Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ СТИМУЛЯЦИИ РОСТА И РАЗВИТИЯ КАРТОФЕЛЯ РАННИХ, СРЕДНЕСПЕЛЫХ И ПОЗДНИХ СОРТОВ И ОЗИМЫХ И ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР - Патент РФ 2096957
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ СТИМУЛЯЦИИ РОСТА И РАЗВИТИЯ КАРТОФЕЛЯ РАННИХ, СРЕДНЕСПЕЛЫХ И ПОЗДНИХ СОРТОВ И ОЗИМЫХ И ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
СПОСОБ СТИМУЛЯЦИИ РОСТА И РАЗВИТИЯ КАРТОФЕЛЯ РАННИХ, СРЕДНЕСПЕЛЫХ И ПОЗДНИХ СОРТОВ И ОЗИМЫХ И ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

СПОСОБ СТИМУЛЯЦИИ РОСТА И РАЗВИТИЯ КАРТОФЕЛЯ РАННИХ, СРЕДНЕСПЕЛЫХ И ПОЗДНИХ СОРТОВ И ОЗИМЫХ И ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к способу стимуляции роста и развития растений. Сущность изобретения: способ стимуляции роста и развития растений заключается в обработке растений белковыми стимуляторами, в качестве которых используют белкозы - продукт гидролиза коллагенсодержащего сырья, включающий 8 аминокислот и низкомолекулярные пептиды, ранее использовавшийся в парфюмерии, время обработки и дозы зависят от вида культуры. Для обработки картофеля используют растворы концентрацией 445-455 мг/л для обработки клубней и всходов и 355-405 мг/л - для обработки растений в фазу бутонизации. Зерновые культуры обрабатывают раствором стимулятора концентрацией 195-205 мг/л в фазы всходов, кущения и трубкования. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 10 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2096957
Класс(ы) патента: A01N61/00, A01N37/44
Номер заявки: 95103624/04
Дата подачи заявки: 14.03.1995
Дата публикации: 27.11.1997
Заявитель(и): Санкт-Петербургская государственная академия холода и пищевых технологий (RU)
Автор(ы): Куцакова Валентина Еремеевна[RU]; Чечеткин Павел Иванович[RU]; Зденек Прохазка[CZ]; Уткин Юрий Владимирович[RU]; Бурова Татьяна Евгеньевна[RU]; Кононов Александр Николаевич[RU]
Патентообладатель(и): Санкт-Петербургская государственная академия холода и пищевых технологий (RU)
Описание изобретения: Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам применения белковых стимуляторов роста растений, и может быть использовано при предпосевной обработке семенного материала и обработке растений в период формирования вегетативной и продуктивной частей.
Известен препарат для борьбы с прорастанием растений при хранении, который содержит в качестве действующего вещества полимеры L-лизина с молекулярной массой 50000-5000000 и/или сополимеры L-лизина и ≅ 50% L-аланина с молекулярной массой 50000-5000000. Препарат применяется для борьбы с прорастанием картофеля, моркови, лука и чеснока при хранении. После замачивания в течение 2-5 мин в водном растворе препарата, содержащего 100-1000 млн-1 действующего вещества, клубни картофеля не прорастают в течение 185-240 сут при 22oC [1]
Однако, несмотря на то, что в качестве действующего вещества выступают аминокислоты (L-лизин и L-аланин), применение данного препарата ограничивается лишь областью борьбы с прорастанием картофеля и овощных культур при хранении.
Известен способ регулирования роста растений винограда, заключающийся в опрыскивании кустов при образовании на побегах 17-19, 23-25 листьев и за 3-4 дн до уборки водным раствором биологически активного вещества, в качестве которого используют β-(4-оксифенил)-a- аминопропионовую кислоту (тирозин) в дозе 5-1500 г/га [2]
Недостатком способа является возможность использования его только в одной области сельского хозяйства в виноградарстве.
Прототипом данного способа является способ применения в качестве регулятора роста растений высококачественных белковых отходов (кровь, различные органы, кожа, перья и т.д.), образующиеся на бойнях. Возможно применение смеси предварительно ферментативно гидролизованных отходов, например, водных растворов, содержащих 10-15% гидролизованных в аминокислоты белков. Обработка препаратом приводит к увеличению скорости роста, повышению урожая и сокращению сроков развития растений. Норма расхода препарата зависит от стадии развития растения [3]
Однако следует отметить, что несмотря на эффективность предлагаемого регулятора роста растений, лишь 10-15% белков под воздействием ферментов гидролизуются до аминокислот, причем неизвестен их качественный и количественный состав. Кроме того, в заявке не указывается, на чем основывается стимулирующая способность препарата.
