Способ предпосадочной обработки корнеклубней растений
METHOD OF PREPLANTING CULTIVATION OF PLANTS PIP

Изобретение относится к здоровьесберегающей технологии для сельского хозяйства и может найти самое широкое использование на дачных и фермерских участках, в хозяйствах агропромышленного комплекса (АПК) для экологически чистотой обработки корнеклубней растений, преимущественно картофеля, при борьбе с фитопатогенами.
Потеря влаги у картофеля после хранения приводит к поверхностному травмированию клубней и, следовательно, большему проникновению патогенных микроорганизмов и гниению клубней. Кроме многочисленных инфекционных грибных заболеваний клубни картофеля подвержены также повреждениям, вызываемым различными бактериями. Клубни картофеля при хранении поражаются паршой, ризоктониозом, фузариозной сухой гнилью. Фитофтороз является одним из опаснейших заболеваний картофеля, производимого в больших объемах и требующего длительного хранения. Ежегодно от фитофтороза погибает до 50% урожая картофеля.
Для снижения пораженности картофеля возбудителями ранних заболеваний (Rhizoctoniasolani, Fusavium solani и др.) и повышения урожайности проводят обработку картофеля перед посадкой. Предпосадочная обработка клубней проще и дешевле, чем опрыскивание растений в поле. Кроме того, уменьшается расход препарата и сводится к минимуму его нежелательное воздействие на окружающую среду.
Известно протравливание (замачивание) клубней картофеля перед посадкой в растворах фунгицидов для защиты растений при последующей вегетации. Для этой цели используют, например, фунгициды Татту или ТМТД.
Расход протравителей довольно велик: 2,5 л Татту или 2,5 кг ТМТД на 1 т клубней, то есть 5 л (кг) на гектар (из расчета 2 т клубней/га) [Филиппов А.В., Козловский Б.Е. и др. Краткосрочный прогноз, определение потерь урожая и меры защиты картофеля от фитофтороза и альтернариоза (Методические указания). - М.: Агропромиздат, 1988, 24 с.; Кваснюк Н.Я. и др. Интегрированная система защиты картофеля от фитофтороза. Практическое руководство. - М.: Информагротех, 1999].
Таким образом, недостатком их являются сравнительно высокие необходимые дозы (1-4 кг/га).
Известна технология возделывания картофеля, в которой предусматривается проращивание клубней перед посадкой и обеззараживание их 3-5% суспензией ТМТД с нормой расхода рабочего раствора фунгицида 70 л/т (Рекомендации по возделыванию овощных культур и картофеля. - Волгоград, 1984, 52 с.).
К недостаткам этого приема относится использование для обработки клубней ядохимикатов, что требует специально подготовленных для этих целей площадей и технического персонала, приобретения дорогостоящих средств защиты, их хранения и т.д. При этом необходимо строго выдерживать дозы и сроки их применения, а также соблюдать технику безопасности, что ограничивает применение способа для предпосадочной обработки клубней семенного картофеля.
Известен способ предпосадочной обработки обычных клубней картофеля фунгицидом, основанный на замачивании клубней в растворе фталоцианиновых металлокомплексов (ФЦМК) в качестве средства защиты картофеля от фитофтороза (патент РФ №2164066, МПК A61N 43/713, A61N 55/02, опубл. 10.07.2007).
Внесение фунгицидов в больших дозах неблагоприятно для окружающей среды и требует больших затрат на приобретение препаратов. Тем не менее, хотя известные протравители более или менее эффективны от других болезней, они крайне незначительно защищают от фитофтороза, причем недолго (не более месяца).
Известен способ обработки клубней картофеля непосредственно перед высадкой, основанный на опрыскивании 10%-ным раствором препарата Экстрагран (100 г/1 л воды) из расчета 1 л рабочего раствора (10%) на 100 кг клубней, причем указанный препарат включает штаммы микроорганизмов Bacillus mycoides var, Azotobacter vinelandii и гуматы (патент РФ №2302114, МПК A61N 63/00, опубл. 10.07.2007).
Данный способ обеспечивает защиту картофеля от фитофтороза и в отличие от известных эффективен в меньших дозах препарата, действующего после обработки в течение всей вегетации. Недостаток способа в высокой стоимости препарата и ограниченном сроке его хранения.
