Способ повышения урожайности хлопчатника

006751 Способ предназначен для использования в области сельского хозяйства при выращивании хлопчатника на волокно. В мировом производстве текстильного волокна хлопчатник занимает лидирующее место. Это важнейшая техническая культура, относящаяся к группе стратегических культур в мировой экономике. Рост производства продукции этой культуры в настоящее время, в основном, обеспечивается за счет применения интенсивных технологий возделывания (Нармухамедов И., Азизов Ш.Г., Третьяков К.Т. и др. "Интенсивная технология возделывания хлопчатника". Ташкент, ТашСХИ, 1990 г.). Эти современные технологии характеризуются ярко выраженной техногенностью химической направленности. Для хлопчатника требуется применение высоких норм минеральных удобрений. Кроме того, для борьбы с сорной растительностью, болезнями и вредителями широко используются химические препараты - гербициды и пестициды, а для дефолиации и десикации хлопчатника - химические регуляторы роста. Применение гербицидов, пестицидов и химических регуляторов роста остро ставит проблему генетической и экологической безопасности как для выращиваемых культур, так и для окружающей среды и человека. Поэтому проблема интенсификации возделывания хлопчатника является не только производственной, экономической, но и социальной. В связи с этим приобретает важное значение изучение и применение физиологически-активных веществ в низких концентрациях, сверхслабых физических излучений для управления живыми организмами и системами, что особенно важно для повышения адаптации растений и посевов к неблагоприятным условиям выращивания, эффективного использования генетических, почвенно-климатических ресурсов,техногенных факторов и охраны окружающей среды (Ковалев В.М. Теория урожая. М., МСХА, 2003 г.). Основой изобретения послужило создание и использование для обработки растений вообще и хлопчатника в частности искусственного излучения, сравнимого по частотным характеристикам и интенсивности с естественными электрическими и электромагнитными полями земли. Следует отметить, что многолетние эксперименты с физиологически активными веществами (в том числе гормонами) проводились также как на различных видах растительных объектов, так и на животных. Задачей настоящего изобретения является снижение затрат на технологический цикл производства хлопчатника, начиная от предпосевной подготовки семян и в течение всей вегетации растений, а также повышение экологической безопасности технологии выращивания хлопчатника. Известно влияние естественного фонового излучения земли на развитие растений. Известно влияние переменных и постоянных электромагнитных и электрических полей на растения и технические решения, созданные на этой базе для обработки растений. Известен, например, способ для нахождения резонансных биологически активных радиочастот электромагнитного излучения, при котором биологическую среду облучают одновременно несколькими частотами электромагнитного поля миллиметрового диапазона и возбуждают в биологической среде стоячие волны (SU 1209239 А, Способ определения частот для воздействия на биологические ткани,Харьковский институт механизации и электрификации сельского хозяйства, 07.02.1986, Бюл.5, A61N5/02). Указывая на известные аналоги изобретения, заявитель, однако, не выделяет наиболее близкий аналог-прототип, так как в той или иной степени заявленное изобретение качественно отличается по своей сути от известных ему работ и простое сравнение некоторого количества общих с заявленным признаков представляется не совсем правильным. Из результатов исследований различных научных групп можно сделать вывод о наличии общих особенностей действия сверхмалых доз биологически активных веществ и физических факторов низкой интенсивности. Особенно ярко это проявляется при изучении дозовых зависимостей. Для воздействия физических факторов, как и в случае сверхмалых доз (СМД) биологических активных веществ, характерны те же закономерности: нелинейная, немонотонная, бимодальная зависимость эффекта от дозы,наличие мертвой зоны, изменение чувствительности к действию эндогенных факторов, обратная зависимость от интенсивности воздействия. В результате проведенных многоплановых физических исследований за последнее время предложено для практики несколько десятков различных способов воздействия физическими факторами на семена и растения для активации биологических процессов и повышения урожайности. Они основываются на том, что большая часть физиологических процессов, происходящих в живом организме, сопровождается электромагнитными явлениями. Постоянной составляющей электромагнитных колебаний в растительном организме являются биоэлектрические потенциалы, которые генерируются в процессе жизнедеятельности и отражают его физиологическое состояние. Увеличить внутриклеточную концентрацию эндогенных гормонов можно при воздействии ряда физических факторов: слабых электромагнитных излучений определенных частот, электроимпульсов и ультрафиолетового света на молекулы ДНК, РНК, рецепторы, мембраны, клеточную энергетику митохондрий и хлоропластов. Воздействуя различными физическими излучениями на биоэлектромагнитные параметры растительного организма, можно управлять им. Это относится к возможности влияния на гормональный статус биологического объекта физическим фактором низкой интенсивности, подготовленным под поставленную задачу управления растительным организмом. Данные факторы имеют сходный механизм действия: активация электронного комплекса молекул, их ионизация, образование свободных радикалов и т.