|
(21), (22) Заявка: 2008115838/12, 21.04.2008
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
21.04.2008
(46) Опубликовано: 10.12.2009
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
3, 2005. RU 2171577, 10.08.2001. RU 2233293 С1, 27.07.2004. RU 2236916 С1, 27.09.2004. RU 2096957 С1, 27.11.1997. RU 2251269 C2, 10.05.2005.
Адрес для переписки:
664074, г.Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Иркутский государственный технический университет
|
(72) Автор(ы):
Белых Лариса Ивановна (RU), Рябчикова Ирина Алексеевна (RU), Додонова Надежда Евгеньевна (RU), Тимофеева Светлана Семеновна (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Иркутский государственный технический университет” (ГОУ ИрГТУ) (RU)
|
(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ГУМАТОСОДЕРЖАЩИХ ПРЕПАРАТОВ И/ИЛИ УДОБРЕНИЙ НА ИХ ОСНОВЕ И СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ (ВАРИАНТЫ)
(57) Реферат:
Группа изобретений относится к области сельского хозяйства. В способе испытывают гуматосодержащие препараты и/или удобрения на активность посредством скрининга содержания в них бенз(а)пирена. Получают необходимое количество гуматосодержащего препарата и/или удобрений на их основе для приготовления рабочего раствора с оптимальным диапазоном концентрации бенз(а)пирена, соответствующего высокой биологической активности для определенного вида обработки растений и/или семян. В способе повышают биохимическую активность растений. В качестве биологически активного вещества для внекорневой обработки растений используют гуматосодержащие препараты и/или удобрения на их основе с содержанием бенз(а)пирена в рабочем растворе в диапазоне концентраций 3-10 нг/дм3, приготовленном перед его использованием не позднее чем за 6 часов. В способе для предпосевной обработки семян содержание бенз(а)пирена в рабочем растворе составляет 150-200 нг/дм3. Для подкорневой обработки растений содержание бенз(а)пирена в рабочем растворе составляет 0,1-0,3 нг/дм3. Группа изобретений позволяет повысить достоверность и экспрессность определения биологической активности и тестирования гуматосодержащих препаратов и/или удобрений на их основе. 4 н.п. ф-лы, 9 табл., 7 ил.
Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, биотехнологии, экологии, а именно к определению биологической активности (стимулирующей способности к росту) гуматосодержащих препаратов и/или удобрений на их основе и к их тестированию на возможность применения определенным способом обработки растений или семян: корневым, внекорневым, предпосевным.
Изобретение может быть использовано при производстве гуматосодержащих препаратов и/или удобрений на их основе.
Из уровня техники известно, что определение активности препаратов проводят для разных культур (овощные, картофель, зерновые, многолетние травы) в разных условиях подкормки, разными способами их обработки: корневой, внекорневой, предпосевной. Действие препаратов оценивают по повышению урожайности, срокам всхожести, устойчивости к заболеваниям, степени лежкости овощей во время хранения, устойчивости при засухе и заморозках.
Причем перед практическим использованием препаратов их испытывают на активность в экспериментальных, опытных, производственных условиях, которые включают разные этапы, отличающиеся трудоемкостью, длительностью, высокими экономическими затратами, низкой точностью, вплоть до получения отрицательного результата.
1. – С.6-7).
Общими признаками известного способа с заявляемым способом определения биологической активности и тестирования гуматосодержащих препаратов и/или удобрений на их основе является назначение, а именно оценка эффективности различных препаратов.
К недостаткам известного способа относятся низкая достоверность оценки эффективности препаратов и удобрений из-за неточного подбора концентраций препаратов (и удобрений).
Недостатками известного способа с оценкой по урожайности являются также:
– высокая трудоемкость и материалоемкость (требуемая площадь от 100 м2 до 2 га);
– длительность исполнения (до 4-х лет);
– значительные экономические затраты.
Известен метод определения биологической активности стимуляторов роста растений природного происхождения с помощью вегетационных опытов на культуре гороха, при котором стимулирующую (биологическую) активность оценивают по выходу зеленой массы растений в пересчете на 1 растение, выращиваемых в течение двух недель (Патент России 2213452, кл. A01N 65/00, C05F 11/02, 2001).
Общими признаками известного способа с заявляемым по п.1 формулы изобретения является назначение в части определения биологической активности.