3
Известен способ предпосадочной обработки клубней семенного картофеля, включающий проращивание клубней световым способом в течение 20-25 дней при постоянной температуре от 12 до 14°C, при завершении проращивания на поверхность клубней при их интенсивном перемешивании наносят мелкодисперсным способом слой раствора природного минерала бишофита плотностью от 1,20 до 1,35 т/м, при этом раствор бишофита перед распылением нагревают до температуры от 80 до 95°C, раствор распыляют давлением от 0,08 до 0,12 МПа с размерами капель от 200 до 600 мкм (патент РФ №2236104, МПК A01C 1/00, опубл. 20.09.2004).
За счет того, что нагретый раствор бишофита с размерами капель от 200 до 600 мкм наносят при интенсивном перемешивании клубней, происходит точечное покрытие поверхностей клубней парафином, макро- и микроэлементами из раствора бишофита. Однако бишофит не доступен в больших количествах и дорог, что ограничивает его применение.
Известен способ предпосевной обработки клубней картофеля водным раствором полимера Катапола, фурацилина и диметилсульфоксида, причем обработку проводят за 24-48 ч до посадки путем мелкокапельного опрыскивания из расчета 5-7 л рабочего раствора (pH 6,0-6,5) на 1 т клубней при сроке хранения указанного раствора не более 7 месяцев (патент РФ №2342833, МПК A01N 43/36, опубл. 10.01.2009).
В целом состав экологически безопасен, так как обеспечивает постепенный выход биологически активных веществ из полимерного препарата. Многокомпонентность применяемых препаратов усложняет способ.
Перечисленные средства для обработки клубней картофеля имеют ряд недостатков, а именно: низкую эффективность при хранении, слабое подавление микроорганизмов, вызывающих гниение.
Известна композиция на основе водных растворов хитозана, обладающая биологической активностью, содержащая хитозан, органическую кислоту из ряда, включающего янтарную кислоту, молочную кислоту или смесь одной из указанных кислот с глутаминовой кислотой, причем pH раствора 5,6-6,0; массовое отношение кислота или смесь кислот:хитозан - 1:1 (патент РФ №2127056, МПК A01N 63/00, опубл. 10.03.1999).
Композицию используют для обработки клубней картофеля перед посадкой. Обработку проводят полусухим способом при норме расхода композиции по хитозану - 0,1 кг/т, воды - 20 л/т. Однако хитозан не относится к доступному сырью по стоимости.
Известно фунгицидное средство для обработки клубней картофеля перед посадкой, содержащее действующее вещество в виде бензойной кислоты или ее аминных солей при норме расхода 0,030-0,6 кг д.в./т (патент РФ №2527291, МПК A01N 59/00, опубл. 27.08.2013).
Это средство является эффективным и доступным средством для обработки клубней картофеля при протравливании перед посадкой, обладает высокой адгезией к растительному материалу. Недостаток применения бензойной кислоты заключается во вредном воздействии ее на человеческий организм (канцерогенный эффект, аллергические реакции, сыпи, приступы астмы).
Известен способ биологической защиты картофеля от болезней и вредителей, включающий обработку клубней и растений картофеля в период вегетации биопрепаратом в смеси с прилипателем, причем для обработки клубней картофеля в качестве биопрепарата используют планриз из расчета 1000 мл на 1 т клубней, а для обработки 1 га посадок растений в период вегетации используют смесь биопрепаратов планриз в количестве 0,5 л и банкол в количестве 0,2 л, разведенных в 300-350 л минеральной воды «Заманкул», при этом в качестве прилипателя используют кукурузный клейстер в количестве 1-1,5% от объема смеси (патент РФ №2343667, МПК A01C 1/00, A01N 63/00, опубл. 20.01.2009).
В известном способе имеются следующие недостатки:
- высокая стоимость препарата;
- при сокращении сроков обработки появляются резистентные формы патогенов;
- препарат воздействует только на болезни (как фунгицид) и требует дополнительной обработки против вредителей, в частности колорадского жука;
- при избыточной влажности препарат действует недостаточно эффективно.