Также в заявке указывается, что норма расхода зависит от стадии развития растения. С этим нельзя согласиться, так как эта зависимость несущественна, что будет показано дальше. При использовании препарата для выращивания различных культур нормы расхода (или эффективные количества) стимулятора, в первую очередь, определяются видом сельскохозяйственной культуры и только потом стадией развития растения. В этом мы видим весьма существенный недостаток анализируемой заявки.
Так, исходя из наших исследований, при обработке озимых и яровых зерновых культур эффективное количество стимулятора составляет 195-205 мг/л, тогда как при обработке картофеля эффективное количество стимулятора 355-455 мг/л, что на 80-120% выше по сравнению с зерновыми. А если взять такую культуру, как белокочанная капуста, при обработке которой эффективное количество белкоз составляет 50 мг/л, то это в 4 раза меньше по сравнению с зерновыми культурами и в 7-9 раз меньше по сравнению с картофелем. Если провести обработку зерновых культур белкозами в эффективных количествах, рекомендуемых для картофеля, то вместо увеличения урожайности будет наблюдаться торможение роста и развития растений (см. чертеж).
Таким образом, эффективные количества препарата, а также нормы расхода главным образом определяются видом сельскохозяйственной культуры, что совершенно не отражено в анализируемой заявке.
Норма расхода (эффективное количество) препарата от стадии развития растения зависит мало или не зависит совсем (озимые и яровые зерновые культуры независимо от стадии развития растений обрабатываются препаратом в эффективном количестве 195-205 мг/л). При обработке картофеля в зависимости от стадии развития растений используются эффективные количества белкоз 445-455 и 355-405 мг/л, причем разница между эффективными количествами на разных стадиях обработки составляет 5-10% что несущественно по сравнению с отличием эффективных количеств стимулятора для разных сельскохозяйственных культур.
Целью изобретения является повышение эффективности прорастания семенного материала, роста и развития растений, ускорение плодоношения, повышение устойчивости к фитозаболеваниям (фитофторе, мучнистой росе) и неблагоприятным условиям внешней среды, увеличение общего выхода урожая ряда сельскохозяйственных культур в 1,6-2,0 раза, а также расширение ассортимента эффективных, доступных стимуляторов.
Указанная цель достигается применением в качестве стимуляторов роста сельскохозяйственных культур белкоз (БКА, БКМ), которые являются растворами белка, гидролизованного до аминокислот в различных сочетаниях.
Препараты БКА и БКМ, являясь источниками аминокислот, способствуют эпителизации и регенерации кожи, оказывают на нее противовоспалительное и противогнойничковое действие. Благодаря этому они широко используются в качестве биологически активной добавки при производстве парфюмерно-косметических изделий: кремов, лосьонов, шампуней, бальзамов и др. Кроме того, их применяют в микробиологической промышленности, при производстве моющих средств и искусственного каучука.
Из просмотренной научно-технической литературы авторами не обнаружено использование БКА и БКМ в качестве стимуляторов роста сельскохозяйственных растений.
Белковый гидролизат для нужд сельского хозяйства, а также для производства моющих средств и парфюмерно-косметических изделий выпускают в соответствии с [4]
Для выработки БКА используют коллагенсодержащие недубленые отходы производства белковой колбасной оболочки "Белкозин"- спилковую обрезь. По органолептическим и физико-химическим показателям БКА должен соответствовать требованиям, указанным в табл.1.
Для выработки БКМ используют коллагенсодержащие дубленые и недубленые отходы производства колбасной оболочки и отходы гемостатической губки, в том числе:
отходы белковой оболочки;
спилковую обрезь;
отходы коллагеновой массы;
раствор коллагена;
отходы гемостатической губки;
отходы коллагенового волокна.
По органолептическим и физико-химическим показателям БКМ должен соответствовать требованиям, приведенным в табл.2.
Препараты БКА и БКМ экологически чистые, безвредные для человека и животных, негорючие, хорошо растворимые в воде, гигроскопичные.
Белковые стимуляторы роста и развития растений БКА и БКМ получают путем химического гидролиза коллагенсодержащих животных отходов, что вызывает гидролиз 80-90% белков до свободных аминокислот.
Стимулирующий эффект белкоз, обусловленный наличием большой группы свободных аминокислот в различных сочетаниях, подтверждается рядом экспериментов по обработке растений белковыми соединениями, содержащими свободные аминокислоты.
