Способ стимуляции роста и устойчивости древесных и кустарниковых растений
METHOD FOR STIMULATING GROWTH AND STABILITY OF WOOD AND BUSH PLANTS

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству и может быть использовано для стимулирования ростовых процессов и повышения устойчивости древесных и кустарниковых растений к неблагоприятным факторам среды.
В последние годы для совершенствования агротехники и снижения себестоимости выращивания посадочного материала в питомническом хозяйстве внедряется использование стимуляторов роста: предпосевная обработка семян или внекорневая подкормка посевов растворами стимуляторов. Применение высокоэффективных экологически чистых природных стимуляторов роста в технологиях выращивания древесных и кустарниковых растений позволяет стимулировать рост и развитие растений, увеличивать выход стандартного посадочного материала, улучшать качество товарной продукции и повышать устойчивость к болезням.
Известен способ стимуляции прорастания, роста и развития древесных растений, преимущественно дуба и сосны, включающий предпосевную обработку семян древесных растений путем их замачивания в водном растворе биологически активного вещества с последующим просушиванием, включающий замачивание семян в течение 18-24 ч в водном растворе полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида с молекулярной массой 5-9 тыс. усл. ед. и концентрацией действующего вещества 0,0001-0,5% (пат. RU 2362303). Недостатком данного способа является низкая биологическая эффективность при стимуляции ростовых процессов древесных и кустарниковых растений, а также отсутствие иммуномодулирующего эффекта.
Наиболее близким к заявленному способу аналогом является способ регулирования роста и развития зерновых культур, включающий обработку семян и вегетирующих растений водным раствором регулятора роста, отличающийся тем, что в качестве регулятора роста используют препарат "Биосил", представляющий собой природную смесь тритерпеновых кислот, выделенную из древесной зелени пихты сибирской с использованием алифатических спиртов, при этом обработку семян проводят однократно дозой 10-100 мл/т по препарату, а обработку вегетирующих растений, по крайней мере однократно дозой 10-100 мл/га по препарату при каждой обработке (пат. RU №2225100). Недостатком известного препарата следует признать его недостаточную активность при внекорневой обработке вегетирующих органов древесных и кустарниковых растений и слабый иммуномодулирующий эффект.
Техническим результатом настоящего изобретения является усиление ростовых процессов, повышение фитомассы и устойчивости древесных и кустарниковых растений к болезням, а также качества посадочного материала.
Технический результат достигается тем, что в способе стимуляции роста и устойчивости древесных и кустарниковых растений, включающем обработку семян и вегетирующих растений водным раствором стимулятора роста, согласно изобретению в качестве стимулятора роста используют препарат, представляющий собой природную смесь тритерпеновых кислот, выделенную из хвои и побегов Juniperus communis L, при этом концентрация действующего вещества (тритерпеновые кислоты) составляет 40-60 мг/л, а также комплекс микро- и макроэлементов в хелатной форме (азот 49,0-49,5 мг/л, натрий 34,0-34,5 мг/л, кальций 27,0-27,5 мг/л, железо 1,0-1,5 мг/л, магний 2,5-3,0 мг/л, кремний 6,0-6,5 мг/л). Первая обработка включает замачивание семян в течение 24 часов в водном растворе стимулятора, а в последующем 5-7 кратную внекорневую обработку древесных и кустарниковых растений в течение вегетационного периода. Норма расхода при замачивании семян составляет по препарату - 20…200 мл./т. Расход препарата при каждой внекорневой обработке может составлять 30-300 мл/га.
Использование в качестве стимулятора роста препарата в экспериментально подобранной концентрации позволяет существенно увеличить биометрические параметры растений, повысить устойчивость к болезням и улучшить качество посадочного материала. Кратность обработок определена экспериментально. Уменьшение или увеличение кратности обработок приведет к снижению биологической или экономической эффективности.
