НАНОСТРУКТУРНАЯ ВОДНО-ФОСФОРИТНАЯ СУСПЕНЗИЯ В КАЧЕСТВЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ВНЕКОРНЕВОЙ ОБРАБОТКИ РАСТЕНИЙ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
NANOSTRUCTURED AQUEOUS-PHOSPHORITE SUSPENSION AS AN AGENT FOR FOLIAR TREATMENT OF SPRING WHEAT PLANTS

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к агрохимии, а именно к созданию биологически активных веществ, стимулирующих рост растений, и может быть использовано в сельском хозяйстве для повышения урожайности зерновых культур, в частности пшеницы.
Известна в качестве средства для внекорневой обработки растений зерновых культур водно-цеолитная суспензия на основе цеолитсодержащей глины - аланита [RU2354099 С2, 10.05.2009], которую используют, проводя однократную обработку посевов водным раствором аланита из расчета 50-60 кг/га через 12-14 дней после появления всходов. Недостатком этого средства при применении в таком качестве является сравнительно низкая общая урожайность (16,2-23,4 ц/га) зерновой культуры - яровой пшеницы, а также весьма значительный его расход из расчета на единицу посевной площади (50-60 кг/га).
Описано средство для внекорневой обработки растений зерновых культур на основе природного минерала бишофита [RU2120754 С1, 27.10.1998], который получают приготовлением 4-6%-ного водного раствора природного бишофита. Норма расхода предлагаемого состава на 1 га составляет 400-600 л. Недостатком этого известного средства также является сравнительно низкая общая урожайность (15,1-16,7 ц/кг) яровой пшеницы в случае его использования при выращивании данной зерновой культуры; кроме того, при его применении имеет место весьма значительный его расход из расчета на единицу посевной площади.
Задачей настоящего изобретения является создание средства для внекорневой обработки растений яровой пшеницы на основе природных минералов, позволяющего повысить общую урожайность данной зерновой культуры до 20%, расширяющего ассортимент средств указанного назначения.
Технический результат состоит в росторегулирующих свойствах заявляемого средства при внекорневой обработке растений яровой пшеницы, повышающих общую урожайность на 15-20%.
Задача решается, и технический результат достигается путем использования в качестве средства для внекорневой обработки растений яровой пшеницы на основе природного минерала фосфорита, а именно наноструктурной водно-фосфоритной суспензии, состоящей из наночастиц с размерами менее 100 нм, получаемой из природного фосфорита посредством их измельчения, смешения с водой и последующей ультразвуковой диспергации. В результате использования такого средства для внекорневой обработки растений яровой пшеницы имеет место повышение общей урожайности данной зерновой культуры на 15-20% по сравнению с таковой для сравниваемых средств.
До настоящего времени наноструктурная водно-фосфоритная суспензия, состоящая из наночастиц размером менее 100 нм, в качестве средства для внекорневой обработки растений каких-либо сельскохозяйственных культур в литературе не описывалась. В связи с этим есть все основания полагать, что заявляемый нами объект соответствует первому критериальному признаку изобретения, установленному в РФ, - новизна.
Известно, однако, применение данной композиции по иному назначению, а именно в качестве фосфорного удобрения для другой зерновой культуры - кукурузы [RU2531315 С2, 20.10.2014] путем равномерного рассеяния по посевной площади и запахивания в почву вместе с семенами.
Анализ влияния признаков, характеризующих заявляемый нами объект (наноструктурная водно-фосфоритная суспензия, состоящая из наночастиц размером менее 100 нм и получаемая из природных фосфоритов), известных из последнего источника, позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию изобретательский уровень, поскольку, несмотря на то, что выявлено решение, имеющее признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого решения, не подтверждена известность влияния этих отличительных признаков на указанный заявителем технический результат - росторегулирующие свойства заявляемого средства при внекорневой обработке растений яровой пшеницы, повышающих общую урожайность на 15-20%. Отмеченное обстоятельство позволяет сделать заключение, что заявляемый нами объект для специалиста явным образом не следует из известного в данной отрасли техники уровня и, стало быть, ему присущ второй установленный в РФ критериальный признак изобретения -изобретательский уровень.
Заявляемый нами объект - средство для внекорневой обработки растений яровой пшеницы - наноструктурная водно-фосфоритная суспензия - может быть использован в сельском хозяйстве, материалы заявки содержат указание его назначения, а также средства и методы, с помощью которых возможно осуществление изобретения, раскрыта возможность реализации указанного заявителем назначения в случае осуществления изобретения, таким образом, на взгляд заявителя, сущность изобретения раскрыта с полнотой, достаточной для осуществления изобретения специалистом в данной области техники, следовательно, есть все основания считать, что данный объект подпадает и под третий, установленный в РФ критериальный признак изобретения, - промышленная применимость.