Экспериментально установлено, что обработка такими препаратами положительно сказывается на росте и развитии растений. Оказалось, что на определенных фазах развития растение может поглотить строго определенное количество аминокислот. Если концентрация аминокислот ниже оптимальной, то влияние на рост и развитие растений отсутствует, либо весьма незначительно. Превышение оптимальной дозы отрицательно сказывается на росте и развитии растений.
Экспериментальная работа по применению БКА и БКМ при обработке разных растений проводилась в лабораторных условиях, модельные опыты в сосудах и на микроделянках, полевые опыты в совхозах Ленинградской области.
Проведенные исследования позволили установить оптимальные концентрации белкоз и разработать технологию их применения для следующих культур:
озимые и яровые зерновые (пшеница, ячмень, овес, кукуруза),
картофель.
Результаты исследований
Многочисленные эксперименты позволили установить возможность применения и БКА, и БКМ для стимуляции роста и развития картофеля, так и зерновых культур.
Так, в акционерном объединении "Сяглицы" Волосовского района Ленинградской области была проведена предпосевная обработка клубней картофеля и семян ячменя растворами белкоз (БКА, БКМ) согласно методике, принятой Главрастениеводством Министерства сельского хозяйства Российской Федерации от 15.04.93 г. Обработанные клубни были высажены на площади 18,27 га, контролем служили клубни, не подвергшиеся обработке. Обработанные семена ячменя были высеяны на площади 18,27 га, контроль семена, не подвергшиеся обработке. Результаты производственных испытаний приведены в табл.3 и 4.
Приведенные в табл.3,4 данные свидетельствуют о стимулирующем действии белкоз на рост и развитие растений, что выражается в увеличении урожайности по сравнению с контролем. Причем применение БКМ по сравнению с БКА значительно эффективнее и объясняется таким соотношением аминокислот, которое приводит к более интенсивному синтезу ферментов, способствующих оттоку пластических веществ в клубни.
Результаты показали, что применение белкоз (БКА, БКМ) оказывает стимулирующее действие на культуру ячменя и вызывает увеличение урожайности по сравнению с контролем. Наилучший эффект достигается при использовании препарата БКА, который благодаря определенному соотношению аминокислот способствует развитию вегетативной массы и увеличению урожайности.
Таким образом, по результатам испытаний было установлено, что при выращивании картофеля приоритет принадлежит препарату БКМ, а при выращивании зерновых культур препарату БКА.
В совхозах Ленинградской области проводились полевые испытания по выяснению влияния белкоз на урожайность сельскохозяйственных культур.
В ОПХ "Каложицы" проводилось выращивание зерновых культур и многолетних трав с применением белкоз по разработанной технологии. Площади под обработкой: овес яровой 20 га, ячмень яровой 47 га, многолетние травы 30 га. Были получены следующие результаты (табл.5).
В АОЗТ "Ударник" выращивались картофель и зерновые культуры с применением белкоз по разработанной технологии. Площади под обработкой: картофель 115 га, ячмень яровой 105 га, овес яровой 80 га, пшеница яровая -30 га. Результаты представлены в табл.6.
Данные табл. 5 и 6 свидетельствуют об увеличении урожайности картофеля, зерновых и многолетних трав, выращенных с использованием белкоз в качестве стимуляторов роста по разработанной технологии.
С целью возможности прогнозирования на начальных этапах развития будущей продуктивности растений, выявления степени воздействия различных факторов, в том числе БКА и БКМ, проводился анализ стеблевых апексов методом морфогенеза (препарирования).
Проведение морфологического анализа на молодых растениях или проростках задолго до завершения полного цикла выращивания культуры позволяет определить скорость и взаимосвязь закладки различных органов.
Подсчет числа клеток на готовых препаратах показал, что при накоплении зародышем растения определенного числа клеток (у картофеля, например, оно равно 2050) он образует две семядоли и апекс, который в дальнейшем формирует листья, стебли и цветки.
При анализе стеблевых апексов различных растений и сортов установлено, что в момент формирования зачатков листьев зона его инициального кольца имеет строго определенный диаметр, величина которого достаточно стабильна и характеризует как различные сорта, так и условия их выращивания.
По диаметру апекса в этой зоне расположено определенное число клеток, характерное для каждого вида и сорта. Латеральная (боковая) зона, то есть зона меристематических клеток, также состоит из строго определенного числа слоев клеток. Она расположена по образующей в зоне инициального кольца апекса. Из этих клеток формируются зачатки листьев.
В центральной зоне апекса расположена зона вытянувшихся (дифференцированных) клеток. Число слоев этих клеток также специфично для каждого вида растений. Диаметр этих клеток в два раза превышает диаметр меристематических клеток.
На границе меристематических и дифференцированных клеток формируются клетки прокамбия.