Получение действующего вещества (тритерпеновые кислоты) заключается в измельчении хвои и побегов Juniperus communis L. и экстракции органическим экстрагентом с последующим выделением целевого продукта. В качестве экстрагента используют алифатический спирт или ацетон, содержащие не более 50 мас. % воды, целевой продукт выделяют отгонкой смеси спирт/вода или ацетон/вода, затем отделяют воду с последующим использованием отогнанной смеси в качестве экстрагента.
Препаративную форму препарата готовят путем растворения, полученного вышеуказанным способом действующего вещества (сумма тритерпеновых кислот) в эмульгаторе при нагревании и добавлении горячей воды до необходимой концентрации.
Полученный препарат представляет собой вязкую водную эмульсию темно-салатного до буровато-болотного цвета с характерным запахом. Действующее вещество содержит не менее 96% тритерпеновых кислот. Готовый препарат представляет собой 4-6%-ную (40-60 г/л) водную эмульсию тритерпеновых кислот Juniperus communis L, а так же также комплекс микро- и макроэлементов в хелатной форме (азот 49,0-49,5 мг/л, натрий 34,0-34,5 мг/л, кальций 27,0-27,5 мг/л, железо 1,0-1,5 мг/л, магний 2,5-3,0 мг/л, кремний 6,0-6,5 мг/л). Выбор концентрации тритерпеновых кислот (4-6%) обусловлен тем, что при их концентрации более 6,0% готовый препарат является слишком насыщенным, что создается дополнительное неудобство при его эксплуатации. Однако при концентрации тритерпеновых кислот менее 4,0%, увеличивается расход по препарату в 1,2 раза. Препарат обладает высокой стабильностью и имеет длительный срок хранения.
Концентрации микро- и макроэлементов выявлена нами экспериментально. Всего протестировано 6 вариантов концентраций микро- и макроэлементов: 1 вариант (азот 51,0 мг/л, натрий 36,0 мг/л, кальций 27,0-27,5 мг/л, железо 2,5 мг/л, магний 4,0 мг/л, кремний 8,0 мг/л); 2 вариант (азот 50,0 мг/л, натрий 35,0 мг/л, кальций 27,0-27,5 мг/л, железо 2,0 мг/л, магний 3,5 мг/л, кремний 7,0 мг/л); 3 вариант (азот 49,0 мг/л, натрий 34,0 мг/л, кальций 27,0 мг/л, железо 1,0 мг/л, магний 2,5 мг/л, кремний 6,0 мг/л); 4 вариант (азот 48,0 мг/л, натрий 33,0 мг/л, кальций 26,0 мг/л, железо 0,7 мг/л, магний 2,0 мг/л, кремний 5,0 мг/л); 5 вариант (азот 47,0 мг/л, натрий 32,0 мг/л, кальций 25,0 мг/л, железо 0,5 мг/л, магний 1,5 мг/л, кремний 4,0 мг/л); 6 вариант (азот 46,0 мг/л, натрий 31,0 мг/л, кальций 24,0 мг/л, железо 0,3 мг/л, магний 1,0 мг/л, кремний 3,0 мг/л). К 4-6%-ной (40-60 г/л) водной эмульсии суммы природных тритерпеновых кислот Juniperus communis L. добавлялся комплекс микро- и макроэлементов в хелатной форме в 6 вариантах описанных выше. Готовые препараты были апробированы на сеянцах айвы японской (Chaenomeles japonica), с дозой внесения по препарату 200 мл/га, кратность обработок - 6 раз. В ходе проведенного эксперимента установлено, что при концентрации микро- и макроэлементов согласно варианту 1, 2 и 3 наблюдается максимальная высота сеянцев айвы японской 22,6±0,42…23,1±0,51 см. Использование концентрации микро- и макроэлементов больше, чем указано в варианте 3, экономически не целесообразно, так как в данных концентрациях элементы находятся в избытке и растениями в полном объеме не усваиваются, не оказывая никакого влияния на увеличение качества конечного продукта. В вариантах 4, 5 и 6, где концентрация микро- и макроэлементов снижалась, высота сеянцев закономерно также уменьшалась 19,5±0,65…16,7±0,55 см. В контрольном варианте с обработкой сеянцев водой высота сеянцев составила 15,1±0,62 см. Таким образом можно констатировать, что оптимальные значения концентраций микро- и макроэлементов в хелатной форме следует принять равными: азот 49,0-49,5 мг/л, натрий 34,0-34,5 мг/л, кальций 27,0-27,5 мг/л, железо 1,0-1,5 мг/л, магний 2,5-3,0 мг/л, кремний 6,0-6,5 мг/л.