Изобретение осуществляют следующим образом.
Заявляемую наноструктурную водно-фосфоритную суспензию готовят аналогично описанной в [RU2531315 С2, 20.10.2014], выбирая время ультразвуковой диспергации 5-20 минут. Приготовленную суспензию разбавляют водой до концентрации 0.5 масс. % и затем опрыскивают получившимся рабочим раствором надземные части растений яровой пшеницы на стадии кущения из расчета 300-600 л на 1 га. Дальнейшее выращивание данной зерновой культуры ведут традиционным способом до стадии физиологической зрелости зерна в колосьях в течение 80-85 суток с момента посева, после чего снимают урожай и определяют его уровень по общей массе зерна в ц/га. Исследования проведены на сортах яровой пшеницы Triticum aestivum L Эстер, Казанская Юбилейная, МиС, Люба, Симбирцит. Данные по урожайности яровой пшеницы Triticum aestivum L сортов Эстер, Казанская Юбилейная представлены в таблице.
Заявляемая на предмет изобретения наноструктурная водно-фосфоритная суспензия с наночастицами размером менее 100 нм в качестве средства для внекорневой обработки растений яровой пшеницы может быть проиллюстрирована посредством приведенных ниже примеров. Для удобства восприятия условия примеров сведены в таблицу.
Пример 1 (приготовление наноструктурной водно-фосфоритной суспензии)
Фосфоритную муку, полученную из природных фосфоритов Сюндюковского месторождения Республики Татарстан, смешивают с дистиллированной или деионизированной (обессоленной) водой из расчета 20 г муки на 100 мл воды. Эту смесь затем обрабатывают ультразвуком в ультразвуковом диспергаторе УЗУ-0,25 мощностью 80 Вт при частоте 18.5 кГц с амплитудой колебаний ультразвукового волновода 5 мкм в течение 5-20 минут при комнатной температуре, в результате чего получается суспензия с размерами частиц фосфорита (5-100) нм. Приготовленную таким образом наноструктурную водно-фосфоритную суспензию далее используют для внекорневой обработки растений яровой пшеницы.
Пример 2
Приготавливают наноструктурную водно-фосфоритную суспензию по описанной в Примере 1 технологии при времени обработки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе 20 мин, после чего эту суспензию разбавляют водой до концентрации 0.5 масс. % и затем опрыскивают получившимся рабочим раствором надземные части растений яровой пшеницы Triticum aestivum L. сорта Эстер на стадии кущения из расчета 300 л на 1 га. Дальнейшее выращивание данной зерновой культуры ведут традиционным способом до стадии физиологической зрелости зерна в колосьях в течение 80-85 суток с момента посева, после чего снимают урожай и определяют его уровень по общей массе зерна в ц/га - 40.8 ц/га. Данные по урожайности яровой пшеницы по достижении указанного выше момента времени представлены в таблице.
Пример 3
Выполняют, как и Пример 2, но опрыскивание надземных частей растений яровой пшеницы Triticum aestivum L. сорта Эстер на стадии кущения производят из расчета 400 л на 1 га. Урожайность - 42.5 ц/га.
Пример 4
Осуществляют с использованием описанной в Примере 2 технологии, но опрыскивание надземных частей растений яровой пшеницы Triticum aestivum L. сорта Эстер на стадии кущения производят из расчета 500 л на 1 га. Урожайность - 42.8 ц/га.
Пример 5
Выполняют, как и Пример 2, но опрыскивание надземных частей растений яровой пшеницы Triticum aestivum L. сорта Эстер на стадии кущения производят из расчета 600 л на 1 га. Урожайность - 42.8 ц/га.
Пример 6
Проводят, как и Пример 3, с использованием указанного там количества наноструктурной водно-фосфоритной суспензии, но в процессе ее приготовления время выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе устанавливают равным 5 мин. Урожайность -41.3 ц/га.
Пример 7
Осуществляют, как и Пример 3, но время выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе в процессе ее приготовления устанавливают равным 30 мин. Урожайность - 42.9 ц/га.
Пример 8 (сравнительный)
Выполняют таким же образом, как и Примере 3, но время выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе устанавливают равным 1 мин. Урожайность - 36.1 ц/га.
Пример 9 (сравнительный)
Осуществляют с использованием той же технологии, что и в Примере 3, но время выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе устанавливают равным 40 мин. Урожайность - 42.9 ц/га.
Пример 10 (сравнительный)
Проводят по типу Примера 3, но водно-фосфоритную смесь получают, смешивая фосфоритную муку с дистиллированной или деионизированной водой и перемешивая ее вручную обычной мешалкой в течение 30 мин. Урожайность - 35.5 ц/га.