Полученные в процессе исследования верхушечных меристем данные позволяют рассчитать критическое число клеток в апексе растения, необходимое для начала дифференциации клеток. Так, например, если в плоскости основания апекса картофеля расположено 530 клеток, то клетки внутри апекса дифференцируются. Если число клеток менее 530, то дифференциации не происходит. Это число клеток 530 является критическим для апекса картофеля. Аналогичные критические числа клеток есть у каждого вида растений, и их величина постоянна.
Таким образом, была найдена четкая схема, которая достаточно достоверно показывает влияние белкоз на растение и позволяет установить точную концентрацию, положительно влияющую на рост и развитие.
Схема эта такова. После обработки белкозами проводятся наблюдения за развитием верхушечной меристемы путем препарирования апекса и измерения его диаметра и высоты выпуклости, которые при известных размерах меристематических клеток соответствуют определенному числу клеток.
При переходе растения с одного этапа развития на другой (формирование листьев, цветков и так далее) размер апекса изменяется. Апекс увеличивается по диаметру и высоте выпуклости. Для каждого этапа развития характерен определенный размер апекса, который связан с количеством накапливающихся клеток. Ранее для оценки и прогнозирования развития растения использовалась методика Ф. М. Куперман, суть которой заключается в исследовании апекса в процессе развития растения и определении фазы развития (закладка цветочных кистей, колосков, формирование листьев) по его внешнему веду. Недостатком данной методики является субъективное видение исследователем состояния объекта. Предложенный метод дает возможность количественно оценить изменение апекса растения в процессе его развития.
Контроль за развитием растения (его ускорением или торможением) осуществляется следующим образом. Многолетние исследования позволили установить, что в период закладки листьев апекс картофеля имеет диаметр 0,1949 мм, что соответствует 19 клеткам, расположенным по диаметру; в период перехода к цветению (через 10 дн после высадки) его диаметр 0,3856 мм, что соответствует 38 клеткам по диаметру; в период появления цветочных бугорков его диаметр 0,7228 мм, а число клеток по диаметру 72 (подсчеты проводились на растениях, выращенных по стандартной технологии).
В табл.7 приводится время (количество дней после высадки (посева)), необходимое для перехода на следующий этап развития, а также диаметр и количество клеток, соответствующие данному этапу. Так, у картофеля этап формирования листьев наступает через 7 дн после посадки и при стандартных условиях выращивания и при обработке белкозами. На этом этапе диаметр апекса равен 0,1949 мм, число клеток по диаметру 19. Этап формирования цветочных бугорков при стандартных условиях выращивания начинается через 17 дн после посадки, а в случае применения стимулятора через 13 дн, то есть на 4 дн раньше. Диаметр апекса при этом в обоих случаях равен 0,7228 мм, число клеток по диаметру 72.
Данные, приведенные в табл.7, показывают, что обработки препаратами БКА и БКМ способствовали ускоренному прохождению растениями периода от появления всходов до зацветания, что и было зафиксировано вышеизложенным способом. Благодаря ускоренному прохождению этого этапа можно получить продукцию на 7-14 дн раньше. Увеличение темпа развития растений позволило формировать урожай, больший на 15-25% по сравнению с контрольным вариантом.
Аналогичная картина характерна для всех исследуемых культур, что отражено в табл.7.
Модельные опыты в сосудах позволили установить взаимосвязь диаметра апекса картофеля со сроком достижения максимальной урожайности.
Измерение апекса у всех растений картофеля проводилось 23.06.94 г. При этом часть растений (выращивание по стандартной технологии) имела диаметр апекса 0,4 мм, а другая (выращивание с применением белкоз) 0,7 мм. При установлении сроков достижения максимальной урожайности было отмечено, что растения, имевшие диаметр апекса 0,7 мм, сформировали максимальный урожай, составивший 246 г/сосуд, к 30.08.94 г. а у растений, имевших диаметр апекса 0,4 мм, к 30.08.94 г, урожай составил лишь 182 г/сосуд. Таким образом, измеряя диаметр апекса растений картофеля, выращенных по стандартной технологии и с применением белкоз, на определенном этапе развития можно прогнозировать сроки достижения максимальной урожайности.
Исследования позволили установить механизм поиска оптимальной концентрации препарата, при которой происходит ускорение развития растений и формирование большего урожая.
При изучении критических чисел клеток апексов различных культур была обнаружена зависимость скорости формирования этих чисел от активности протеолитических ферментов, в частности a и β-амилаз. Увеличение активности этих ферментов ускоряет гидролиз сложных соединений в клетках, усиливает приток метаболитов к атрагирующим центрам, ускоряет дифференциацию клеток и, как следствие, ускоряет развитие растения.
