CC BY
92
УДК 632.93 А.Л. Верещагин,
Ю.Е. Прищенко, Н.Д. Иост, Е.А. Морозова
РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЯ ЖИДКИХ ХИТОЗАНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ ФОСФАТА КАЛИЯ И ХИТОЗАНА А^ет/а sp.
Ключевые слова: жидкий биопрепарат, Artemia sp., хитозан, фосфат калия, комплексонаты биогенных металлов, зерновые, зернобобовые, эффективность применения, предпосевная обработка, обработка в фазу кущения.
Введение
В последние годы хитозан является объектом пристального изучения в качестве средства для создания индуцированного иммунитета сельскохозяйственных растений к грибным заболеваниям. Широкому внедрению хитозановых препаратов, полученных из панцирей морских ракообразных (Нарцисс, Фитохит, АгроХит, Со-лихит, Хитозар), в сельском хозяйстве препятствует их достаточно высокая стоимость и поэтому они находят применение преимущественно при выращивании растений в закрытом грунте [1, 2].
С целью снижения расходов при выращивании сельскохозяйственных культур авторами было разработано удобрение из хитинового сырья Алтайского края — цист Artemia sp.
Для опытов были использованы хитоза-новые препараты «Артемия» и «Хорион», полученные, соответственно, из цист Ar-temia sp. с проклевываемостью 50% (выловлены в 2004 г.) и хорионов (пустых оболочек), выловленных в озере Большое Яровое в 2007 г. Препараты были получены щелочным гидролизом при комнатной температуре с последующей нейтрализацией ортофосфорной кислотой [3]. Препараты представляют собой темно-коричневые жидкости с плотностью 1,4 г/см3.
Результаты агрохимического анализа полученных образцов удобрения «Артемия» представлены в таблице 1.
Хитозан в составе препаратов имеет молярную массу 2 kDa — наименьшую среди других хитозановых препаратов.
Для стимулирования ферментативной системы растений в состав препаратов вводились комплексонаты биогенных металлов (цинк, медь, кобальт и молибден),
совместимые с фосфатами в обычно применяемых соотношениях, например, как в препаратах «Миком» и «Реаком»
[4].
Таблица 1
Показатели качества хитозановых препаратов
Показатель Препарат
артемия хорион
Массовая доля сухого остатка, % 34,0 34,0
Кислотность, рН 10-11 10-11
Содержание:
общего азота, % 0,5 0,5
общего фосфора, % 12,0 12,0
общего калия, % 11,5 11,5
оксида кальция, % 0,4 0,4
хитозана, % 0,1 0,4
Примечания. NPK препаратов «Артемия» и «Хорион» — 240 кг/т.
Препараты «Артемия» и «Хорион» применяли в норме 30 мл/т семян зерновых и зернобобовых культур. Для обработки семян использовался рабочий раствор, полученный растворением 30 мл препарата в 10 л воды. При обработке по вегетирующим растениям готовили рабочий раствор путем разбавления 30 мл препарата в 30 л воды. Опрыскивание проводилось в норме 30 л/га.
Микрополевые испытания. Результаты испытаний, проведенных в 2005 г. в АНИ-ЗИСе на пшенице сорта Алтайская 98 (предшественник горох), за счет предпосевной обработки семян с препаратом «Артемия» представлены в таблице 2 (опыты проводились в четырехкратной по-вторности).
Из данных таблицы 2 следует, что применение данного препарата достоверно повышало урожайность яровой мягкой пшеницы и было на уровне химических протравителей. Лучшим был вариант разведения 0,003 л/т, но достоверно варианты между собой не различались. Прибавка урожая была на уровне химических протравителей. Не отмечено достоверных различий с контролем при применении ортофосфата калия. Содержание клейко-
вины было на 2-3% больше, чем на контроле.
Таблица 2 Урожайность яровой пшеницы Алтайская 98 (14%-ная влажность, 100%-ная чистота) [6]
НСР05 = 2,1 ц/га
Изучение фитосанитарного состояния посевов перед уборкой (учет 14 августа 2005 г.) представлено в таблице 3.