Недостатки данного метода:
– низкая точность и достоверность результатов определения биологической активности препаратов;
– трудоемкость;
– большая продолжительность процесса.
Известен метод определения качества (биологической активности) удобрений по всхожести семян (Майсурян Н.А. Практикум по растениеводству. М.: Колос, 1970. – 446 с. – с.407-410).
Общими признаками известного способа с заявляемым способом определения биологической активности и тестирования гуматосодержащих препаратов и/или удобрений на их основе также является назначение в части определения биологической активности.
Недостатками этого метода являются: недостаточная достоверность; необходимость поддержания особых условий эксперимента (постоянная температура, необходимая влажность); длительность исполнения – от 6 до 10 суток.
Известен способ определения активности биостимуляторов, удобрений, биопрепаратов, ядохимикатов и патогенов картофеля, рыб и водных беспозвоночных, при котором выращивают растения картофеля в различных концентрациях действующих на растение химикатов и патогенов в водных растворах. При этом биоиспытания растений картофеля проводятся в отсутствие почвы в специальных сосудах, позволяющих вести визуальное наблюдение за объектом в течение всего опыта (заявка на изобретение 98118879, кл. А01Н 1/04, G01N 33/48).
Недостатки этого способа: длительность исполнения и периодическая оценка результатов на 10-й, 20-й и 30-й день опыта; для ускоренного получения результатов необходимость поддержания особых условий эксперимента (поддержание во все время вегетации растений картофеля постоянной температуры +28°С, относительной влажности 100% и длины светового дня 18 часов).
3. – С.20-21) по следующим показателям:
– урожайность;
– содержание активного гумата, зольность;
– скорость роста и созревания растений;
– жизнестойкость растений.
Общими признаками известного способа-прототипа к заявляемому способу по п.1 формулы заявляемой группы изобретений являются назначение в части определения биологической активности гуматосодержащих препаратов.
Недостатками прототипа являются недостаточная достоверность и значительная продолжительность испытаний. Причиной этому является следующий ряд недостатков.
Во-первых, содержание активного гумата, зольность в различных препаратах гуматов, а также такие свойства, как состав балласта и растворимых примесей, кислотность, влажность колеблются в очень широких пределах не только в разных препаратах, но и в разных партиях одного и того же препарата. На эти пределы накладывается еще и методическая погрешность, вызванная разными методами и методиками определения показателей, т.е. свойства – нестабильный показатель.
Во-вторых, для более эффективного использования гуминовых препаратов экспериментальным путем подбирают концентрации препарата, оптимальные по стимулирующему эффекту. Однако существующая связь между концентрацией и дозой раствора неоднозначна и не до конца изучена.
В-третьих, необходим тщательный подбор условий применения препарата, который включает длительный и затратный экспериментальный подход.
Известен способ повышения биохимической активности (стимулирующей способности) растений с применением синтетических стимуляторов роста, в качестве которых используют как индивидуальные соединения, так и их композиции, содержащие в своем составе ростостимулирующие вещества (патент России 2267924, МПК A01N 37/04, опубл. 20.01.2006; 2158510, МПК A01N 25/00, 37/04, 37/44, опубл. 2000 г.).
Общими признаками известного способа с заявляемыми способами по п.2, 3, 4 формулы заявляемой группы изобретения являются назначение и воздействие на процессы роста и развития биологически активным веществом.
Недостатком известного способа является тот факт, что механизм воздействия стимуляторов на ростовые процессы в растениях до сих пор до конца не выяснен, однозначно нельзя предугадать воздействия на живой организм (человека или животного) сельхозпродукции, выращенной с использованием стимуляторов роста.
За прототип способов по п.2, 3, 4 формулы заявляемой группы изобретений принят способ повышения биохимической активности растений (патент РФ 2171577, МПК A01N 43/90, C07D 475/02, C12N 1/38, опубл. 2001 г.).
Общими признаками способа прототипа с заявляемыми способами по п.2, 3, 4 формулы группы изобретения являются назначение и воздействие на процессы роста и развития биологически активным веществом.
Недостатком известного способа является то же, что и в предыдущем способе, а именно применение в качестве стимулятора роста синтетического вещества гидроптерина.
Заявляемая группа изобретений направлена на решение задачи по получению технологий, способных экспрессно и достоверно определять из природных материалов гуматосодержащие препараты и/или удобрения на их основе в таких концентрациях, которые наиболее эффективно способствуют росту и развитию сельскохозяйственных культур.
