[1]Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно растениеводству и защите растений и предназначено для усиления устойчивости к фитопатогенам и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур.
[2]Известны способы повышения урожайности сельскохозяйственных культур, состоящие в использовании средств, различного происхождения (Рябчинская Т.А., Зимина Т.В. Средства, регулирующие рост и развитие растений, в агротехнологиях современного растениеводства // Агрохимия. 2017. №12. С. 62-90). Особое место среди них занимают биологические полифункциональные препараты, принцип действия которых заключается в использовании физиологически активных веществ-элиситоров, выделенных из культуральных сред бактерий, животных или растительных материалов. Так, препараты Эпин Экстра, Циркон и Домоцвет, на основе гидроксикоричных кислот, содержащихся в некоторых растениях, обладают широким спектром действия и способствуют усилению ростовых процессов, иммунитета и продуктивности сельскохозяйственных культур. При обработке данными препаратами растения меньше поражаются заболеваниями и отличаются мощной корневой системой и хорошей облиственностью, при этом повышается устойчивость растений к пестицидным стрессам. Повышение урожайности зерновых культур при их применении составляет 8-16% (Попов М.И., Завадская А.И. Фитооздоровительный и ростстимулирующий эффект эпина на капусте // Биологизация. Состояние и перспективы: матер. докл. Междунар. науч-практич. конф., Краснодар, 18-22 сентября 2000 г. Краснодар, 2001. С 41-42; Вакуленко В.В. Регуляторы роста и микроудобрения - факторы повышения продуктивности культур // Защита и карантин растений. 2015. №2. С. 13-14; Малеванная Н.Н. Препарат Циркон - иммуномодулятор нового типа // Применение препарата Циркон в производстве сельскохозяйственной продукции. Тез. докл. науч.-практич. конф. М., 2004. С. 18-20).
[3]Элиситорным полифункциональным действием на растения обладают олигосахариды животного происхождения - хитозаны. На их основе разработаны препараты: Нарцисс, Фитохит, Фитохит Т, Хитозар, Эко-гель. Хитин (поли-N-ацетилглюкозамин) и продукт его деацетилирования (хитозан) широко распространены в природе и входят в состав клеточных стенок грибов и покровов членистоногих. Различные хитозаны способны регулировать экспрессию многих генов растительной клетки, контролируя образование антипатогенных веществ, обладающих прямым иммунизирующим действием (Тютерев С.Л. Индуцированный фитоиммунитет, молекулярные механизмы и возможность использования в растениеводстве // Проблемы экспериментальной ботаники // Купревичские чтения VI. Минск: Тэхнологiя, 2007. С. 5-54).
[4]Другим способом повышения продуктивности и устойчивости растений к болезням, является обработка семенного материала или вегетирующих растений средством на основе солевой вытяжки биологически активных веществ из биомассы почвенных олигохет вида Nicodrilus caliginosus. Средство получается путем обработки биомассы хлористым калием в кристаллической форме в пропорции 30:1 (Патент RU №2438283. Способ повышения продуктивности и устойчивости растений к болезням. Рябчинская Т.А., Харченко Г.Л., Бобрешова И.Ю., Саранцева Н.А. Опубл. 10.01.2012 г., Бюл. №1). Из данного вида червя извлекается достаточное количество биологически активных веществ, однако, из-за характерных биологических особенностей вермикультивирование его очень затруднено.
[5]Наиболее близким к заявляемому объекту является способ повышения продуктивности и устойчивости растений к фитопатогенам при обработке семян и растений средством, полученным на основе биологически активных веществ, экстрагированных из биомассы популяции олигохета Eisenia fetida (Патент RU №2515635. Способ повышения продуктивности и устойчивости растений к фитопатогенам. Рябчинская Т.А., Алехин В.Т., Харченко Г.Л., Бобрешова И.Ю, Саранцева Н.А. Опубл. 20.05.2014 г. Бюлл. №14). Недостатком данного прототипа является использование отселектированного компостного червя конкретного вида Eisenia fetida, поддержание чистой культуры которого очень сложно, поскольку с вносимым кормом в биоматериал попадают различные виды аборигенных олигохет. Кроме того, извлекаемое количество биологически активных веществ из биомассы червей недостаточно высоко, вследствие чего иммунизирующее действие средства недостаточно сильное.
[6]Цель настоящего изобретения состоит в усилении устойчивости растений к фитопатогенам и повышении их продуктивности при обработке средством, полученным на основе биомассы червя неоднородной по видовому составу.
[7]Задачей настоящего изобретения является индукция иммунных реакций растений по отношению к фитопатогенам и стимуляция ростовых процессов при использовании средства, полученного из биомассы компостных червей смешанной популяции.
[8]Техническим результатом является способ повышения устойчивости растений к фитопатогенам и их продуктивности при использовании нового средства на основе биомассы смешанной популяции олигохет нескольких видов, которое получают при высокой степени извлечения биологически активных веществ с помощью повышенной концентрации хлористого калия.
[9]Результат достигается тем, что в качестве биопродуцентов биологически активных веществ используется смешанная популяция поверхностно-обитающих видов олигохет рода Eisenia, где, помимо основного культивируемого вид. Eisenia fetida, присутствуют представители данного рода аборигенной фауны олигохет Е. andrei, Е. nordenskioldi и Eisenia spp. в количестве до 40% от общей биомассы. Для получения биологически активной композиции биомассу олигохет смешивают с кристаллическим хлористым калием при соотношении частей 20:1.