Препарат перед нанесением на растения разбавляют водой до необходимой концентрации в зависимости от нормы расхода препарата на единицу площади. Расход рабочей жидкости на гектар составляет 300-500 л. Норма расхода препарата колеблется от 30 до 300 мл/га.
Сущность заявляемого изобретения на способ стимуляции роста и устойчивости древесных и кустарниковых растений поясняется примерами 1-3. В таблицах 1-3 приведены средние данные полевых экспериментальных опытов по стимуляции роста и устойчивости древесных и кустарниковых растений в условиях Ботанического сада-института ПГТУ. Так же в примере 1 определена оптимальная доза по препарату. В качестве контроля использовали замачивание семян в воде и опрыскивание чистой водой. Из лиственных древесных пород выбран дуб черешчатый (Quercus robur L.), из хвойных - сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L), а из кустарниковых - спирея средняя (Spiraea media SCHMIDT). Все опыты закладывались в трехкратной повторности. Проведена статистическая обработка полученных экспериментальных данных по стандартным методам (Соколов П.А., Черных В.Л. Вариационная статистика. - Йошкар-Ола: МарПИ, 1990. - 99 с.). Отклонения от средних для каждого статистического ряда не превышают 5% от средних величин.
Пример 1.
Предлагаемый способ стимуляции роста и устойчивости древесных и кустарниковых растений апробировали в условиях открытого грунта на дубе черешчатом. Растения выращивали в пластиковых контейнерах. Норма высева семян - 1 желудь в 1 ячейку. Перед посевом желуди замачивались на 12 часов в водный раствор предлагаемого препарата при температуре 20-22°C. Обработку стимулятором проводили при помощи ранцевого опрыскивателя 6-кратно: первое опрыскивание на 5 день после появления всходов, последующие пять - каждые 10 дней. Средний расход рабочего раствора составлял 350 л/га. Экспериментально протестировано пять вариантов дозировок внесения по рекомендуемому препарату: 10 мл/га, 30 мл/га, 100 мл/га, 300 мл/га, 400 мл/га.
Проведенные исследования показали, что обработка водным раствором препарата способствует ускоренному росту растений, приводящему к увеличению фитомассы и линейных параметров сеянцев. Испытания показали, что высота, масса надземной части, масса корней в одни и те же сроки сбора были выше при применении препарата на основе тритерпеновых кислот полученных из хвои и побегов Juniperus communis L. (доза по препарату 30-300 мл/га) по сравнению с контролем и «Биосилом». Эти показатели свидетельствуют об ускорении ростовых процессов при применении предлагаемого стимулятора роста. Высота сеянцев дуба черешчатого при применении предлагаемого препарат по сравнению с контролем возрастает на 22,67%, а по сравнению с «Биосилом» на 8,14%. Заболеваемость обрабатываемых сеянцев мучнистой росой дуба, вызываемой грибом Microsphaera alphitoides Gr. et Maubl. была минимальной при использовании предлагаемого способа выращивания. Доза внесения по препарату равная 400 мл/га и более оказывает ингибирующее действие на рост растений, а менее 30 мл/га - низкую стимулирующую активность. Поэтому оптимальной следует считать дозу по препарату от 30 до 300 мл/га.
Пример 2.
