СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ КОРНЕПЛОДОВ
ROOT CROPS CULTIVATION METHOD

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к возделыванию корнеплодов, в частности, кормовой свёклы, турнепса, брюквы и может быть использовано в агроэкологии для эффективной рекультивации сельскохозяйственных земель.
Известен способ возделывания кормовой свеклы, включающий внесение органических и минеральных удобрений. Для повышения плодородия почвы и урожайности кормовой свеклы с высоким качеством, снижения энергозатрат, расчетные дозы полуперепревшего навоза КРС, осадков городских сточных вод, минеральных удобрений (азотных, фосфорных, калийных) вносят не осенью под зябь, а весной под предпосевную культивацию с боронованием (см. заявку на изобретение РФ №2015103378, МПК A01C7/00, опуб. 20.08.2016).
Однако, внесение большого количества удобрений не исключает развитие заболеваний растений, возникающих из-за несоблюдения температурных условий полива, и перепада температур  листа и воздуха.
Известен также способ выращивания кормовой свеклы на семена, включающий обработку растений росторегулирующим веществом, в качестве которого используют карбид кальция, который вносят в почву под семенники кормовой свеклы в фазу полной розетки листьев в дозе 60-120 кг/га (см. авторское свидетельство СССР №1602418, МПК A01N59/00, опуб.30.10.1990).
Однако, карбид кальция является нитратным стимулятором, накапливающимся со временем в почве, что приводит, в конечном итоге, к ухудшению её качества.
Наиболее близким к заявляемому является способ выращивания свёклы (см. патент РФ № 2403719, МПК А01N63/00, опуб. 20.11.2010), заключающийся в предпосевной обработке семян и вегетирующих растений биопрепаратом, содержащим смесь суспензий штаммов Pseudomonas species Способ позволяет снизить заболеваемость и увеличить урожайность растений.
Однако, способ трудоёмок и требует значительных затрат, поскольку предусматривает дополнительную обработку биопрепаратом вегетирующих растений,  а использование препарата из смеси суспензий штаммов Pseudomonas species не гарантирует защиту растений от широкого спектра фитопатогенов.
Техническая проблема заключается в повышении эффективности выращивания корнеплодов (брюквы, турнепса, кормовой свёклы) за счёт создания комфортных условий их произрастания, способствующих получению качественной и экологически безопасной продукции с одновременной биоэкологической реабилитацией сельскохозяйственных земель при снижении затрат на реализацию способа.
Технический результат заключается в повышении устойчивости к заболеваниям, увеличении урожайности, повышении качества корнеплодов, в том числе сахаристости, за счёт учёта перепада температур «лист-воздух», сроков обработки и посадки семян в зависимости от времени суток.
Техническая проблема изобретения решается тем, что в способе выращивания корнеплодов, заключающемся в предпосевной обработке семян биопрепаратом, посеве семян, поливе, согласно изобретению, в качестве биопрепарата используют сине-зелёную водоросль спирулину, которую вносят  в количестве 10 граммов на тонну семян, обработку семян осуществляют в тёмное время суток, а посев – спустя 5-6 часов после обработки, после всходов семян перед поливом определяют температуру листа растения и температуру воздуха и при превышении температуры листа над температурой воздуха на 1-3°C осуществляют полив, при этом обработку семян и полив проводят методом мелкодисперсного дождевания.
В качестве корнеплодов используют турнепс или брюкву или кормовую свёклу.
Дополнительно осуществляют обработку всходов спирулиной, при этом обработку проводят не позже 12 часов дня.
Обработку всходов турнепса осуществляют в фазе появления первой пары листьев, а брюквы и кормовой свёклы - в фазе появления первых двух-трёх листьев, при этом обработку всходов проводят методом мелкодисперсного дождевания.
3
3
Полив осуществляют путём мелкодисперсного дождевания с диаметром капель воды 300-800 микрон. с интервалом между поливами 1-5 часов. При этом, в центрально-черноземной области России разовую норму полива выбирают из расчёта 0,8-0,9 м/га, диаметр капель диспергированной воды выбирают размером 600-800 микрон, интервал между поливами – 1-5 часов. В нечерноземье России норму полива выбирают из расчёта 0,4-0,8 м/га, диаметр капель диспергированной воды выбирают размером 300-600 микрон, интервал между поливами – 3-5 часов.