Таблица 3 Фитосанитарное состояние посевов яровой пшеницы Алтайская 98
Полученные данные показали, что наибольшая биологическая эффективность подавления корневых гнилей (66%) была достигнута при использовании препарата «Артемия» с нормой внесения 30 мл/т семян. Препарат положительно влиял на рост культурных растений, снижая поражение их корневыми гнилями, в первую очередь грибом Bipolaris sorokiniana.
В последующих промышленных опытах были использованы полученные данные.
Промышленные испытания. Промышленные испытания проведены в КХ «Мало-угренево» Бийского района в 2008 г.
Яровая пшеница. Сорт Новосибир-ская-29. Площадь опыта составила 499 га. Площадь контрольной делянки — 20 га. Предшественником на участке была сахарная свекла. Посев был проведен
15 мая 2008 г. Была применена предпосевная обработка семян. Общее количество осадков в период вегетации было недостаточным. Урожай был убран 20 августа. Урожайность в пересчете на зерно с влажностью 14,5% составила на опытном участке 18,7 ц/га, на контроле — 14,5, прибавка — 4,2 ц/га. На опытном участке было получено зерно со следующими показателями: натура — 680710 г/л, клейковина — 28,4%, (контроль — 22,3%), ИДК — 75 ед.
Ячмень. Сорт Сигнал. Площадь опыта была 400 га. Контроль — 20 га без применения препарата «Артемия». Применялась предпосевная и обработка по вегетации в фазу кущения. Урожай на опытном участке составил 14,0 ц/га. Прибавка составила 6,9 ц/га, натура зерна — 640658 г/л.
Овес. Сорт Корифей. Проводилась внекорневая подкормка препаратом «Артемия» с нормой внесения 30 мл/га. На опытном поле урожайность составила 18,9 ц/га, а на контроле — на 5,7 ц/га меньше. Натура зерна была в диапазоне значений 432-480 г/л.
Гречиха. Сорт Дикуль. Обработка производилась по вегетации в фазу полного цветения. Урожайность составила 7,6 ц/га, что на 2,0 ц/га превышало контроль. Выход ядра при переработке составил 75%.
Горох. Сорт Агат. Применялась предпосевная обработка. На опытном поле получена урожайность 20,0 ц/га, что на 3,0 ц/га превышало контроль. При этом на опытном поле горох был примерно одного и того же размера — при зерноочистке отсутствовал проход сита с диаметром 5,0 мм. Следует отметить, что в данном случае не была обнаружена зараженность гороховой зерновкой.
Результаты промышленных испытаний, которые проводились в ОАО «Смоленская птицефабрика» в Смоленском районе в 2008 г. представлены далее.
Горох. Сорт Новосибирец, класс семян суперэлита. Применялась предпосевная обработка семян с расходом препарата «Артемия» 30 мл/т. Предшественник овес, осенняя обработка производилась культиватором КТС-7,2 на глубину 10-12 см. Осуществлялось раннее весеннее боронование в два следа зубовыми боронами в сцепке С-1 1. Посев производился сеялкой СЗС-2,8 25-27 апреля. Норма высева семян — 1,2 млн семян/га. Опыт был заложен на площади 110 га
Вариант Среднее, ц/га + к контролю, ц/га
1 Контроль (без обработки) 28,9
2 Раксил КС — 0,5 л/т семян (эталон) 32,2 3,3
3 Премис 200 КС — 0,2 л/т семян (эталон) 32,2 3,3
4 Артемия — 0,03 л/т семян 31,4 2,5
5 Ортофосфат калия — 0,03л/т семян (фон) 30,8 1,9
6 Артемия — 0,003 л/т семян 32,8 3,9
7 Ортофосфат калия — 0,003 л/т (фон) 29,7 0,8
8 Артемия — 0,0003 л/т семян 31,9 3,0
9 Ортофосфат калия — 0,0003 л/т (фон) 29,8 0,9
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Биологическая эффективность, % - 45 17 66 61 36 26 16 26
Распространенность корневых гнилей, % 96 72 88 52 64 88 100 96 92
(опыт и контроль по 55 га) поле № 3, севооборот I отделения «Восток», кошение в валок проводилось жаткой ЖРБ-4,2, а уборка — комбайном «Енисей-1200». Урожай опытного участка составил 19,7 ц/га (контроль — 18,2 ц/га).