На активность этих ферментов оказывает влияние уровень азотного питания растения. При низком азотном питании активность ферментов снижается, в растении мало метаболитов, урожай низок. Слишком высокий уровень азотного питания тормозит активность ферментов, развитие растения затягивается.
Характерной особенностью растений является способность к синтезу аминокислот, белков, амидов непосредственно за счет неорганических азотистых соединений (аммиак, нитраты) через ряд сложных превращений. Нитраты подвергаются восстановлению до нитритов, и при избытке азотного питания в виде обычных минеральных удобрений возможно накопление в растениях нитратного и нитритного азота.
Таким образом, при использовании в азотном питании растений классических азотных удобрений азотистые соединения проходят многократные превращения, прежде чем начнется активное их использование в метаболизме растений в виде a и β-амилаз.
В результате того, что некоторые аминокислоты легко поглощаются клетками высших растений, их стали использовать для регулирования роста растений.
Предлагаемые к использованию в качестве стимуляторов роста и развития сельскохозяйственных растений белкозы (БКА, БКМ) являются продуктами гидролиза коллагенсодержащего сырья животного происхождения, которые представлены свободными аминокислотами в широком спектре. Среди аминокислот 7 незаменимых: фенилаланин, метионин, лизин, валин, треонин, изолейцин и лейцин. Аминокислотный состав БКА и БКМ представлен в табл.8.
Препараты БКА и БКМ отличаются соотношением аминокислот. Так, белковый гидролизат БКМ имеет в своем составе значительные количества аспарагиновой кислоты, метионина, аргинина. Белковый гидролизат БКА более богат глицином, валином, фенилаланином, лизином. Уникальное сочетание аминокислот рассматриваемых препаратов обуславливает использование их на различных сельскохозяйственных культурах. Препарат БКМ оказывает положительное воздействие на корнеплодные и клубнеплодные растения. Это связано с тем, что при включении в метаболизм растения аминокислот в таком соотношении начинается более интенсивный синтез ферментов, способствующих оттоку пластических веществ в запасающие органы -корнеплоды и клубнеплоды. Белковый гидролизат БКА стимулирует рост надземной вегетативной части. Соотношение аминокислот в препарате БКА таково, что, включаясь в метаболизм растения, эти аминокислоты стимулируют реакции обмена азотистых веществ, в результате происходит интенсивное накопление вегетативной массы.
Попадая в растение в определенных концентрациях, аминокислоты сразу вступают в процесс синтеза белков, что влечет за собой увеличение активности ферментов. Экспериментально установлены характерные для каждой конкретной культуры концентрации препаратов, увеличивающие активность a и β-амилаз, приводящую к ускорению развития растения.
Активность a и β-амилаз была выбрана в качестве теста при определении эффективных концентраций препаратов БКА и БКМ не случайно. Это связано с тем, что активность данных ферментов оказывает непосредственное влияние на скорость формирования критических чисел клеток апексов различных культур, которые в свою очередь определяют начало дифференциации клеток внутри апекса.
Зависимость активности α и β-амилаз от концентрации белкоз для исследуемых сельскохозяйственных культур представлена на чертеже.
Активность α и β-амилаз характеризовалась количеством гидролизованного крахмала за 1 ч (мг/ч).
Оптимальные концентрации белкоз для обработки озимых и яровых зерновых культур и картофеля ранних, среднеспелых и поздних сортов были установлены экспериментально.
Так, при обработке озимых и яровых зерновых культур водным раствором препарата БКА концентрация стимулятора составляет 195-205 мг/л независимо от фазы развития, в которую проводится обработка.
Обработку клубней перед посадкой, а также ботвы в фазу дружных всходов для картофеля ранних сортов проводят водным раствором стимулятора БКМ при концентрации 445-455 мг/л, а в фазу бутонизации при концентрации препарата 355-365 мг/л. Для обработки картофеля среднеспелых и поздних сортов используется водный раствор препарата БКМ, концентрация которого составляет 395-405 мг/л и не изменяется в зависимости от фазы обработки.
Если при обработке растений берутся концентрации ниже оптимальных (меньше 195 мг/л для зерновых, меньше 395 мг/л для картофеля среднеспелых и поздних сортов и т.д.), то активность амилаз будет недостаточна для формирования более высокого урожая.
Концентрации, превышающие оптимальные (больше 205 мг/л для зерновых, больше 405 мг/л для картофеля среднеспелых и поздних сортов и т.д.), тормозят активность ферментов, что существенно затягивает развитие растений.
