каталитические функции и требуются в
низких концентрациях. Металлы Сu и Zn,
необходимые для формирования активных
молекул карбоангидразы и
супероксиддисмугазы, в основном
локализуются во внеклеточном пространстве,
адсорбируясь на клеточных стенках, и
поэтому используются на образование
соответствующих ферментов постепенно (Blinda A.,
Koch В., Ramanjulu S., Dietz KJ. De novo synthesis and accumulation of
apoplastic proteins in leaves of heavy metal-exposed barley seedlings // Plant
Cell and Environment. V.20, 8. P. 969-981. 1997). Аммоний может
использоваться как субстрат азота в
клеточном метаболизме, а СО2 - в ходе
фотосинтеза, и поэтому требуются в более
высоких количествах.
Разработанное средство для
повышения урожайности
сельскохозяйственных культур (стимулятор
оттока - СтО), изменяя кислотно-основное
равновесие в жидкости внеклеточного
пространства, снижает активность инвертазы,
что приводит к уменьшению гидролиза
сахарозы и более успешному ее оттоку из
листьев.
Рассмотрим примеры применения
предлагаемого средства - СтО для повышения
продуктивности растений и качества урожая.
Пример 1
Обработка растений льна-долгунца
в начале периода быстрого роста побега
усиливало снабжение ассимилятами растущей
точки роста, что увеличивало число листьев,
длину побега и повышало прочность волокна в
соломке в прирастающей после обработки
препаратом (отмечена *) части побега (табл. 1).
В связи с большей потребностью льна-долгунца
в цинке его концетрация была выше меди в два
раза при общем составе вещества: NH4 -
38%; CO3 - 53%; Сu - 3%; Zn - 6%.
Разведение препарата 1:20. Расход
жидкости 200 л/га. Проводилось одноразовое
опрыскивание растений в начале периода
быстрого роста. Обработка СтО была
совмещена с обработкой посевов гербицидами.
Влияние обработки средством СтО на число
листьев и высоту растений льна-долгунца
представлено в табл. 1.

Необходимо отметить, что для льна-долгунца
важным показателем является высота
растения, так как по этому показателю идет
борьба за каждый дополнительный сантиметр. Пример
2
Эффективность действия средства
испытали на плантации тепличных огурцов,
выращенных по стандартной технологии.
Опрыскивание растений производилось
еженедельно в концентрации препарата 0,2%.
Размер делянок 25 м2. Обработка
средством СтО проводилась взамен
еженедельного внесения в почву азотного
удобрения кристаллина. Состав средства: NH4
- 40%; СО3 - 56%; Сu - 2%; Zn - 2%. Учет урожая
проводился в период активного
плодообразования в течение месяца
десятикратно. Повышение урожая огурцов
составило 18±3% (табл. 2).
Пример 3. Опыты проводили в полевых условиях
на посевах сахарной свеклы, выращенных на
разном уровне азотного питания (75, 90, 105 кг/га
действующего вещества). Размер делянок - 100 м2.
Обработка растений проводилась 23 августа.
Концентрация препарата - 0,3%. Состав: NH4
- 38%; СО3 - 52%; Сu - 5%; Zn - 5%. Измерение
сахаристости корнеплодов осуществляли 22
августа, 6 и 23 сентября. Учет урожая
проводили 23-24 сентября. Были получены
следующие данные, представленные в табл. 1 и
2. Наибольшая эффективность разработанного
препарата отмечена при умеренном уровне
азотного питания. Это означает, что можно
снизить общее потребление отраслью
свекловодства азотных удобрений.
Содержание сахара в соке корнеплодов
сахарной свеклы в зависимости от дозы
азотного удобрения и обработки посева
средством (СтО) представлено в табл. 3.

Урожайность сахарной свеклы и сбор сахара с
единицы площади посева в зависимости от доз
азотного удобрения и обработки растений
средством СтО представлена в таб. 4.
Таким образом, предлагаемое средство для
повышения урожайности
сельскохозяйственных культур, за счет
воздействия на конкретный процесс у
растений с апопластным типом транспорта
ассимилятов из листьев (к таким относится
большинство сельскохозяйственных культур),
стимулирует отток продуктов фотосинтеза в
хозяйственно важные органы растения, при
этом повышается продуктивность и качество
урожая, а также снижается себестоимость
продукции, в том числе за счет уменьшения
количества применяемых азотных удобрений в
ходе выращивания растений. Благодаря своим
преимуществам предлагаемое средство
должно найти широкое применение при
культивировании самых различных
сельскохозяйственных растений.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Средство для повышения урожайности
сельскохозяйственных культур, включающее
комплексные соединения металлов и воду,
отличающееся тем, что в качестве
комплексных соединений металлов оно
содержит карбонат аммиаката меди, карбонат
аммиаката цинка и углекислый аммоний при
следующем соотношении компонентов в
пересчете на ионы, мас. %:
-
Анионы карбоната - 50-60
-
Катионы аммония - 38-40
-
Катионы меди (Сu) - 2-6
-
Катионы цинка (Zn) - 2-6
-
Вода - Остальное
Версия для печати
Дата публикации 03.11.2006гг

вверх
|