Известен способ предпосевной обработки семян (ячменя, люцерны, подсолнуха) в течение 10 мин гидростатическим давлением от 100 до 2500 атм жидкой среды в виде раствора солей гуминовых кислот - гумата натрия 0,01-0,05%-ной концентрации (авт.св. №1464926, МПК A01C 1/00, опубл. 15.03.1989).
Способ не пригоден для обработки клубней картофеля в связи с возможностью появления в покровном слое с меньшей плотностью трещин после обработки давлением.
Известен способ предпосевной обработки мелких семян, например, гороха, включающий обработку семян парааминобензойной кислотой (ПАБК), причем семена обрабатывают смесью ПАБК - 25-30 г, гумата калия - 500-800 г и ирлитов - 20-25 кг (месторождения №1 и №7 республики Северная Осетия - Алания) из расчета на 100 кг семян (патент РФ №2270548, МПК A01C 1/06, опубл. 27.02.2006).
Цеолитосодержащие глины - ирлиты являются одновременно и прилипателями, удерживая на семенах полезные вещества смеси, влагу и тепло в ранневесенний период. Способ малопригоден для обработки клубней картофеля в связи с ограниченной сырьевой базой ирлита.
Известен способ повышения устойчивости растений картофеля к болезням путем обработки клубней перед или в период посадки химикатами: фунгицидами-протравителями (ТМТД, 80% с.п. - нормой 2,1-2,5 кг/т или поликарбацин, 80% с.п. - 2,6-2,7 кг/т и др.). Расход рабочей жидкости - 10-59 л на 1 т клубней. Для повышения урожайности и качества клубней картофеля в растворы или суспензии этих протравителей добавляют медный купорос (0,02-0,1%), вытяжки из суперфосфата (2%), аммиачной селитры (2%) и микроэлементы (бор, цинк, марганец, молибден, магний и др.) [Хлевной Б.Ф., Заикин Д.В. и др. Агрономическая тетрадь. Возделывание картофеля по интенсивной технологии. - М.: Россельхозиздат, 1986. - 96 с.].
Недостатком этого способа подготовки клубней является то, что добавляемый комплекс макро- и микроэлементов включает большой набор компонентов, что усложняет технологию предпосадочной подготовки клубней, а эффективность производства картофеля повышается незначительно.
Известен способ обеззараживания клубней картофеля от поверхностной инфекции (парши обыкновенной и ризоктониоза) перед посадкой, включающий воздействие на них физическим фактором, в качестве которого используют обжиг поверхности клубней при 500-850°C в течение 4-8 с (авт.св. СССР №1114365, МПК A01C 1/08, опубл. 23.09.1984).
Для обработки отбирали клубни, пораженные паршой обыкновенной и ризоктониозом. В результате обработки происходит сгорание поверхностных слоев кожуры без нагрева клубня. При сгорании поверхностного слоя уничтожается вся бактериально-грибная флора, находящаяся на поверхности клубня, в результате чего происходит обеззараживание его поверхности. При снижении температуры обеззараживание поверхности клубня не происходит. Повышение температуры выше указанного предела отрицательно влияет на всхожесть клубней. Однако способ не относится к энергосберегающим безопасным технологиям и сложен для применения в полевых условиях, что ограничивает его применение.
Известен способ обработки посадочного материала сельскохозяйственных культур с целью полного уничтожения поверхностной инфекции и повышения посевных качеств, основанный на выдержке посадочного материала в увлажненном состоянии в течение 3-15 мин с последующей обработкой в поле СВЧ в пределах 10-10 Гц (авт.св. СССР №533938, МПК A01C 1/00, опубл. 1977).
Использование электрического поля СВЧ для обеззараживания поверхности по своему устройству очень сложно, требует специальных мер защиты, высокоточной аппаратуры и автоматики.
Известен способ для обработки семян и помещений озоном, включающий размещение перфорированной трубы перед обработкой семян, находящихся в замкнутом объеме или помещении, создание озоногазовой смеси, продувание озоногазовой смесью через перфорированную трубу массы семян и объема помещения, отбор после продувания вторичной озоногазовой смеси для повторного использования, причем размещение перфорированной трубы производят путем поочередной стыковки n-го количества перфорированных труб при их опускании, а размер отверстий в трубах выполняют увеличивающимся в направлении движения озоногазовой смеси (патент РФ №2315460, МПК A0IC 1/00, опубл. 27.01.2008).