Оптимальные концентрации белкоз для озимых и яровых зерновых культур и картофеля ранних, среднеспелых и поздних сортов представлены на чертеже.
При определении эффективных концентраций препаратов были введены поправки на специфичность анатомического строения эпидермиса и коры разных культур, а в некоторых случаях и сортов. Для разных культур характерно различное число клеток коры и эпидермиса и плотность их расположения. Отсюда следует, что скорость поступления аминокислот в растения будет различной.
Также довольно специфична восприимчивость различных культур и сортов к потреблению (способности эффективно использовать) аминокислот. Так, оказалось, что ранние сорта способны эффективно переработать большее количество аминокислот, чем поздние.
Очень важной особенностью является способность растений эффективно использовать поставляемые при обработках аминокислоты в строго определенные фазы развития.
Фазы роста и развития растений регистрируются фенологическими наблюдениями и позволяют судить о протекании сложных органообразовательных процессов. Органогенез растений проходит на базе определенных стадий развития и поэтому, установив стадию прохождения того или иного этапа органогенеза, можно затем по состоянию этапов органогенеза со сравнительно высокой степенью достоверности судить об обратном, то есть на какой стадии развития находится растение.
При всей специфичности формообразовательных процессов, свойственных каждому виду, роду, семейству, существуют закономерности и последовательность органогенеза побегов и соцветий, общие для всех высших растений.
Для проведенных исследований наибольший интерес представляли первые 4 этапа органогенеза.
Первый этап органогенеза соответствует зачаточной фазе развития побега. На этом этапе после прорастания семени усиленно растут в длину зачаточные листья, конус нарастания может сохраняться длительное время.
На втором этапе органогенеза идет процесс дифференциации основных вегетативных органов и в значительной степени предопределяется строение вегетативной сферы.
Третий этап характеризуется дифференциацией главной оси зачаточного соцветия и зачаточных кроющих листьев, брахтей, прицветников и прицветничков. На этом этапе образуются сегменты оси соцветия. При благоприятных для роста условиях заметно увеличивается число члеников будущего соцветия и в последующем увеличивается число элементов и размеры будущего соцветия: колоса, метелки, щитка, зонтика, корзинки и так далее.
Четвертый этап характеризуется появлением на зачаточной оси соцветия конусов нарастания второго порядка (зачаточных лопастей или веточек соцветия) в пазухах брахтей. Процесс формирования осей второго и последующих порядков в соцветии может проходить очень быстро и при благоприятных условиях имеет место процесс многократного ветвления, что очень важно для увеличения продуктивности растений.
Таким образом, на третьем и четвертом этапах органогенеза определяются тип соцветия, его строение и размеры. При создании благоприятных условий развития растения, в данном случае аминокислотного питания, на этих этапах можно прогнозировать приближение к максимальной продуктивности.
Исходя из этапов органогенеза растений были установлены фазы развития, в которые растения способны наиболее эффективно использовать аминокислоты белкоз.
Так, первую обработку озимых и яровых зерновых культур проводят в период перехода растений от фазы всходов к фазе кущения, то есть на 10-14-й день после появления всходов, для обеспечения наиболее эффективного и продуктивного кущения. Проведение обработки в более ранние сроки снижает ее эффективность из-за малой площади поверхности растения и за счет конкуренции с питанием от материнского зерна. При более поздней обработке будет упущен момент накопления критического числа клеток, характерного для формирования узла кущения, дающего максимальное для данного вида количество стеблей.
У озимых зерновых опоздание в обработке может привести к тому, что под воздействием увеличившегося питания растение не сможет снизить активность процессов метаболизма и подготовиться к зиме, растение может погибнуть.
Вторую обработку озимых зерновых культур осуществляют ранней весной, а фазу кущения для обеспечения растений необходимым питанием и стимуляции ростовых процессов после зимовки, что выражается в повышении продуктивности кущения и последующем увеличении выхода соломы. Обработка в более ранние сроки малоэффективна из-за малой площади поверхности растений. При проведении обработки в более поздние сроки растение уже способно активно поглощать питательные вещества из почвы, что существенно снижает значение внекорневой подкормки белкозами.
Последняя обработка озимых и яровых зерновых культур проводится в фазу трубкования. Проведение обработки в более ранние сроки слишком незначительно влияет на формирование зерна в колосе, слабо увеличивает выполненность зерновок. При более поздних сроках обработки позже начинается стимуляция деятельности протеолитических ферментов (α и β-амилаз), повышающих содержание белка и клейковины, а, следовательно, происходит созревание зерна в более поздние сроки.