п. Это приводит к повышению активности биохимических реакций, ферментных систем и изменению метаболизма растений.-1 006751 Предполагается, что эффект от воздействия слабых электрических и электромагнитных полей с параметрами, близкими к геомагнитному полю, объясняется кооперативным взаимодействием ансамбля большого числа ионов со слабыми полями. Для решения поставленной задачи создают дуговой плазменный разряд в водородной среде, в поле которого на расстояние до 1 м помещают гиббереллин в полярном растворе, предварительно полученный из вытяжки от зеленой массы растений тех же видовых характеристик, что и планируют обработать. Точнее, речь идет о гиббереллиновой составляющей, так как выделение из растения чистого гиббереллина весьма сложно осуществимо на практике и для данного изобретения не является обязательным, однако, чем чище вещество, тем лучше. Существенно в данном случае получение из зеленой массы растений хлопчатника вытяжки, содержащей достаточное количество гиббереллина, имеющего конкретные для растения видовые физико-химические характеристики, такие же, как и в обрабатываемых в дальнейшем растениях. Причем, если для обработки вегетирующих растений можно взять их же зеленую массу с поля, то при обработке семян хлопчатника можно получить вытяжку из зеленой массы проростков. Гиббереллинсодержащую массу в полярном растворителе помещают в запаянную стеклянную ампулу. При этом прошедшим через раствор излучением обрабатывают растения или семена хлопчатника. Погрешность за счет материала - стекла ампулы - принимают как несущественную и неизбежную. Идеальной является ситуация, когда излучение воздействует только на облучаемое чистое вещество и не взаимодействует с посторонними предметами или примесями. Для осуществления обработки устанавливают следующие характеристики плазменного разряда: частота тока плазмы - 112 МГц, частота повторения разряда 23 Гц, время воздействия 45 мин. Важным моментом является проведение разряда в водородной газовой среде, имеющей широкую полосу пропускания и позволяющей получить широкий спектр излучения, что, в свою очередь, ведет к повышению универсальности способа и повышению качества обработки. Обработка растений указанными в изобретении сверхмалыми дозами (СМД) - физическими полями низкой интенсивности - позволяет повлиять на индуцирование или стимуляцию в растении метаболических процессов, чувствительных к излучениям, близким по структуре и интенсивности к полям геомагнитной природы. Настоящее изобретение позволяет получить дополнительные возможности воздействия на биологически активные вещества, по управлению жизнедеятельностью растительных объектов, на протяжении всего срока их физиологического развития, при производстве сельскохозяйственной продукции. Воздействие на растение вызывает только фенотипическую реакцию и не затрагивает геном, что исключает образование в процессе метаболизма непредсказуемых продуктов. Параметры воздействующего излучения подбирают отдельно для определенных задач влияния на хлопчатник разных видов, что обусловлено особенностями химического строения и разнообразием структуры сложных органических веществ в растениях в конкретных условиях для разных видов растений, причем на данном этапе развития теоретической и практической базы данного изобретения любой средний специалист не в состоянии подобрать требуемые параметры излучения в зависимости от цели обработки, поэтому на текущий момент заявитель считает возможным лишь правовую защиту изобретения, включающего только конкретные значения параметров излучения для конкретных обработок, базируясь на параметрах характеристик плазменного разряда в водородной среде, при которых получают необходимое излучение. Для возбуждения высокочастотного поля в разрядном объеме высокочастотное напряжение подают на электроды. Длительность высокочастотного дугового разряда составляет 4 мкс,период Т разряда лежит в регулируемом диапазоне соответствующей частоты повторения разрядов 3-100 Гц. Максимальный ток разряда составлял 400-600 А. Плазма обладает высокой электропроводностью. Холодная плазма по этому параметру приближается к металлам. Во многих экспериментальных ситуациях плазма ведет себя как идеальный проводник. Наиболее выразительным свойством идеального проводника является вмороженность магнитного поля в проводящую среду. В плазме могут реализовываться многие десятки различных типов колебательных и волновых движений. Плазма является средой с коллективной динамикой. Излучение от дугового плазменного разряда, параметры которого подбираются индивидуальнодля конкретных целей, само по себе не используется для обработки растений хлопчатника, а используется лишь для возбуждения в заранее подобранном промежуточном объекте интересующего спектра частот. Так как этот спектр излучения качественно, а также по своей интенсивности близок к естественным полям земли, необходимо отметить, что геомагнитное излучение влияет на результаты обработки, поэтому проводить воздействие на растения желательно при невозмущенном геомагнитном фоне. На результаты обработки также влияют техногенные факторы, при которых происходит воздействие на геомагнитное поле в зоне обработки, в том случае, если происходит его искажение по частотным характеристикам. Так, например, участок 264, представленный в табл. 3, находился под высоковольтной линией электропередачи, в результате чего урожайность на нем была лишь на уровне