Пример 11 (по [RU2120754 С1, 27.10.1998])
2
2
⋅
Приготавливают средство для внекорневой обработки растений яровой пшеницы - 6% водный раствор (рассол) природного минерала бишофита (MgCl6HO), после чего обрабатывают им надземные части растений яровой пшеницы Triticum aestivum L. сорта Эстер из расчета 400 л на 1 га. Дальнейшее выращивание данной зерновой культуры проводят так же, как и в Примере 2, после чего снимают урожай и определяют его уровень по общей массе зерна в ц/га - 35.8 ц/га. Пример 12 (по [RU2120754 С1, 27.10.1998])
Выполняют, как и Пример 11, но обработку надземных частей растений яровой пшеницы Triticum aestivum L. сорта Эстер осуществляют из расчета 500 л на 1 га. Урожайность - 36.0 ц/га.
Пример 13 (по [RU2120754 С1, 27.10.1998])
Осуществляют по общей схеме Примера 11, но обработку надземных частей растений яровой пшеницы Triticum aestivum L. сорта Эстер проводят из расчета 600 л на 1 га. Урожайность - 36.1 ц/га.
Пример 14 (по [RU2354099 С2, 10.05.2009])
Приготавливают средство для внекорневой обработки растений яровой пшеницы, для чего 50 кг аланита диспергируют в 200 л воды до образования устойчивой взвеси; после этого обрабатывают полученной взвесью надземные части растений яровой пшеницы Triticum aestivum L. сорта Эстер спустя 12 дней после появления всходов из расчета на 1 га посевной площади. Дальнейшее выращивание данной зерновой культуры проводят так же, как и в Примере 2, после чего снимают урожай и определяют его уровень по общей массе зерна в ц/га - 35.3 ц/га.
Пример 15 (по [RU2354099 С2, 10.05.2009])
Приготавливают средство для внекорневой обработки растений яровой пшеницы, для чего 60 кг аланита диспергируют в 200 л воды до образования устойчивой взвеси, после чего обрабатывают полученной взвесью надземные части растений яровой пшеницы Triticum aestivum L. сорта Эстер спустя 12 дней после появления всходов из расчета на 1 га посевной площади. Дальнейшее выращивание данной зерновой культуры проводят так же, как и в Примере 2, после чего снимают урожай и определяют его уровень по общей массе зерна в ц/га - 35.9 ц/га
Данные представленных примеров показывают, что использование заявляемой в качестве средства для внекорневой обработки растений яровой пшеницы наноструктурной водно-фосфоритной суспензии повышает общую урожайность пшеницы Triticum aestivum L. сорта Эстер на 14,0-18,8% по сравнению со средством, описанным в [RU2120754 С1, 27.10.1998], и на 15,6-19,5% по сравнению с описанным в [RU2354099 С2, 10.05.2009] (см. данные Примеров 2-7 с данными Примеров 11-13 и 14-15 соответственно).
Пример 16
Выполняют, как и Пример 2, но в качестве испытуемой зерновой культуры используют яровую пшеницу Triticum aestivum L., сорт Казанская юбилейная. Урожайность - 37.0 ц/га.
Пример 17
Осуществляют, как и Пример 3, но в качестве испытуемой зерновой культуры используют яровую пшеницу Triticum aestivum L., сорт Казанская юбилейная. Урожайность - 38.2 ц/га.
Пример 18
Проводят по общей технологии Примера 4, но в качестве испытуемой зерновой культуры используют яровую пшеницу Triticum aestivum L., сорт Казанская юбилейная. Урожайность - 38.3 ц/га.
Пример 19
Осуществляют, как и Пример 5, но в качестве испытуемой зерновой культуры используют яровую пшеницу Triticum aestivum L., сорт Казанская юбилейная. Урожайность - 38.4 ц/га.
Пример 20
Выполняют, как и Пример 6, но в качестве испытуемой зерновой культуры используют яровую пшеницу Triticum aestivum L., сорт Казанская юбилейная. Урожайность - 37.7 ц/га.
Пример 21
Осуществляют, как и Пример 7, но в качестве испытуемой зерновой культуры используют яровую пшеницу Triticum aestivum L., сорт Казанская юбилейная. Урожайность - 38.3 ц/га.
Пример 22 (сравнительный)
Выполняют по общей технологии Примера 8, но в качестве испытуемой зерновой культуры используют яровую пшеницу Triticum aestivum L., сорт Казанская юбилейная. Урожайность - 34.1 ц/га.
Пример 23 (сравнительный)
Проводят по схеме Примера 9, но в качестве испытуемой зерновой культуры используют яровую пшеницу Triticum aestivum L., сорт Казанская юбилейная. Урожайность - 38.4 ц/га.