Первая обработка картофеля проводится водным раствором стимулятора непосредственно перед высадкой в поле при загрузке в машину для доставки к картофелесажалкам. Проведение обработки в более ранние сроки в условиях картофелехранилища невозможно технически. Эта обработка обеспечивает картофель легко доступным питанием и усиливает гидролиз крахмала материнского клубня, что способствует дружному появлению всходов и формированию мощной корневой системы.
Вторая обработка картофеля осуществляется водным раствором белкоз в фазу дружных всходов при переходе со второго этапа органогенеза на третий. Проведение обработки в установленные сроки позволяет ускорить развитие растений и сформировать более ранний урожай за счет наиболее полного использования питательных веществ, поступающих из почвы, и накопления большого количества метаболитов для последующего оттока в клубни и увеличения урожая. Обработка в более ранние сроки может быть неэффективна из-за недостаточного числа всходов и малой площади поверхности растений. Если обработка проводится позже установленного срока, то момент, способствующий ускоренному прохождению растениями периода от появления всходов до зацветания, будет упущен, что не позволит сформировать урожай в более ранние сроки.
Третья обработка картофеля проводится водным раствором стимулятора в фазу бутонизации. Она стимулирует работу протеолитических ферментов (α и β-амилаз) и способствует оттоку метаболитов в клубни. При более ранних сроках обработки растение содержит еще недостаточное количество метаболитов, и их отток в формирующиеся клубни будет невелик. Если обработка проводится позднее установленного срока, то активизация деятельности a и β-амилаз запаздывает, что вызывает более позднее поступление метаболитов в клубни и увеличивает продолжительность формирования урожая.
Из вышесказанного следует, что время обработки растений препаратами БКА и БКМ не менее важно, чем знание концентраций, необходимых для обработки.
Исследование процесса вегетации растений картофеля, выращиваемых по традиционной технологии (контроль) и с использованием стимулятора (БКМ), включало определение содержания пигментов (хлорофиллов a и b и каротиноидов) в листьях и активности гидролитических ферментов (a и β-амилаз) в верхушечной части стеблей.
Определение пигментов проводилось на различных этапах развития растений картофеля: появление дружных всходов (13 дн после высадки), смыкание ботвы (33 дн), цветение (50 дн), отмирание ботвы (начало пожелтения 80 дн). Полученные результаты представлены в табл.9.
Установленная связь между состоянием апикальной меристемы и развитием растения позволила считать апекс отличной моделью для рассмотрения изменений, происходящих в растении в ходе органогенеза под воздействием различных внешних факторов, в частности белкоз. Так, активизация или замедление гидролитических процессов в верхушечной части стебля картофеля может служить хорошим показателем объяснения влияния стимулятора БКМ. Это обусловило необходимость исследования активности α и β-амилаз в верхушечной части стебля контрольных и стимулированных растений картофеля.
Активность α и β-амилаз определялась в проростках через 7 дн после обработки препаратом БКМ, в период смыкания ботвы (через 33 дн после высадки в грунт) и в фазу появления зеленых бутонов (через 40 дн после высадки в грунт). Результаты изменения активности a и β-амилаз в верхушечной части стеблей картофеля в процессе вегетации под действием стимулятора БКМ представлены в табл.10.
Из данных, приведенных в табл. 9 и 10, можно констатировать, что для картофеля, выращиваемого по технологии с применением БКМ, характерно более активное протекание биохимических процессов, связанных с органогенезом. Благоприятное действие стимулятора БКМ можно объяснить тем, что растение, поглощая препарат, обогащается широким спектром аминокислот, минуя промежуточные этапы превращения форм азота, содержащихся в органических и минеральных удобрениях (при этом ни в коем случае не исключается необходимость применения традиционных удобрений). Поступившие аминокислоты, включаясь в метаболизм, вызывают образование белков, приводящее к повышению содержания хлорофилла, что в свою очередь является основой для более интенсивной фотосинтетической активности и обогащения растения продуктами фотосинтеза. Увеличение поступления метаболитов к атрагирующим центрам и включение аминокислот, поступивших с БКМ, приводит к повышению активности гидролитических ферментов. С этим связано более интенсивное передвижение и накопление метаболитов, а следовательно, и увеличение продуктивности растения.
Результаты исследований позволили разработать технологию применения белкоз для ряда сельскохозяйственных культур.
Технология применения белкоз
Основным способом обработки сельскохозяйственных культур в процессе вегетации и клубней картофеля перед посадкой является опрыскивание при помощи форсунок. Расход рабочей жидкости зависит от качества распыла (необходимо равномерное и полное смачивание клубней и поверхности растений), погодных условий (следует учитывать возможность смыва препарата с растений в случае дождя), фазы вегетации. Опрыскивание растений необходимо проводить либо в утренние, либо в вечерние часы, чтобы препарат постепенно, с наибольшей эффективностью проникал в растение, а не произошло высушивания и экстракции препарата на растении.