контроля. На таких участках работа иногда бывает возможной при корректировке параметров излучения плазменного разряда опытным путем, однако, представить конкретные параметры излучения для таких различных нестандартных условий невозможно. Предварительные лабораторные опыты на интересующем семенном материале хлопчатника проводились совместно со специалистами кафедры с/х биотехнологии Тимирязевской Академии, ими также велось-2 006751 агрономическое сопровождение производственных испытаний. В лабораторных исследованиях участвовали и другие специалисты различных научно-исследовательских институтов Российской Академии Наук. Производственные испытания по обработке хлопчатника проводились в период апрель-ноябрь 2003 года в хлопкопроизводящих хозяйствах Турсунзадесского района республики Таджикистан. Все работы проведены при финансовой и административной поддержке компании ANSOL CAPITAL LTD. и ее представительства в республике Таджикистан - ДПОО Аникон Консалтинг Лтд. г.Душанбе. Агрономическое сопровождение работ осуществлялось главным агрономом Турсунзадесского (Регарского) хлопкоочистительного завода, агрономами хозяйств и главным агрономом района. Методика проведения испытаний Для проведения испытаний были выбраны три хлопковозделывающих хозяйства на территории, обслуживаемой Турсунзадесским (Регарским) хлопкоочистительным заводом. Хозяйства выбирались из различных климатических зон района - северной, средней и южной. Разница среднегодовой температуры между зонами составляет 3-5 С. В каждом хозяйстве было отобрано по 100 Га посевных площадей под обработку и по 35 Га посевных площадей под контроль. Обработанные и контрольные площади в каждом из хозяйств выбирались из условия эквивалентности химического состава почв, посевной истории и места расположения. Для испытаний использовался широко применяемый в этих хозяйствах селекционный сорт хлопчатника С-6524 трех репродукций: 1 репродукция (ПКХ Дусти, север),2 репродукция (ПХ им. А.Мирзоева, центр),3 репродукция (ДХ Навруз, юг). Агротехнология выращивания хлопчатника на контрольных и обработанных площадях была совершенно идентичной и полностью соответствовала агротехнологии, принятой в данных хозяйствах для хлопчатника данного типа. Промышленные испытания заявленной технологии включали в себя следующие этапы. 1. Обработка семян хлопчатника, отобранных для высева на выделенные посевные площади. 2. Обработка растений хлопчатника на опытных площадях с периодичностью 14-15 дней. Первая обработка - сразу после сева, последняя - непосредственно перед уборкой урожая. 3. Ежемесячный контроль отсутствия нарушений стандартной агротехнологии на обработанных и контрольных площадях со стороны ответственных агрономов. 4. Проведение ответственным агрономом аналитической оценки урожайности опытных и контрольных участков по количеству растений, количеству и весу плодоэлементов (коробочек) на растениях. 5. Подсчет ответственным агрономом истинной урожайности на контрольных и опытных площадях по сводкам полевых бригад. Результаты промышленного эксперимента В табл. 1 приведены данные по срокам высева обработанных и контрольных семян на соответствующие опытные и контрольные участки. Данные получены из отчетов полевых бригад. Таблица 1 Сроки посева и пересева контрольных и обработанных ССФ участков Необходимо отметить, что в результате заморозков на почве и градовых осадков, произошедших в апреле 2003 года, пришлось произвести пересев на значительных участках контрольных и обработанных-3 006751 площадей. Поскольку возможность данного фактора не была учтена при планировании испытаний, пересев везде осуществлялся необработанными семенами. Результаты аналитической оценки урожайности хлопчатника по данным обследования, проведенного ответственным агрономом в период с 4 по 9 августа 2003 года, приведены в табл. 2. При расчете урожайности количество коробочек суммировалось с цветками. Средний вес одной коробочки принимался равным 3 г. Таблица 2 Прогнозируемая урожайность по состоянию на начало августа 2003 г. Осредненная разница в аналитической урожайности контрольных и обработанных участков составила: по ПКХ Дусти +16,8%; по ПХ им. А.Мирзоева 0%; по ДХ Навруз +21,7%. При расчете средней урожайности не учитывались показатели участка 15 по причине отсутствия сопоставимого контроля. Итоговая урожайность, подсчитанная по итогам уборочных работ и отраженная в сводках полевых бригад, приведена в табл. 3. Таблица 3 Итоговая урожайность по сводкам полевых бригад-4 006751 Положительная разница между урожайностью контрольных участков и участков, подвергнутых обработке, составила в среднем +32,58%. При подсчете урожайности были исключены показатели участка 15. По мнению разработчиков, урожайность участка 264 оказалась на уровне контрольных показателей по причине его нахождения под высоковольтной линией электропередачи. Данные по этому участку из расчета средней урожайности не исключались. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ повышения урожайности хлопчатника, заключающийся в том, что создают дуговой плазменный разряд в водородной среде, в поле которого на расстояние до 1 м помещают гиббереллин в полярном растворе, предварительно полученный из вытяжки от зеленой массы растений тех же видовых характеристик, что и планируют обработать, прошедшим через раствор излучением обрабатывают растения или семена хлопчатника, при этом частоту тока плазмы устанавливают равной 112 МГц, частоту повторения разряда 23 Гц, а время воздействия 45 мин.