Пример 24 (сравнительный)
Проводят по схеме Примера 10, но в качестве испытуемой зерновой культуры используют яровую пшеницу Triticum aestivum L., сорт Казанская юбилейная. Урожайность - 32.4 ц/га.
Пример 25 (по [RU2120754 С1, 27.10.1998])
Проводят по схеме Примера 11, но в качестве испытуемой зерновой культуры используют яровую пшеницу Triticum aestivum L., сорт Казанская юбилейная. Урожайность - 32.5 ц/га.
Пример 26 (по [RU2120754 С1, 27.10.1998])
Выполняют по общей технологии Примера 12, в качестве испытуемой зерновой культуры используют яровую пшеницу Triticum aestivum L., сорт Казанская юбилейная. Урожайность - 32.7 ц/га.
Пример 27 (по [RU2120754 С1, 27.10.1998])
Выполняют по общей технологии Примера 13, в качестве испытуемой зерновой культуры используют яровую пшеницу Triticum aestivum L., сорт Казанская юбилейная. Урожайность - 32.8 ц/га.
Пример 28 (по [RU2354099 С2, 10.05.2009])
Выполняют по общей технологии Примера 14, в качестве испытуемой зерновой культуры используют яровую пшеницу Triticum aestivum L., сорт Казанская юбилейная. Урожайность - 32.0 ц/га.
Пример 29 (по [RU2354099 С2, 10.05.2009])
Выполняют по общей технологии Примера 15, в качестве испытуемой зерновой культуры используют яровую пшеницу Triticum aestivum L., сорт Казанская юбилейная. Урожайность -32.2 ц/га.
Данные представленных примеров показывают, что использование заявляемой в качестве средства для внекорневой обработки растений яровой пшеницы наноструктурной водно-фосфоритной суспензии повышает общую урожайность пшеницы Triticum aestivum L. сорта Казанская юбилейная на 13,8-17,1% по сравнению со средством, описанном в (по [RU2120754 С1, 27.10.1998]) и на 15,6-19,3% по сравнению с [RU2354099 С2, 10.05.2009] (см. данные Примеров 16-21 с данными Примеров 25-27 и 28-29 соответственно).
Как можно видеть из приведенных в таблице данных, заявляемая в качестве средства для внекорневой обработки надземных частей растений яровой пшеницы Triticum aestivum L. наноструктурная водно-фосфоритная суспензия позволяет заметно (на 15-20%) повысить урожайность данной зерновой культуры по сравнению с таковой для средств сравнения. При этом данный положительный эффект отмечается лишь в том случае, если используется именно наноструктурная водно-фосфоритная суспензия, получаемая в результате ультразвуковой диспергации: в случае же водно-фосфоритной суспензии, получаемой при простом размешивании фосфорита в воде вручную, урожайность вышеуказанной зерновой культуры оказывается значительно ниже (см. данные Примеров 2-5 и 16-19 с данными Примеров 10 и 24 соответственно). Следует отметить, что при создании заявляемой суспензии требуется определенное время выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе (5-20 минут), поскольку при меньшем времени выдержки не достигается получение наночастиц размером менее 100 нм, являющегося существенным признаком изобретения и влияющего на достижение технического результата; при меньшем времени эффект повышения урожайности яровой пшеницы хотя и имеет место, но в существенно меньшей степени, нежели при более продолжительном ультразвуковом диспергировании (сравните данные Примеров 2-5 и 16-19 с данными Примеров 8 и 22 соответственно). С другой стороны, как хорошо видно из сопоставления данных Примеров 2-5 и 16-19 с данными Примеров 9 и 23 соответственно, диспергирование водно-фосфоритной смеси в течение более чем 20 минут уже не дает прироста урожайности. Заметим в связи с этим и тот положительный момент, что применение заявляемого нами средства позволяет весьма существенно сократить расход его использования на с 16-36 кг и 50-60 кг на 1 га посевной площади для средства описанного в [RU2120754 С1, 27.10.1998] и [RU2354099 С2, 10.05.2009] соответственно, до 2-3 кг для заявляемого нами средства.
Аналогичные результаты были получены нами и на сортах яровой пшеницы Triticum aestivum L МиС, Люба, Симбирцит.
Таким образом, заявлено новое средство для внекорневой обработки растений яровой пшеницы на основе природных минералов - фосфоритов, расширяющее ассортимент средств указанного назначения, позволяющее повысить общую урожайность данной зерновой культуры на 15-20% по сравнению со сравниваемыми средствами и сократить расход использования средства на единицу посевной площади в 11-16 и в 20-35 раз по сравнению со средствами, описанными в [RU2120754 С1, 27.10.1998] и [RU2354099 С2, 10.05.2009] соответственно.