Пшеница. На этом же поле на площади 140 га (опыт и контроль по 70 га) были высеяны семена пшеницы Обская-14 с нормой высева 5 млн семян/га. Уборка производилась напрямую. На опытном участке урожайность была на 1,2 ц/га выше по сравнению с контролем (18,4 и 17,2 ц/га соответственно).
Соя. Использовался сорт Алтом второй репродукции при норме высева 1,2 млн семян/га. Сев состоялся 27 мая, предшественник — пар. Паровое поле было разделено на два участка по 84 га. Уборка состоялась 30 сентября комбайном «Ени-сей-1200» напрямую, урожайность составила 15,3 и 14,2 ц/га (контроль). Была отмечена повышенная ветвистость сои на опытном участке, где семена обрабатывались препаратом «Артемия».
Опыты 2009 г. В Заринском районе (ООО «ПрогрессАгро») были получены следующие результаты. Гречиха Дикуль: опыт — 18 (двукратная обработка Арте-мией посевов в фазу вегетации), контроль — 12 ц/га, прибавка — 6 ц/га.
Ячмень Маргрет: опыт — 30,2 ц/га; контроль — 24,7 ц/га; прибавка — 5,5 ц/га.
Микрополевые испытания на культуре картофеля. Полевые испытания на культуре картофеля проводили в городе Бий-ске на личном садовом участке. Площадь опытной делянки 25 м2. Почва опытного участка — лугово-чернозёмная средне-мощная среднегумусная супесчаная. Содержание нитратного азота в почве 20 мг/кг.
Посадку растений осуществляли 30 мая по схеме 45*45 см на глубину 12-14 см. Для посадки были отобраны здоровые, чистые, сухие, без механических повреждений проросшие клубни картофеля сорта Архидея, белорусской селекции массой 50-70 г. Опыт проводили в трехкратной повторности, в каждом варианте опыта было 10 кустов картофеля.
Перед посадкой проросшие клубни картофеля замачивали в течение 2 ч в рабочих растворах, полученных разведением исходных препаратов водой в соотношении 1:100 с последующим подкислени-ем ортофосфорной кислотой до рН=5,5-6,0. Контрольную партию картофеля пе-
ред посадкой на 2 ч замачивали в воде. В фазу появления первых всходов (23 июня) и в фазу бутонизации (13 июля) проводилось опрыскивание листовой поверхности растений препаратами «Артемия» и «Хорион» при степени разведения 1:1000 и рН = 6,5-7,0. Уборку урожая осуществляли 20 сентября. Учет урожая провели покустовой.
Применяемые препараты не влияли на всхожесть и время наступления цветения. Надземная часть контрольных растений и растений, обработанных препаратом «Артемия», высохла к 10.09.08. В случае растений, обработанных препаратом «Хорион», на момент уборки урожая (20.09.08) надземная часть оставалась зеленой, что указывает на незавершенность процессов созревания клубней. Возможно, это связано с увеличенной фунгицидной активностью препарата «Хорион» за счет более высокой массовой доли хитозана в нем (табл. 4).
Таблица 4
Урожайность картофеля сорта Архидея в зависимости от способа обработки
Показатели Контроль Артемия Хорион НСР05
Урожайность клубней, г/гнездо 755 600 2215 215
Отношение к контролю, % - 79 293 -
Количество клубней в гнезде, шт. 12 8 21 3
Средняя масса клубня, г 125 200 222 37
Из данных таблицы 4 следует, что применение препарата «Хорион» способствует существенному повышению урожайности по сравнению с контрольным значением и увеличению числа клубней в гнезде. Можно также отметить значительное увеличение массы клубней, наблюдаемое при применении хитозансодержащих препаратов.
Таким образом, установлено, что повышенное содержание хитозана в препарате «Хорион» приводит к увеличению урожайности картофеля за счет увеличения количества клубней в гнезде и увеличению средней массы клубня за счет удлинения вегетационного периода. Было также установлено, что при повышении массовой доли хитозана в ростостимули-рующем препарате снижается скорость расходования витамина С в картофеле во время хранения.