Заявляемая группа изобретений объединена единым изобретательским замыслом, так как каждый способ из заявляемой группы направлен на решение указанной задачи.
Технический результат заявляемой группы изобретений заключается в повышении достоверности и экспрессности определения биологической активности и тестирования гуматосодержащих препаратов и/или удобрений на их основе при низких затратах за счет исключения необходимости длительных экспериментальных работ, а также в более точном подборе вида обработки (внекорневой, корневой, предпосевной).
Технический результат заявляемого изобретения достигается тем, что в способе определения биологической активности и тестирования гуматосодержащих препаратов и/или удобрений на их основе (по п.1 формулы группы изобретений), включающем испытание их на активность, согласно изобретению, испытание гуматосодержащих препаратов и/или удобрений на их основе на активность проводят посредством скрининга содержания в них бенз(а)пирена с последующим проведением расчета необходимого количества гуматосодержащего препарата и/или удобрений на их основе для приготовления рабочего раствора с оптимальным диапазоном концентрации бенз(а)пирена, соответствующего высокой биологической активности для определенного вида обработки растений и/или семян.
Технический результат заявляемого изобретения достигается тем, что в способе повышения биохимической активности растений (по п.2 формулы), включающем воздействие на процессы роста и развития раствором биологически активного вещества, согласно изобретению, в качестве биологически активного вещества для внекорневой обработки растений используют гуматосодержащие препараты и/или удобрения на их основе с содержанием бенз(а)пирена в рабочем растворе в диапазоне концентраций 3-10 нг/дм3, приготовленном перед его использованием не позднее чем за 6 часов, т.к. известно, что за это время бенз(а)пирен окисляется на 10-20% (Кирсо У.Э., Стом Д.И., Белых Л.И., Ирха Н.И. Превращение канцерогенных и токсических веществ в гидросфере. Таллин, «Валгус», 1988. С.92).
Технический результат заявляемого изобретения достигается тем, что в способе повышения биохимической активности растений (по п.3 формулы), включающем воздействие на процессы роста и развития раствором биологически активного вещества, согласно изобретению, в качестве биологически активного вещества для предпосевной обработки растений используют гуматосодержащие препараты и/или удобрения на их основе с содержанием бенз(а)пирена в рабочем растворе в диапазоне концентраций 150-200 нг/дм3, приготовленном перед его использованием не позднее чем за 6 часов.
Технический результат заявляемого изобретения достигается тем, что в способе повышения биохимической активности растений (по п.4 формулы), включающем воздействие на процессы роста и развития раствором биологически активного вещества, согласно изобретению, в качестве биологически активного вещества для подкорневой обработки растений используют гуматосодержащие препараты и/или удобрения на их основе с содержанием бенз(а)пирена в рабочем растворе в диапазоне концентраций 0,1-0,3 нг/дм3, приготовленном перед его использованием не позднее чем за 6 часов.
Известно, что биостимуляторами роста и развития растений являются водорастворимые соли природных гуминовых соединений – гуматы и фульваты Na, К или NH4 3. – С.1-3). Гуминовые вещества широко распространены в природе и образуются в результате деструкции органических веществ. Они обладают широким спектром физиологической активности на живые организмы и широко используются в качестве органических удобрений и структуроулучшителей почвы, стимуляторов роста растений и животных, а также кормовых добавок. Из всех известных стимуляторов роста только о гуминовых веществах можно совершенно определенно сказать, что в организме человека и животного они также проявляют положительный физиологический эффект, что подтверждено результатами исследований учеными многих стран.
3. – С.26-29.) установлено, что чем больше преобладают группы классов – карбонилы, карбоксилы, хиноны; фенольные гидроксилы и азотзамещенные ароматические группы; ароматика и гетероциклы; ароматические протонизированные атомы углерода – тем выше биологическая активность гуминовых препаратов (гуматов).
Поэтому необходим контроль содержания бенз(а)пирена в препаратах (удобрениях), интенсивно применяемых в сельском хозяйстве, животноводстве в качестве стимуляторов роста, и предпочтительно использовать препараты и удобрения с оптимальным содержанием бенз(а)пирена.