В известных авторам источниках патентной и научно-технической информации не описано способа выращивания корнеплодов, предусматривающего предпосевную обработку семян спирулиной в количестве 10 грамм на тонну семян, обработку семян только в тёмное время суток и посев семян спустя 5-6 часов после обработки, что приводит к повышению качества корнеплодов, в частности - сахаристости (почти на 15% по сравнению с содержанием сахара в сахарной свёкле) и отсутствию болезней у готовых плодов.
о
о
Кроме этого, в отличие от общепринятых требований к поливу, который проводят по влажности почвы, в заявляемом изобретении полив проводят по перепаду температур в системе «лист-воздух» (перепад от 1 до 3С), что обеспечивает устранение депрессии листьев корнеплодов, и как следствие, приводит к повышению устойчивости кормовой культуры к заболеваниям.
При этом, известен способ возделывания сельскохозяйственных культур, например риса, с использованием природных биокорректоров, например сине-зеленой водоросли спирулины, для предпосевной обработки семян (В.А.Берестов, "Спирулина", Харьков, 2001 г., стр. 7). Однако, обработку семян производят в любое время суток. Авторы статьи не изучали эффективность обработки семян в тёмное время суток и посев спустя 5-6 часов после обработки.
o
Кроме того, известен способ определения сроков полива при мелкодисперсном дождевании (см. патент РФ № 2113110, МПК А01G25/00, опуб. 20.06.1998), заключающийся в определении температуры листа растения, которое нужно полить, и температуры воздуха и, если температура листа на 1-3C выше температуры воздуха, назначают полив мелкодисперсным дождеванием. При назначении полива по перепаду температур в системе «лист-воздух» урожайность сахарной свеклы значительно увеличивается, также повышается качество корнеплодов и их сахаристость.
Авторами заявляемого изобретения дополнительно к известным эффектам выявлено новое свойство - повышение устойчивости корнеплодов к заболеваниям за счёт полива по перепаду температур «лист-воздух». Кроме этого, авторы отмечают, что в известном источнике (патенте РФ № 2113110) речь идёт о сахарной свёкле. Авторами решена задача повышения сахаристости турнепса, брюквы и кормовой свёклы, что тоже неочевидно.
Таким образом, в заявляемом способе используют основные два элемента: обработка семян биопрепаратом спирулиной, при которой получают дружные, качественные, полноценные всходы (что в результате способствует повышению урожайности и качества культур) и регуляцию водного режима в системе «почва-растение-атмосфера», т.е. микрофитоклимата; использование мелкодисперсного дождевания (МДД), обеспечивающего экологически безопасные нормы полива, что обеспечивает режим экологически оптимального соотношения в системе «почва-растение-атмосфера». Это основополагающие элементы рекомендуемого способа, которые биологически и экологически поддерживают и защищают сначала семена корнеплодов, а затем их всходы в системе «почва-растение-атмосфера», когда температура листьев выше температуры воздуха. В результате достигается общий положительный в экологическом отношении эффект в агрофитоценозах.
Таким образом, неизвестность применения полива методом  МДД по перепаду температур в системе «лист-воздух», обработки семян спирулиной только в тёмное время суток и посева семян спустя 5-6 часов после обработки, приводящих в совокупности к устойчивости корнеплодов (брюквы, турнепса, кормовой свёклы) к заболеваниям, в том числе к повышению сахаристости и урожайности плодов позволяет сделать о наличии в заявляемом изобретении критерия «изобретательский уровень».
Способ иллюстрируется гистограммой, где представлена динамика содержания подвижного фосфора в разных слоях почв в контрольных и опытных вариантах. Достоверность опытов на уровне p < 0,05 и значениях критерия Стьюдента при t > 3
Способ осуществляют следующим образом.
Перед посевом проводят обработку семян биопрепаратом – спирулиной. Для этого одну таблетку спирулины разводят 1 литром воды. Затем полученной смесью указанной дозировки посредством ранца-опрыскивателя выполняют опрыскивание (сверху вниз) каждые 100 кг семян турнепса, брюквы, кормовой свёклы.
Для опрыскивания используют специальные насадки, изготавливаемые «ВолжНИИГиМ» (г. Волгоград) и частными производителями. Данные насадки обеспечивают выход капель воды диаметром менее 1 мм (1000 микрон).
Обработку семян данным биопрепаратом осуществляют именно в темное время суток, чтобы достичь лучшего эффекта (оптимального для растений) прорастания семян.
Высев семян корнеплодов выполняют спустя 5-6 часов после обработки спирулиной, преимущественно - с 6 часов утра до 11-12 часов дня.