Полевые испытания. Пшеница сорта Новосибирская-15 и ячмень сорта Ла-комб. Опыт проводился в трехкратной
повторности на полях ОАО «Птицефабрика Смоленская». Площадь каждого опытного участка 1 га. Почва представляет собой среднемощный среднегумусный чернозем. Удобрения на опытном поле не применялись. Норма высева семян пшеницы составила 5 млн всхожих зерен на 1 га. Посев был произведен 17 мая. Всходы появились 20-21 мая. В качестве предшественника выступал пар. Посев осуществляли сеялкой СЗС 2,8, затем производилось боронование. Все делянки обрабатывались гербицидом «Триатлон». Норма расхода гербицида 0,5 л/га, норма расхода рабочего раствора 40 л/га. Обработку проводили малообъемным опрыскивателем.
В фазу кущения растения опрыскивание производилась малообъемным опрыскивателем растворами хитозановых препаратов «Артемия» и «Хорион» со степенью разведения 1:1000 и рН = 6. Норма расхода препарата составила 30 мл/га. Уборка осуществлялась 15 и 16 августа напрямую комбайном «Енисей 1200» (табл. 5).
Таблица 5
Влияние обработки хитозановыми препаратами на урожайность зерновых, 2009 г.
Из данных таблицы 5 следует, что применение препарата «Хорион» в полевых условиях позволяет добиться незначительной прибавки урожая зерновых культур (на 5-8%), находящейся в пределах допустимых отклонений. Применение же препарата «Артемия» позволяет повысить урожайность зерновых на 17-20%, возможно, это объясняется более богатым органическим составом препарата, в котором кроме хи-тозана присутствуют аминокислоты, жирные кислоты и каротиноиды.
Данные, полученные по результатам микрополевых и промышленных опытов, показывают, что используемые дозы препаратов (10-15 г) в пересчете на 1 га сопоставимы с действием минеральных удобрений. Попытаемся проанализировать это кажущееся противоречие. Объем па-
хотного слоя почвы 1 га составляет 0,25x104 = 2,5x103 м3. Объем семян пшеницы, высеваемых на 1 га, составляет 250/1500 ~ 0,17 м3. Объемная доля зерна в пахотном слое равна 0,17/2,5х103 = 0,7х10-4. Отсюда следует, что при внесении 100 кг минеральных удобрений (при равномерном распределении в пахотном слое) в непосредственной близости от семян будет находиться 70 г удобрений (105х0,7х10-4). Эта величина одного порядка с нормами внесения препаратов «Артемия» и «Хорион». Часть повышения урожайности от применения препарата следует отнести к его фунгицидной активности к подавлению грибных инфекций.
Таким образом, хитозановые препараты «Артемия» и «Хорион», сочетающие действие полного минерального удобрения и протравителя, перспективны для применения на зерновых и зернобобовых культурах, районированных в Алтайском крае в норме 10-15 г/га.
Библиографический список
1. Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение / под ред. К.Г. Скрябина, Г.А. Вихоревой, В.П. Варламова. — М.: Наука, 2002. — 365 с.
2. Чекалова К.В. Биопрепарат нового поколения для салатных линий / К.В. Че-калова, Н.С. Марквичев // Гавриш. — 2005. — № 3. — С. 21-22.
3. Патент РФ № 2255924 от 10.07.2005. Способ получения жидкого органо-минерального удобрения из хито-зансодержащего сырья / А.Л. Верещагин, О.И. Антонова, В.В. Шикера, Е.Ю. Егорова, И.А. Кузьменко, С.И. Кузьменко, Н.Г. Брегвадзе.
4. Цыганов А.Р. Эффективность применения микроудобрений при возделывании гороха / А.Р. Цыганов, О.И. Вильд-флуш // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук. — 2004. — № 3. — C. 53-54.
5. Yamashita T.T. Foliar fertilizer and method for using the same / T.T. Yamashita // United States Patent № 6,475,258 from November 5, 2002.
6. Стецов Г.Я. Изучение препарата «Артемия» на яровой пшенице Алтайская-98 / Г.Я. Стецов / / Производные хито-зана и стимуляторы роста в сельском хозяйстве: матер. конф. (март 2005 г.). — Бийск: АлтГТУ, 2005. — С. 16-20.
Варианты опыта Пшеница Новосибирская-15 Ячмень Лакомб
ц/га % от контроля ц/га % от контроля
Контроль 22,1 100 25,4 100
Хорион 23,9 108 26,6 105
Артемия 25,9 117 30,5 120
НСР05 3,0 - 3,4 -
+ + +