Решение поставленной задачи достигается тем, что проводят скрининг образцов гуматосодержащих препаратов и/или удобрений на их основе, т.е. проводится аналитическое определение бенз(а)пирена, включающее экстракцию бенз(а)пирена из образца, упаривание и очистку полученного экстракта, определение бенз(а)пирена известными методами низкотемпературной люминесценции (НТЛ), высокоэффективной жидкостной хроматографией (ВЭЖХ) или хромато-масс-спектрометрией (ХМС).
После этого проводится расчет необходимого для практического применения количества гуматосодержащего препарата для каждого способа обработки (внекорневая, корневая, предпосевная) такого количества препарата, которое обеспечит оптимальную концентрацию бенз(а)пирена в рабочем растворе – от 3 до 10 нг/дм3 при внекорневой обработке растений, от 0,1 до 0,3 нг/дм3 при подкорневой обработке, от 150 до 200 нг/дм3 при предпосевной обработке семян.
Расчет проводится по следующей формуле:

где Сгум – количество готового к применению гуматосодержащего препарата; – аналитически определенная концентрация бенз(а)пирена в гуматосодержащем препарате, нг/г; – рекомендуемая оптимальная концентрация бенз(а)пирена в препарате, нг/дм3.
После расчета и взвешивания необходимого количества гуматосодержащего препарата проводится приготовление рабочего раствора путем разбавления в воде. При этом рабочий раствор необходимо готовить непосредственно перед его использованием и хранить не более 6 ч.
Таким образом, в основу настоящего изобретения положено определение содержания бенз(а)пирена в гуминовых препаратах. О биологической активности препарата судят по наличию и содержанию бенз(а)пирена в диапазоне от 3 до
10 нг/дм3 при внекорневой обработке растений, от 0,1 до 0,3 нг/дм3 при подкорневой обработке, от 150 до 200 нг/дм3 при предпосевной обработке семян в рабочем растворе. Для этого на этапе приготовления гуминовых препаратов необходимо проводить скрининг содержания бенз(а)пирена, поскольку биологическая активность, проявляемая в прибавке урожая, усилении скорости роста и созревания, повышении жизнестойкости растений зависит от концентрации бенз(а)пирена. Было установлено, что максимальные эффекты проявляются в диапазоне низких концентраций, увеличение же содержания бенз(а)пирена в препарате приведет к стабилизации или даже ингибированию отмеченных эффектов.
Испытание гуматосодержащих препаратов и/или удобрений на их основе на активность посредством скрининга содержания в них бенз(а)пирена позволяет однозначно установить их биологическую активность и возможность использования различными видами обработки без дополнительных классических методов определения активности – по урожайности, по всхожести семян, скорость роста и созревания растений, содержание активного гумата – как на стадии испытания готовой продукции на заводах-изготовителях, так и при реализации удобрений.
Использование рабочих растворов для внекорневой обработки растений с концентрацией бенз(а)пирена менее 3 нг/дм3 не приводит к положительному результату, т.е. не наблюдается стимулирующего эффекта (пример 1, 2, 3, табл.1, 2, 3, фиг.1, 2, 3).
Использование рабочих растворов для внекорневой обработки растений с концентрацией бенз(а)пирена более 10 нг/дм3 приводит к обратному эффекту – ингибированию роста и развития растений, что приводит к снижению урожайности (пример 1, 2, 3, табл.1, 2, 3, фиг.1, 2, 3).
Использование рабочих растворов для предпосевной обработки семян с концентрацией бенз(а)пирена менее 150 нг/дм3 не приводит к положительному результату, т.е. не наблюдается заметного стимулирующего эффекта (пример 4, табл.4, фиг.4).
Использование рабочих растворов для предпосевной обработки семян с концентрацией бенз(а)пирена более 200 нг/дм3 приводит к стабилизации эффекта (стимулирование роста) и даже его снижению (пример 4, табл.4, фиг.4).
Использование рабочих растворов для корневой обработки растений с концентрацией бенз(а)пирена менее 0,1 нг/дм3 также не приводит к положительному результату, т.е. не наблюдается стимулирующего эффекта роста и развития растений (пример 5, 6, 7, табл.5, 6, 7, фиг.5, 6, 7).
Использование рабочих растворов для корневой обработки растений с концентрацией бенз(а)пирена более 0,3 нг/дм3 приводит к обратному эффекту, т.е. к ингибированию роста и развития растений (пример 5, 6, 7, табл.5, 6, 7, фиг.5, 6, 7).