Способ не оперативен, трудоемок из-за необходимости подготовки вторичной озоногазовой смеси и разложения излишней озоногазовой смеси в деструкторе после окончания обработки семян.
Наиболее близким технологическим решением к изобретению является способ предпосадочной обработки клубней картофеля для повышения устойчивости растений картофеля к болезням, включающий их обработку химическими препаратами с помощью ранцевого опрыскивателя при выходе клубней с транспортера в кузов автомашины, причем для обработки используют 0,3%-ный водный раствор гумата калия при норме расхода рабочей жидкости 8-10 л на 1 т клубней (патент РФ №2195098, МПК A01C 1/00, опубл. 27.12.2002 - прототип).
Недостатком известного способа является узкий спектр фунгицидного действия из-за низкой проникающей способности капель водного раствора гумата в микротрещины на поверхности картофеля и плохой адгезии к поверхности картофеля. Способ пригоден преимущественно при расположении клубней на транспортере в один слой, не исключает неравномерность обработки поверхностей клубней и потери материала за счет стекания капель водного раствора гумата на транспортер. Способ не относится к здоровьесберегающим технологиям, так как при обработке возможно образование пыли с поверхности картофеля, от которой оператору целесообразно иметь защитную маску и спецодежду.
Изобретение решает задачу повышения качества обрабатываемых клубней, в том числе защиты от фитофтороза (парши), и улучшения условий труда.
Технический результат изобретения в усилении защиты корнеклубней картофеля от бактериальных болезней, превосходящей известные средства по простоте использования, антибактериальной активности и проникающей способности (за счет проявления у гуматов свойств ПАВ на поверхности клубней в горячем тумане при сохранении дезинфицирующих свойств) и предусматривает применение широко доступных технических средств и материалов для его реализации с низкой себестоимостью. Одновременно предлагаемый способ влияет на оздоровление операторов, реализующих способ, при ЛОР, бронхо-легочных, аллергических, вирусных, кожных заболеваниях в весенний период работ и позволяет снизить требования к здоровью операторов с связи с наличием указанных хронических заболеваний.
Технический результат достигается тем, что в способе предпосадочной обработки корнеклубней растений, включающем применение дезинфицирующего раствора с гуматами, корнеклубни обрабатывают аэрозолем гуматов с дисперсностью 0,5-10 мкм и pН от 9 до 11, образованным смесью тумана и дезинфицирующего раствора на выпуске из генератора горячего тумана, причем обработку корнеклубней проводят непосредственно после выемки из хранилища при концентрация гуматов в дезинфицирующем растворе от 80 до 150 мл/л и температуре выпуска аэрозоля гуматов от 30 до 60°С.
Целесообразно обработку корнеклубней проводить при погрузочно-разгрузочных работах перед посадкой.
Обработку корнеклубней с внешними признаки порчи и механических повреждений предпочтительно проводить при температуре от 50 до 60°С.
Целесообразно применить гуматы с содержанием гуминовых кислот не менее 19,0 г/л и суммой гуминовых и фульвокислот не менее 28,0 г/л, в том числе кормовую жидкую добавку «Кормогумат АС».
При обработке корнеклубней выпуск аэрозоля гуматов осуществляют на расстоянии от 0,1 до 1 м от них.
Обработку корнеклубней аэрозолем гуматов осуществляют в течение 5-8 с на 10 кг корнеклубней однократно.
Корнеклубни для обработки предпочтительно расположить в средствах их хранения, в том числе перфорированных пластмассовых ящиках, сетках для хранения, с возможностью доступа аэрозоля гуматов.
Корнеклубни для обработки целесообразно расположить в средствах их перемещения, в том числе на ленте транспортера, в фургонах и кузовах транспортных средств для перевозки или посадки с возможностью доступа к ним аэрозоля гуматов.