Именно с этого времени корнеплоды в жаркое время суток позволяют управлять работой устьичного аппарата и транспирацией листьев. Если это время упустить, то при неблагоприятных перепадах температур в системе «лист-воздух» процессы становятся малоуправляемыми или вовсе не управляемыми, что позволяет корневой системе экономить запасы почвенной влаги и сохранять турнир растений. Таким образом, указанное время высева семян, впоследствии, положительно влияет на работу устьичного аппарата и защищает молодые листья от перепада температур (неблагоприятного тургора клеток) и ожогов.
В результате, у молодых растений, развивающихся из обработанных семян, оптимизируются, интенсифицируются процессы метаболизма и фотосинтеза, облегчается процесс дыхания листьев и работа устьичного аппарата (облегчается транспирация), стимулируется рост и общее развитие растений.
Вторично спирулиной обрабатывают всходы, при этом  обработку проводят и в светлое время суток, но не позже 11-12 часов дня, чтобы наиболее активная солнечная радиация не повредила молодые листья всходов из расчёта 3 таблетки на 450 л.
Сроки вторичной обработки спирулиной в сочетании с МДД всходов турнепса, брюквы и кормовой свёклы имеют некоторые различия. Обработка спирулиной и МДД всходов турнепса должны проводиться в течение фазы появления первой пары листьев, т.е. в первые 1-3 дня вегетации. По всходам брюквы и кормовой свёклы такая обработка должна проводиться чуть позже, в фазе появления первых 2-3 листьев, т.е. в период первых 5-10 дней вегетации. Это объясняется биологическими особенностями данных растений.
Полив методом мелкодисперсного дождевания проводят без спирулины.
При этом всего в Центрально-Чернозёмных областях (ЦЧО) необходимо выполнить 30-40 обработок МДД за вегетационный сезон, в Нечерноземье – 20-30 обработок МДД. Обработки осуществляют до цветения растений, т.к. после цветения в этом нужды нет ввиду сформированности растений.
3
3
Разовые нормы использования МДД в Нечерноземье должны соблюдаться в диапазоне 0,4-0,8 м/га, а в ЦЧО – в пределах 0,8-1,0 м/га. Диаметр капель мелкодиспергированной воды в ЦЧО должен составлять 600-800 микрон, а в Нечерноземье – 300-600 микрон. Интервалы между увлажнениями – в ЦЧО от 1 до 5 часов, в Нечерноземье – 3-5 часов.
Обработку спирулиной всходов корнеплодов в сочетании с МДД в ЦЧО проводят один раз. В Нечерноземье России, где более бедные питательными элементами почвы, обработку спирулиной в сочетании с МДД проводят дважды. Временной промежуток обработки в данном географическом регионе рекомендуется с 7 до 10-11 часов утра, т.к. ввиду природно-климатических условий солнечная радиация здесь более активная и более губительна для молодых листьев корнеплодов, чем в ЦЧО.
Обработка всходов корнеплодов МДД в сочетании со спирулиной, а в последующем полив МДД без спирулины днем в более поздние по сравнению с указанными промежутками поливов часы влечет за собой ожоги первых молодых листьев этих растений. Поэтому, когда мы делаем первую обработку спирулиной в сочетании с МДД, мы тем самым предохраняем листья корнеплодов от неблагоприятного тургора, ожогов. Нашими опытами установлено, что воздушная засуха губительнее, чем почвенная засуха.
0
0
Перепад температур устанавливают следующим образом. Посредством полевой лаборатории профессора Л.А. Шпотты измеряют температуру листа. С помощью приборов – термографов и гигрографов – измеряют, соответственно, температуру и относительную влажность атмосферного воздуха. Как только температура листа превышает температуру воздуха, падает тургор: листья начинают увядать. При выявленном значении температуры листа выше температуры воздуха (т.е. при перепаде температур листьев и атмосферного воздуха) на 1-3C в ЦЧО и на 1-2С в Нечерноземье, рекомендуется опрыскивание посредством МДД. При равных значениях температуры в системе «лист-воздух» растение еще может справляться с воздействием засухи (патент РФ № 2113110, МПК А01G25/00, авторы Грамматикати О.Г., Кузнецова Е.И., опуб. 20.06.1998).