Известно определение содержания бенз(а)пирена, например при установлении степени загрязнения объектов окружающей среды и поисков способа устранения загрязнителя-канцерогена. Однако совсем отсутствуют способы определения бенз(а)пирена для контроля каких-либо эффектов и процессов.
В заявляемом изобретении бенз(а)пирен выполнят роль индикатора, вернее его содержание выступает фактором, позволяющим проводить экспрессное тестирование, что свидетельствует о его новой функции и проявлении в заявляемой совокупности признаков нового технического результата, что доказывает соответствие заявляемого изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Заявляемое изобретение иллюстрируется примерами
Пример 1. Было изучено влияние гумата (смешанный образец) и содержащегося в нем бенз(а)пирена на урожайность моркови в условиях внекорневой подкормки (опрыскивание раствором). Результаты представлены в таблице 1, проиллюстрированы на фиг.1.
Таблица 1 |
Условия опыта |
Концентрация гумата, % |
Концентрация бенз(а)пирена, нг/дм3 |
Прирост урожая, % |
1. Без опрыскивания (контроль) |
отсутствует |
отсутствует |
– |
2. Опрыскивание раствором гумата (внекорневая обработка) |
0,0025 |
1,25 |
12 |
3. Опрыскивание раствором гумата (внекорневая обработка) |
0,006 |
3,0 |
15 |
4. Опрыскивание раствором гумата (внекорневая обработка) |
0,009 |
4,5 |
18 |
5. Опрыскивание раствором гумата (внекорневая обработка) |
0,012 |
6,0 |
30 |
6. Опрыскивание раствором гумата (внекорневая обработка) |
0,015 |
7,5 |
48 |
7. Опрыскивание раствором гумата (внекорневая обработка) |
0,016 |
8,0 |
44 |
8. Опрыскивание раствором гумата (внекорневая обработка) |
0,018 |
9,0 |
41 |
9. Опрыскивание раствором гумата (внекорневая обработка) |
0,020 |
10,0 |
40 |
10. Опрыскивание раствором гумата (внекорневая обработка) |
0,024 |
12,0 |
30 |
11. Опрыскивание раствором гумата (внекорневая обработка) |
0,028 |
14,0 |
28 |
12. Опрыскивание раствором гумата (внекорневая обработка) |
0,040 |
20,0 |
22 |
13. Опрыскивание раствором гумата (внекорневая обработка) |
0,075 |
37,5 |
12 |
Пример 2. То же, что и в примере 1, но на культуре картофеля сорта «Невский». Результаты представлены в таблице 2, проиллюстрированы на фиг.2. В данном случае, несмотря на испытания удобрений гуматов различного химического состава, сохранилась четкая, практически линейная зависимость урожайности картофеля от содержания бенз(а)пирена в растворах. При этом не проявлялось эффекта стабилизации, что объясняется низкими содержаниями стимулятора (до 10 нг/дм3) по сравнению с выше рассмотренным примером.
Таблица 2 |
Условия опыта |
Концентрация бенз(а)пирена, нг/дм3 |
Урожайность, ц/га |
Прибавка урожая, % |
1. Без гумата (контроль) |
отсутствует |
244 |
– |
2. 0,03% раствор «Гумата- |
0,9 |
279 |
14 |
80» |
3,0 |
295 |
21 |
3. 0,03% раствор «Гумата+7» |
7,5 |
300 |
23 |
4. 0,03% раствор «Гумэла» |
7,5 |
292 |
20 |
5.0,5% раствор «Бульба» |
10 |
324 |
33 |
Пример 3. То же, что и в примере 2, но для картофеля сорта «Иртыш», обрабатываемого внекорневым способом обработки разными препаратами гуматов в период интенсивного нарастания вегетативной массы (фаза бутонизации – цветения). С увеличением нагрузки на почву бенз(а)пирена до 10 нг/м2 отмечена резкая прямая роста урожая с последующим небольшим (на 2-4%) снижением эффекта. Результаты представлены в таблице 3, на фиг.3.