[10]Способ реализуется в осуществлении последовательных этапов:
[11]1. Трех-четырехкратная промывка биомассы компостных олигохет смешанной популяции от мусора под проточной водой с температурой не выше 20°С.
[12]2. Смешивание данной биомассы олигохет с кристаллическим хлористым калием при соотношении частей 20:1 при экспозиции 30 минут.
[13]3. Отжим образовавшегося солевого экстракта биологически активных веществ из биомассы олигохет.
[14]4. Фильтрация состава через плотный фильтр.
[15]5. Смешивание полученного экстракта, содержащего комплекс биологически активных веществ, включая минеральный компонент калий, с этанолом, который служит консервантом-стабилизатором, в пропорции 3:1.
[16]6. Изготовление 0,1% коллоидного раствора-гидрогеля полиакриламида (ПААГ) в качестве поверхностно активного вещества и прилипателя путем смешивания 1 части сухого полиакриламида в 99 частях дистиллированной воды и настаивания его в течение 4 часов.
[17]7. Смешивание полученной композиции с ПААГ в пропорции 1:9.
[18]8. Предпосевная обработка семян или опрыскивание вегетирующих растений.
[19]Сравнительные химико-аналитические исследования экстрактов нового средства и прототипа показали, что содержание в них основных действующих веществ, обладающих элиситорным действием (аминокислоты, амины карбоновых кислот), сходное, причем доля отдельных веществ в новом средстве превышает их количественное наличие в прототипе (таблица 1).
[20]
[21]Это является доказательством правомочности использования популяций разных видов олигохет в качестве биопродуцентов биологически активных веществ для получения полифункциональных средств и практического применения их в растениеводстве.
[22]Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
[23]Опыт 1. Цель опыта состояла в сравнительной оценке иммунизирующего и рострегулирующего действия прототипа и нового средства при обработке семян ярового ячменя в лабораторных условиях.
[24]Эксперимент показал, что использование нового средства вызывает индукцию иммунных реакций проростков ячменя, эффект от которой превышает иммунизирующую активность прототипа - средства на основе Е. fetida на 6,1 абс. % или в относительных значениях - на 21,2%. Таким образом, защитное действие нового средства при одинаковой дозировке превышает показатели прототипа. При этом отмечено и значительное ростактивирующее действие нового средства, которое по разным показателям превышало значения прототипа на 2,5-7,3% (таблица 2).
[25]
[26]Опыт 2. В полевом опыте оценили биологическую эффективность нового средства в сравнении со средством на основе Е. fetida при обработке вегетирующих растений озимой пшеницы весной в фазу кущения.
[27]Через две недели после обработки растений была отмечена более высокая ростстимулирующая активность нового средства по сравнению с прототипом (на 7,5%). В отношении корневых гнилей был достигнут значительный фунгистатический эффект - до 44,8%, что выше эффективности прототипа на 5,1% (таблица 3).
[28]
[29]Пролонгированное системное иммунизирующее действие нового средства по отношению к заболеваниям листового аппарата также превышало показатели контроля и прототипа. При этом данное действие сохранялось до начала созревания зерна в фазу молочно-восковой спелости, когда снижение пораженности флагового листа септориозом в варианте с использованием нового средства было на 8,2% выше, чем при использовании прототипа (таблица 4).
[30]
[31]В итоге, благодаря более высокому полифункциональному действию нового средства (на 2-6%), заключающемуся в активизации ростовых и фотосинтетических процессов, а также пролонгированном иммунизирующем действии, было достигнуто более значимое увеличение урожайности зерна озимой пшеницы - на 1,2 ц/га (таблица 5).
[32]
[33]Опыт 3. В полевом опыте оценили биологическую эффективность нового средства в сравнении со средством на основе Е. fetida при обработке вегетирующих растений сои.
[34]Оценка фотосинтетической активности растений с помощью N-тестера показала, что новое средство по сравнению с прототипом более эффективно активизировало процесс накопления хлорофилла в листьях растений (продуктивность фотосинтеза увеличилась на 27 единиц), при этом площадь ассимиляционной поверхности листьев также была выше - на 4,3% относительно прототипа (таблица 6). Обработка растений проводилась в фазу двух настоящих листьев.
[35]
[36]Иммунизирующее действие при использовании как прототипа, так и нового средства, было достаточно высоким и сохранялось в течение 3 месяцев, до пожелтения листьев. Биологическая эффективность нового средства при оценке в различные период вегетации, как правило, превосходила иммунизирующее действие прототипа на 7-18% (таблица 7).
[37]
[38]В результате полифункционального действия испытываемых средств была получена высокая продуктивность культуры, причем при использовании нового средства она на 1,2 ц/га или 6,5% превосходила эффективность прототипа. Данный эффект был достигнут за счет более существенного положительного влияния нового средства на продуктивность фотосинтеза в листовом аппарате, процессы формирования и роста генеративных органов (таблица 8).
[39]
[40]Таким образом, в результате лабораторных и полевых исследований, установлена более высокая по сравнению с прототипом (средство на основе популяции одного вида олигохет - Eisenia fetida) эффективность нового средства на основе олигохет смешанной популяции отселектированного вида Eisenia fetida и аборигенных местных форм, получаемого при более высокой степени экстрагирования действующих веществ путем повышения концентрации хлористого калия. При всех сравнительных испытаниях прототипа и нового средства отмечались более высокие показатели ростовой и фотосинтетической активности, иммунизирующего действия и положительного влияния на структуру урожайности и продуктивность сельскохозяйственных культур. Защитное действие нового средства возросло до 7-18% относительно прототипа, урожайность зерновых культур и сои увеличивалась на 6-10%.