Сущность изобретения состоит в том, что создан простой здоровьесберегающий способ дезинфицирующей обработки корнеклубней растений (с применением гуматов в горячем тумане) по типу поверхностно-активного вещества (ПАВ), где гумат приобретает свойства пленки ПАВ с долгосрочной адгезией к криволинейной поверхности корнеклубней, причем одновременно обеспечивается оперативный выход корнеклубней из анабиоза и поверхностная подкормка их гуматами в качестве удобрения и стимулятора роста.
При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявленному, а, следовательно, предложенное решение соответствует критерию "новизна". Сущность изобретения не следует явным образом из известных решений, следовательно, изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".
Согласно изобретению предпосевную обработку корнеклубней, например картофеля, осуществляют следующим образом. Клубни картофеля непосредственно после выемки из хранилища (без операции дополнительной воздушно-тепловой обработки для выхода картофеля из анабиоза) любым известным способом располагают в пространстве (насыпью, в перфорированных пластмассовых ящиках, в сетках, на ленте транспортера и др.) с возможностью доступа аэрозоля, образованного горячим туманом в смеси с дезинфицирующим раствором гуматов, от портативного или стационарного генератора горячего тумана. Указанный генератор может быть выполнен с ручным переносом или его стационарно устанавливают на держателе с возможностью выхода аэрозоля (тумана в смеси с гуматами) с температурой на выходе от 30 до 60°С. Предпочтителен выбор генератора тумана с регулируемой скоростью подачи в него жидкого гумата.
Более низкую температуру (30-40°С) при обработке создают для неповрежденных клубней. Клубни, плохо перенесшие зимнее хранение, с признаками травмирования и порчи обрабатывают при более высокой температуре (50-60°С) и более высокой скорости подачи дезинфицирующего раствора гуматов насосом в генератор горячего тумана. Горячий туман в смеси с гуматами должен иметь температуру от 30 до 60°С, дисперсность 0,5-10 мкм, pН от 9 до 11 и концентрацию гуматов в дезинфицирующем растворе от 80 до 150 мл/л. При меньшей температуре (менее 30°С) не обеспечивается надежная адгезия гуматов после испарения воды с поверхности корнеклубней. При большей температуре (более 60°С) не исключена возможность обжига глазков или ростков корнеклубней в ближнем к выпуску аэрозоля слое. Применяют гуматы с содержанием гуминовых кислот не менее 19,0 г/л и суммой гуминовых и фульвокислот не менее 28,0 г/л, например гумат в виде жидкой кормовой добавки «Кормогумат АС» с длительным сроком хранения. При обработке корнеклубней выпуск аэрозоля гуматов (горячего тумана в смеси с гуматами) осуществляют на расстоянии от 0,1 до 1 м от них (от поверхности ближнего слоя клубней) в течение от 5 до 8 с на 10 кг корнеклубней однократно. Корнеклубни для обработки целесообразно расположить с возможностью доступа к ним аэрозоля гуматов в средствах их хранения, например, в перфорированных пластмассовых ящиках, сетках для хранения, установленных в овощехранилище или на открытых или закрытых площадках. Возможно также размещение корнеклубней при обработке в средствах их перемещения, в том числе на ленте транспортера, в фургонах и кузовах транспортных средств для их перевозки или посадки, с возможностью доступа к ним аэрозоля гуматов.
Опытная проверка предлагаемого способа проведена в двух индивидуальных хозяйствах дачного типа.
Пример 1. Семенной непророщенный картофель сорта «Невский», уложенный в пластмассовые перфорированные ящики в 3-4 слоя, обрабатывался оператором с хроническим бронхитом ручным бытовым маломощным генератором горячего тумана без индивидуальных средств защиты (маски, перчатки) в закрытом помещении. Выпуск горячего тумана в смеси с гуматами в соответствии с предложенной технологией осуществлялся на расстоянии 10-15 см до поверхности верхнего слоя клубней в течение 2-5 с. Клубни были посажены по ранее применявшейся технологии: с внесением навоза и золы в область расположения клубня непосредственно при посадке в землю, на которой ранее в течение нескольких лет картофель поражался сильно выраженной паршой. Оператор не имел в этот весенний период посадки картофеля признаков обострения хронических заболеваний. Выращенный картофель сильно отличался от картофеля прошлых лет: поражения паршой не было, преобладали клубни более крупного размера в большем количестве. Это означает, что даже в простейших ящиках, занимающих малый объем, картофель до посадки можно обработать и предотвратить процессы порчи.