Таблица 3 |
Условия опыта: опрыскивание в фазе бутонизации-цветения (внекорневая обработка) |
Концентрация ГУМАТА |
Концентрация бенз(а)пирена, нг/м2 |
Урожай, ц/га |
Прибавка, % |
1. без опрыскивания (контроль) |
отсутствует |
отсутствует |
94 |
0 |
2. опрыскивание водой (контроль) |
отсутствует |
отсутствует |
107 |
0 |
3. ГУМАТ+7 |
0,03% раствор, |
2,0 |
115 |
16 |
(внекорневая обработка) |
0,5 дм3/м2 |
3,0 |
125 |
20 |
4. ГУМАТ+7 (внекорневая обработка) |
0,03% раствор, 0,5 дм3/м2 |
3,75 |
150 |
40 |
5. «БУЛЬБА» (внекорневая обработка) |
0,5% раствор, 1 дм3/м2 |
7,5 |
158 |
48 |
6. ГУМАТ+7 (Гумэл) (внекорневая обработка) |
0,03% раствор 1 дм3/м2 |
10 12 |
156 157 |
46 44 |
7. ГУМАТ K/Na (внекорневая обработка) |
0,03% раствор 4 дм3/м2 |
60 |
154 |
44 |
Пример 4. То же, что и в примере 2, но при обработке клубней картофеля водным раствором гумата непосредственно перед посадкой (предпосевной способ обработки). В испытуемом растворе препарата в воде были рассчитаны концентрации бенз(а)пирена. В диапазоне содержания соединения 0-150 нг/дм3 прибавка биомассы клубней линейно зависит от концентрации бенз(а)пирена, с увеличением которой до 200 нг/дм3 эффект далее стабилизируется. Результаты их влияния в виде прибавки урожайности картофеля приведены в таблице 4, на фиг.4.
Таблица 4 |
Условия опыта: клубни картофеля, обработанные раствором (предпосевная обработка) |
Концентрация бенз(а)пирена, нг/дм3 |
Урожай, ц/га |
Прибавка, % |
1. без гумата (контроль) |
– |
191,5 |
0 |
2. 0,10% раствор гумата (предпосевная обработка) |
50 |
230 |
20 |
3. 0,14% раствор гумата (предпосевная обработка) |
70 |
242 |
26 |
4. 0,20% раствор гумата (предпосевная обработка) |
100 |
278 |
40 |
5. 0,3% раствор гумата (предпосевная обработка) |
150 |
310 |
62 |
6. 0,36% раствор гумата (предпосевная обработка) |
180 |
310 |
62 |
7. 0,4% раствор гумата (предпосевная обработка) |
200 |
311 |
62 |
8. 0,42% раствор гумата (предпосевная обработка) |
210 |
300 |
60 |
9. 0,44% раствор гумата (предпосевная обработка) |
220 |
294 |
59 |
Пример 5. Изучено влияние растворов смешанного образца гумата разных концентраций на прирост корней пшеницы в модельном эксперименте при подкорневом способе обработки (внесение в почву). Результаты показали, что максимальный прирост наблюдается для концентраций бенз(а)пирена 0,25 нг/дм3. С увеличением концентрации соединения в два раза действие эффекта снижается. Результаты представлены в таблице 5, на фиг.5.
Таблица 5 |
Условия опыта: добавка ГУМАТА (смешанный образец) в раствор с содержанием (подкорневая обработка) |
Концентрация бенз(а)пирена, нг/дм3 |
Прирост корней за 48 часов |
мм |
% к контролю |
1. Без ГУМАТА (контроль) |
отсутствует |
51 |
0 |
2. 0,5 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,025 |
56 |
16 |
3. 1 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,05 |
63 |
24 |
4. 2 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,10 |
65 |
27 |
5. 5 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,25 |
65 |
27 |
6. 6 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,30 |
64 |
26 |
7. 8 мг/дм (подкорневая обработка) |
0,40 |
63 |
23 |
8. 10 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,5 |
62 |
22 |
9. 12 мг/дм3 (подаорневая обработка) |
0,60 |
54 |
13 |
Пример 6. То же, что и в примере 5, но влияние гумата и содержащегося в нем бенз(а)пирена изучено на культуре гороха при подкорневом способе обработки. Отмеченный эффект проявился еще в большей степени. Результаты представлены в таблице 6, на фиг.6.