На опытных сельскохозяйственных угодьях юга степной зоны (Северный Кавказ), где преобладают черноземы обыкновенные, выполнены экспериментальные исследования (2007-2010 гг.) на предмет выявления особенностей продуктивности пропашных культур, в том числе корнеплодов (брюквы, турнепса, кормовой свёклы), при обработке спирулиной и МДД, а также с целью изучения агрохимических и экологических свойств почв после данных экспериментов. Датчиками полевой лаборатории профессора Л.А. Шпотты, начиная с 6 часов утра и до 19 часов дня, измерялись температуры листьев по всей их поверхности, кроме центральных жилок, и воздуха. Такие измерения проводились через каждые 2 часа (Кузнецова Е.И., Извеков А.С. Надежный почвозащитный щит агроценозов от эрозионных процессов // Вавиловские чтения – 2012: материалы Междунр. науч.-практ. конф. Саратов, 2012. С. 350-353.).
Разработанная и рекомендуемая разработка является как технологией, повышающей количество и качество урожая корнеплодов, так и одновременно представляет технологию экологической защиты и реабилитации сельскохозяйственных земель. Последнее реализуется посредством снабжения почв дополнительной влагой, почвозащитного влияния (защита от эрозионных процессов, дефляции), улучшения агрофизических и агрохимических показателей. Обеспечивается нормальная аэрация почв при соблюдении условия обеспечения стабильного режима влажности.
Обеспечение стабильного режима увлажненности почв достигается посредством увеличения количества водопрочных агрегатов и структурности почв, прежде всего, в пахотном горизонте.
Очень важным и положительным с экологической точки зрения следствием использования разработанной технологии является повышение содержания питательных элементов в разных почвенных слоях, в том числе в пахотных (оптимизируется фитоклимат в среде растений и микроклимат над посевом). Оптимальная температура листьев крнеплодов – в пределах 16-19°C.
Для получения хороших урожаев с единицы площади сельскохозяйственных угодий требуется наличие достаточного объема питательных элементов в почвах и, зачастую, их постоянный приток извне (удобрения).
Данная технология способствует улучшению баланса питательных веществ в почвах, что отражено в примере динамики концентраций подвижного фосфора за вегетативный период с 2007 по 2010 гг., представленно на гистограмме.
Экспериментальные данные (по вариантам опытов) и установленные средневзвешенные значения, представленные на данной гистограмме, свидетельствуют о накоплении подвижного фосфора в эксплуатируемых в процессе культивирования корнеплодов почвах (Кузнецова Е.И., Извеков А.С. Надежный почвозащитный щит агроценозов от эрозионных процессов // Вавиловские чтения – 2012: материалы Междунр. науч.-практ. конф. Саратов, 2012. С. 350-353.).
Таким образом, разработанная технология способствует сохранению продуктивной влаги в почве, т.к. устьица листьев корнеплодов закрываются, тем самым предотвращаются непроизводительные потери почвенной влаги и поддерживается оптимальная транспирация и турнир. В итоге прекращается отток испарения непродуктивной влаги, что позволяет сохранить почвенную влагу на 50-60% для Центрально-Чернозёмных районов (для Нечерноземья этот показатель установлен на уровне 15-30 %), а также улучшить экобиологический режим почвенных систем, т.е. в итоге сохраняется почвенная биота, жизнедеятельность которой лимитируется характерным в этих агроклиматических (засушливых) условиях гидротермическим режимом без применения МДД.
Экспериментально доказано, что при использовании спирулины в дозе, менее 10 г на тонну, эффективность обработки падает, а использование более высоких доз препарата не приводит к повышению эффективности способа, поэтому экономически нецелесообразно. Установлено положительное влияние МДД по перепаду температур в системе «лист-воздух» на процесс вегетации корнеплодов, что повышает продуктивность угодий и качество урожая, агрофизические, агрохимические и биологические свойства сельскохозяйственных земель, их устойчивость к дисбалансу и падению содержания элементов питания, устойчивость к нарушению структурности и эрозионным процессам.
В совокупности представленная технология обеспечивает эффективную регуляцию микро- и фитоклимата, высокую продуктивность агрофитоценозов, получение качественной продукции от выращивания корнеплодов, экологическую стабильность агроландшафтов в целом, а также эта разработка способствует надежной экологической защите и реабилитации земель.
Таким образом, разработана новая технология экологической оптимизации выращивания корнеплодов (брюквы, турнепса, кормовой свёклы), включающая экологические почвозащитные технологии при возделывании агрокультур и экологическое почвозащитное орошение на основе мелкодисперсного дождевания для Центрально-Чернозёмной области и Нечерноземья России. При использовании данной технологии осуществляется экологическая реабилитация эксплуатируемых сельскохозяйственных земель, улучшаются их физико-химические и биологические показатели.