Пример 2. Подлежащий выбросу и уложенный насыпью плохо перезимовавший картофель сорта «Жуковский» с выраженными повреждениями поверхности (трещины), вырывами мякоти, вялостью и отсутствием признаков к проращиванию обработали на открытой площадке аэрозолем гуматов (горячим туманом в смеси с дезинфицирующим раствором гуматов) с помощью ручного генератора горячего тумана марки GreenFog BF-130 в соответствии с предложенной технологией при максимальной температуре выхода тумана (60°C) в течение 1-3 с на расстоянии 50 см от поверхности верхнего слоя клубней. Обработку проводил оператор без предварительного длительного обучения, не применяя индивидуальных средств защиты.
Посадка картофеля и уход за ним выполнен в соответствии с известными стандартными приемами. После обработки картофель проявил признаки жизни быстрым проращиванием, после которого был посажен. Получен урожай, соизмеримый с посадкой неповрежденного картофеля.
Планируются широкомасштабные опытные предпосадочные обработки семенного картофеля на предприятиях АПК Рязанской области и индивидуальных хозяйствах, так как предлагаемый способ обеспечивает защиту посадочного картофеля от фитофтороза и в отличие от известных препаратов эффективен при меньшем времени обработки при различных удобных вариантах расположения картофеля при обработке.
Простота способа позволяет оперативно, экологически безопасно, нетоксично и без побочных эффектов обработать большое количество корнеклубней, не подвергая опасности здоровье специалистов, которые осуществляют практическую реализацию указанного способа или доставку корнеклубней, обработанных им. Способ изобретения эффективен с точки зрения его себестоимости и безопасности.
Благоприятное действие горячего тумана объясняется тем, что самые мелкие частицы ведут себя в значительной степени подобно газу и обладают очень высокой способностью проникать в мелкие щели и промежутки. Вследствие этого даже при расположении картофеля слоями, или насыпью, или в сетчатых мешках, или перфорированных пластмассовых ящиках горячий туман хорошо проникает ко всем точкам насыпи, или мешка, или ящика.
Широкая доступность портативных серийных генераторов горячего тумана для реализации способа, например, Minifog (Китай), Airofog AR35 (Китай), IGEBA TF 35 (Германия), SF-160 (Германия), BD 400 Корея, SendFog BW-25 (Китай) и низкая стоимость гуматов способствуют возможности широкого применения способа в хозяйствах различного уровня (от индивидуальных хозяйств до крупных агропромышленных комплексов). Гуматы экологически безопасны и в РФ доступны в больших объемах при сравнительно невысоких финансовых затратах. Принцип действия генераторов горячего тумана основан на особенностях раскаленного газа, в поток которого впрыскивается распыляемый дезинфицирующий раствор. Указанный раствор в результате резкого нагревания превращается в горячий пар, после чего, в процессе смешивания с атмосферным воздухом, происходит его конденсация в туман. При этом размер капель может колебаться от 0,5 до 10 мкм.
Способ предпосадочной обработки клубней картофеля способствует оперативному выходу корнеклубней из анабиоза (без ранее применявшейся воздушно-тепловой обработки), прост, безопасен, не создает вредных остатков и/или побочных эффектов, экологически совместим с человеческой жизнедеятельностью, не оставляет каких-либо нежелательных химических веществ в материалах или воде, почве или на оборудовании, помещениях и поверхностях и не подвергает опасности здоровье специалистов, которые осуществляют практическую реализацию указанного способа или доставку корнеклубней, обработанных им. При этом способ эффективен в различных условиях расположения клубней для доступа гуматов в горячем тумане и обеспечивает усиление антибактериальной активности, проникающей способности и адгезии к поверхности клубней в течение длительного периода времени (не менее 10 ч).
Предлагаемый способ универсален и может также найти применение для предпосадочной обработки посадочного материала в виде луковиц или клубней и даже корней других растений (топинамбура, лука, клубневых и луковичных цветов, корней деревьев, кустарников).