Таблица 6 |
Условия опыта: добавка ГУМАТА (смешанный образец) в раствор с содержанием |
Концентрация бенз(а)пирена, нг/дм3 |
Прирост корней за 48 часов |
мм |
% к контролю |
1. Без ГУМАТА (контроль) |
отсутствует |
41 |
0 |
2. 0,5 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,025 |
46 |
20 |
3. 1 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,05 |
53 |
29 |
4. 2 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,10 |
59 |
40 |
5. 5 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,25 |
64 |
56 |
6. 6 мг/дм (подкорневая обработка) |
0,30 |
63 |
55 |
7. 8 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,40 |
53 |
26 |
8. 10 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,50 |
50 |
22 |
9. 12 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,60 |
38 |
9 |
Пример 7. Тоже, что и в примере 5, но влияние гумата и содержащегося в нем бенз(а)пирена изучено на делящихся растительных клетках при подкорневом способе обработки. Результаты представлены в таблице 7, на фиг.7.
Таблица 7 |
Условия опыта: добавка ГУМАТА (смешанный образец) в раствор с делящимися клетками |
Концентрация бенз(а)пирена, нг/дм3 |
Количество клеток за 24 часа |
Общее |
% к контролю |
1. Без ГУМАТА (контроль) |
отсутствует |
63000 |
0 |
2. 0,5 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,025 |
64200 |
6 |
3. 1 мг/дм (подкорневая обработка) |
0,05 |
69400 |
10 |
4. 2 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,10 |
74800 |
21 |
5. 5 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,25 |
84900 |
35 |
6. 6 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,30 |
82700 |
33 |
7. 8 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,40 |
80200 |
26 |
8. 10 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,50 |
77500 |
21 |
9. 12 мг/дм3 (подкорневая обработка) |
0,60 |
70400 |
7 |
Приведенные примеры однозначно обнаруживают влияние концентрации бенз(а)пирена в препаратах гуматов на прибавку урожая различных культур, на рост клеток и корней по общим зависимостям – максимальное проявление эффекта при низких концентрациях с последующей стабилизацией или даже снижением действия при высоких содержаниях бенз(а)пирена.
Пример 8. Систематизированы диапазоны концентраций бенз(а)пирена, стимулирующие рост урожайности сельскохозяйственных культур в зависимости от способа обработки растений. Результаты представлены в табл.8.
Таблица 8 |
Способ обработки растений |
Гуматы |
Эффективные концентрации бенз(а)пирена |
Вид |
Концентрация бенз(а)пирена, мкг/кг |
Изученный диапазон доз |
Оптимальный диапазон доз для приготовления рабочего раствора |
1. Внекорневая обработка (опрыскивание, полив) |
– морковь |
ГУМАТ (К, Na) |
50±20 |
От 1,25 до 37,5 нг/дм3 |
 |
 |
– картофель |
ГУМАТ+7 |
25±9 |
 |
ГУМЭЛ |
25±9 |
 |
ГУМАТ-80 |
3,0±1,5 |
От 0,9 до 10 нг/дм3 |
От 3 до 10 нг/дм3 |
Бульба |
2,0±1,0 |
– картофель |
ГУМАТ (К, Na) |
50±20 |
 |
ГУМАТ+7 |
25±9 |
ГУМЭЛ |
25±9 |
От 3,75 до 60 нг/м2 |
Бульба |
2,0±1,0 |
2. Внесение в почву (подкорневая обработка) |
– пшеница (рост корней) |
 |
 |
 |
 |
– горох (рост корней) |
ГУМАТ (К, Na) |
50±20 |
От 0,05 до 0,5 нг/дм3 |
От 0,1 до 0,3 нг/дм3 |
рост растительных клеток |
 |
 |
 |
 |
3. Предпосевная обработка семян (замачивание в растворе) |
– картофель |
ГУМАТ (К, Na) |
50±20 |
От 50 до 220 нг/дм3 |
От 150 до 200 нг/дм3 |
Результаты эксперимента по влиянию бенз(а)пирена в составе гуматосодержащих препаратов (на примере «Иркутских гуматов») на ростовые функции растительных организмов позволяют говорить об участии биологически активного бенз(а)пирена в стимулирующих (или ингибирующих) эффектах в зависимости от его концентрации. Это необходимо учитывать при практическом использовании гуматосодержащих препаратов и подборе условий их дальнейшего использования.
Пример 9. Было проведено аналитическое определение бенз(а)пирена методом НТЛ в удобрениях гуматов («Иркутские гуматы») разного состава и расчет необходимого их количества для приготовления рабочих растворов с оптимальным диапазоном содержания бенз(а)пирена. Результаты представлены в табл.9.