Для ряда сельскохозяйственных культур проводится предпосевное намачивание семян. Намачивание семян следует проводить с таким расчетом, чтобы рабочий раствор покрывал семена слоем 0,5-1,0 см. Рабочий раствор готовится непосредственно перед использованием и хранению не подлежит. После намачивания семена подсеивают до сыпучего состояния и высевают сразу или не позже, чем через сутки.
1. Картофель
Для обработки картофеля ранних, среднеспелых и поздних сортов используется, преимущественно, препарат БКМ, являющийся стимулятором клубнеобразования.
Первая обработка картофеля проводится при подготовке семенного материала к высадке в поле. Клубни картофеля при загрузке в машину для доставки к картофелесажалкам, подаваясь по транспортеру, опрыскиваются раствором препарата, приготовленного из расчета 395-405 мг/л для среднеспелых и поздних сортов и 445-455 мг/л для ранних сортов.
Второе опрыскивание картофеля проводится в фазу дружных всходов при переходе со второго на третий этап органогенеза. При этом готовится раствор препарата БКМ в расчете 395-405 мг/л для среднеспелых и поздних сортов и 445-455 мг/л для ранних сортов.
Третья обработка проводится в фазу бутонизации растений опрыскиванием. Готовится рабочий раствор препарата с концентрацией 395-405 мг/л для среднеспелых и поздних сортов и 355-365 мг/л для ранних сортов.
2. Озимые и яровые зерновые культуры
Озимые и яровые зерновые обрабатываются препаратом БКА с концентрацией 195-205 мг/л путем опрыскивания растений.
Первую обработку озимых зерновых проводят в строго определенные сроки: при переходе растений от фазы всходов к фазе кущения, то есть на 10-14-й день после появления всходов.
Вторую обработку проводят ранней весной в фазе кущения для обеспечения растений необходимым питанием и стимуляции ростовых процессов после зимовки.
Третью обработку проводят в фазу трубкования.
Яровые зерновые обрабатываются аналогично, исключая лишь осеннюю обработку. Первое опрыскивание проводится при переходе от фазы всходов к фазе кущения, второе в фазу трубкования. Концентрация препарата БКА в обоих случаях 195-205 мг/л.
Преимуществом изобретения является использование для стимуляции роста и развития сельскохозяйственных культур белкоз, которые представлены широким спектром аминокислот. Кроме того, предлагаемые стимуляторы доступны и дешевы, так как получаются путем гидролиза отходов коллагенсодержащего сырья животного происхождения. Эффективные концентрации препарата весьма незначительны по сравнению с количествами вносимых классических азотных удобрений. Применение белкоз в качестве стимуляторов роста и развития сельскохозяйственных растений расширяет ассортимент эффективных стимуляторов.
Изобретение может найти широкое практическое применение в сельском хозяйстве.
Формула изобретения: 1. Способ стимуляции роста и развития картофеля ранних, среднеспелых и поздних сортов и озимых и яровых зерновых культур, включающий обработку их белковыми стимуляторами, отличающийся тем, что в качестве белковых стимуляторов используют белкозы "Белкозин А" БКА, "Белкозин М" БКМ), являющиеся продуктами гидролиза недубленых и дубленых коллагенсодержащих животных отходов, содержащих, мкм/мг:
Аспарагиновая кислота 0,155 0,260
Глицин 1,11 1,20
Валин 0,120 0,140
Лизин 0,215 0,230
Пролин 0,57 0,63
Глутаминовую кислоту 0,37 0,41
Аланин 0,58 0,60
Лейцин 0,115 0,120
и пептиды с мол. м. 200 1000, причем эффективные количества белков зависят от вида сельскохозяйственных культур и стадии развития растения.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку клубней и ботвы картофеля ранних, среднеспелых и поздних сортов в процессе вегетации проводят препаратом БКМ, причем обработку клубней перед посадкой и ботвы в фазу дружных всходов проводят водным раствором стимулятора концентрацией 445 455 мг/л, в эффективном количестве, а в фазу бутонизации водным раствором стимулятора концентрацией 355 405 мг/л в эффективном количестве.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку озимых и яровых зерновых культур проводят препаратом БКА при переходе растений от фазы всходов к фазе кущения в фазы кущения и трубкования и обработку проводят водным раствором стимулятора в эффективном количестве концентрацией 195 205 мг/л.