Предлагаемый способ стимуляции роста и устойчивости древесных и кустарниковых растений так же был апробирован в условиях закрытого грунта на кустарнике спирея средняя. Растения выращивали в пластиковых ящиках. Норма высева семян составляла 1…1,5 г на 1 п. м. Перед посевом желуди замачивались на 24 часа в водный раствор предлагаемого препарата при температуре 20-22°C. Обработку стимулятором проводили при помощи ранцевого опрыскивателя 5-кратно: первое опрыскивание на 5 день после появления всходов, последующие четыре - каждые 10 дней. Средний расход рабочего раствора составлял 300 л/га. Значение оптимальной дозы внесения предлагаемого препарата следует принять равным 30-300 мл./га (см. пример 1). По мере роста древесных и кустарниковых растений и увеличения их линейных параметров, доза внесения по препарату должна возрастать. Доза по предлагаемому препарату повышалась при каждой обработке по схеме: первое и второе - 30 мл/га, третье - 100 мл/га, четвертое - 200 мл/га, пятое - 300 мл./га.
Испытания показали, что высота, масса надземной части и масса корней были выше при применении препарата на основе тритерпеновых кислот полученных из хвои и побегов Juniperus communis L. по сравнению с контролем и «Биосилом». Высота сеянцев спиреи средней при применении предлагаемого препарата по сравнению с контролем возрастает на 27,90%, а по сравнению с «Биосилом» на 15,02%. Следует вывод, что при повышении дозы внесения препарата в диапазоне 30-300 мл/га при каждой обработке растений, способствует увеличению размеров сеянцев, а следовательно качеству конечного продукта.
Пример 3.
Предлагаемый способ стимуляции роста и устойчивости древесных и кустарниковых растений был апробирован в условиях открытого грунта на сосне обыкновенной. Растения выращивали в пластиковых контейнерах. Норма высева семян составляла 1 семя - в 1 ячейку. Перед посевом семени замачивались на 24 часа в водный раствор предлагаемого препарата при температуре 20-22°C. Обработку стимулятором проводили при помощи ранцевого опрыскивателя 7-кратно: первое опрыскивание на 3 день после появления всходов, последующие шесть - каждые 10 дней. Средний расход рабочего раствора составлял 450 л/га. Значение оптимальной дозы внесения предлагаемого препарата следует принять равным 30-300 мл/га (см. пример 1). Аналогично примеру 2, доза по предлагаемому препарату повышалась при каждой обработке по схеме: первое, второе и третье - 30 мл/га; четвертое - 100 мл/га, пятое - 200 мл/га; шестое и седьмое - 300 мл/га.
Линейные параметры сеянцев, масса надземной части и масса корней были выше при применении препарата на основе тритерпеновых кислот полученных из хвои и побегов Juniperus communis L. по сравнению с контролем и «Биосилом». Высота сеянцев сосны обыкновенной при применении предлагаемого препарата по сравнению с контролем возрастает на 37,30%, а по сравнению с «Биосилом» на 32,54%.
Восприимчивость к инфекционному полеганию сеянцев (возбудители несовершенные грибы из родов Fusarium, Alternaria, Botrytis, Verticillium) была минимальной (не более 4,3%) в варианте с предлагаемым способом стимуляции роста и устойчивости древесных и кустарниковых растений. В контрольном варианте 28,3% растений погибли вследствие полегания всходов, при этом у пораженных всходов загнивали и отмирали боковые корешки. Экспериментально подтверждено, что повышение дозы внесения препарата в диапазоне 30-300 мл/га при каждой обработке растений, способствует увеличению размеров сеянцев и повышению их устойчивости к инфекционному полеганию сеянцев, а следовательно качеству конечного продукта.
Показатели, приведенные в табл. 1, 2 и 3, свидетельствуют о наибольшем усилении ростовых процессов путем накопления сухого вещества в вариантах с использованием предлагаемого способа. Оптимальная доза внесения препарата составляет 30-300 мл/га, изменяясь в данном диапазоне в зависимости от возраста и размеров посадочного материала древесных и кустарниковых растений. В табл. 1 и 3 показано, что использование данного способа стимуляции роста и устойчивости древесных и кустарниковых растений повышает устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды (в частности возбудителям болезней), что повышает сохранность растений и приводит к улучшению качественных и количественных показателей.