Таблица 9 |
Препараты гуматов и удобрений |
Массовая концентрация бенз(а)пирена, нг/дм3 |
Расчетное количество гумата (г/л) для приготовления раствора с содержанием бенз(а)пирена |
3-10 нг/дм3 (внекорневая обработка) |
0,1-0,3 нг/дм3 (подкорневая обработка) |
150-200 нг/дм3 (предпосевная обработка) |
Удобрение на основе гуминовых кислот «ГУМАТ» |
50±20* |
0,06-0,2 |
0,002-0,006 |
3,0-4,0 |
Удобрение на основе гуминовых кислот с микроэлементами «ГУМАТ+7» |
25±9 |
0,12-0,4 |
0,004-0,012 |
6,0-8,0 |
Микроудобрение «БУЛЬБА» |
2,0±1,0 |
1,5-5,0 |
0,05-0,15 |
75,0-100,0 |
Микроудобрение «ЗОЛУШКА» |
6,0±2,2 |
0,5-1,7 |
0,02-0,05 |
25,0-33,3 |
Комплексное органоминеральное удобрение «ГУМАТ-УНИВЕРСАЛ» |
12±4 |
0,25-0,83 |
0,008-0,025 |
12,5-16,7 |
* Массовая концентрация ± погрешность результата определения при доверительной вероятности 95% |
Изобретение поясняется графическими изображениями (графиками), где:
на фиг.1 представлено влияние гуматов (смешанный образец) и содержащегося в нем бенз(а)пирена на урожайность моркови при внекорневом способе обработки;
на фиг.2 – влияние гуматов и содержащегося в нем бенз(а)пирена на урожайность картофеля сорта «Невский» при внекорневом способе обработки;
на фиг.3 – влияние гуматов и содержания в них Б(а)П на урожай картофеля сорта «Иртыш» при внекорневом способе обработки;
на фиг.4 – влияние гумата и содержания бенз(а)пирена на урожайность картофеля при предпосевной обработке семян;
на фиг.5 – влияние гумата и содержания в нем бенз(а)пирена на рост корней пшеницы при корневом способе обработки;
на фиг.6 – влияние гумата и содержащегося в нем бенз(а)пирена на рост корней гороха при корневом способе обработки;
на фиг.7 – влияние гумата и содержащегося в нем бенз(а)пирена на количество делящихся растительных клеток при корневом способе обработки.
Формула изобретения
1. Способ определения биологической активности и тестирования гуматосодержащих препаратов и/или удобрений на их основе путем испытания их на активность, отличающийся тем, что испытание гуматосодержащих препаратов и/или удобрений на их основе на активность проводят посредством скрининга содержания в них бенз(а)пирена с последующим проведением расчета необходимого количества гуматосодержащего препарата и/или удобрений на их основе для приготовления рабочего раствора с оптимальным диапазоном концентрации бенз(а)пирена, соответствующего высокой биологической активности для определенного вида обработки растений и/или семян.
2. Способ повышения биохимической активности растений путем воздействия на процессы роста и развития раствором биологически активного вещества, отличающийся тем, что в качестве биологически активного вещества для внекорневой обработки растений используют гуматосодержащие препараты и/или удобрения на их основе с содержанием бенз(а)пирена в рабочем растворе в диапазоне концентраций 3-10 нг/дм3, приготовленном перед его использованием не позднее, чем за 6 ч.
3. Способ повышения биохимической активности растений путем воздействия на процессы роста и развития раствором биологически активного вещества, отличающийся тем, что в качестве биологически активного вещества для предпосевной обработки семян используют гуматосодержащие препараты и/или удобрения на их основе с содержанием бенз(а)пирена в рабочем растворе в диапазоне концентраций 150-200 нг/дм3, приготовленном перед его использованием не позднее, чем за 6 ч.
4. Способ повышения биохимической активности растений путем воздействия на процессы роста и развития раствором биологически активного вещества, отличающийся тем, что в качестве биологически активного вещества для подкорневой обработки растений используют гуматосодержащие препараты и/или удобрения на их основе с содержанием бенз(а)пирена в рабочем растворе в диапазоне концентраций 0,1-0,3 нг/дм3, приготовленном перед его использованием не позднее, чем за 6 ч.
РИСУНКИ
|
|