Агрохимический способ обогащения селеном зерна пшеницы

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ АГРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ СЕЛЕНОМ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ(71) Заявитель Республиканское научное дочернее унитарное предприятие Институт почвоведения и агрохимии(72) Авторы Рак Михаил Васильевич Софрановская Галина Михайловна Головатый Сергей Ефимович Арсенова Наталья Ильинична(73) Патентообладатель Республиканское научное дочернее унитарное предприятие Институт почвоведения и агрохимии(57) Агрохимический способ обогащения селеном зерна пшеницы, возделываемой на дерново-подзолистой почве, включающий внесение селена в почву, отличающийся тем, что селен вносят в почву в виде 0,09-0,18 водного раствора селенита натрия из расчета 120-240 г селена на гектар посева. Изобретение относится к области агрохимии, а именно к микроудобрениям, и предназначено для повышения содержания селена в зерне пшеницы до оптимальных значений путем внесения его в почву. Среднее потребление селена человеком с основными продуктами питания в Республике Беларусь составляет 10-14 мкг/сутки, что в 4-5 раз ниже минимального суточного потребления селена, рекомендованного ВОЗ - 50 мкг/сутки 1-3. В Беларуси среднее содержание элемента в зерне составляет 3-22 мкг/кг, что в 10 и более раз ниже оптимального содержания в кормах для сельскохозяйственных животных - 100-500 мкг/кг сухой массы 1-3. Решение проблемы дефицита селена в продовольственных культурах возможно с помощью внесения селеновых удобрений в оптимальных дозах, которые изменяются в зависимости от способа внесения, формы селенового удобрения, биологических особенностей растений, почвенно-климатических условий. Предпочтение агрохимического пути обогащения продовольственных культур селеном вытекает из селендефицитного состояния биологических объектов в республике. 10598 1 2008.04.30 Формы селенового удобрения значительно влияют на усвоение элемента растениями. Установлено, что из почвы растения усваивают в первую очередь селен из селенатов(24) и в меньшей степени из селенитов (23) 4, 5. Известны различные способы применения селенового удобрения в сельском хозяйстве с целью повышения содержания селена в растениях. В Югославии предложен способ некорневой подкормки пшеницы на определенных стадиях развития, в котором используется селенит натрия отдельно и в смеси с мочевиной. Для пшеницы предложен состав в комбинации от 6 до 24 г селена на гектар совместно с 11,5 кг/га азота в форме мочевины 9929638 А 2 6 С 05,9929639 А 2 6 С 05. В Новой Зеландии, непосредственно перед внесением в почву смешивают макроудобрения с гранулами, содержащими 1 селена в форме селената натрия. Там же произведен препарат , состоящий из кристаллических форм селената натрия оформленного в виде таблеток, который безопасен в использовании (патент 200421,). Известен способ применения селенового удобрения путем опрыскивания растений на разных стадиях роста. При таком способе обогащения растений элементом дозы внесения составляют от 5 до 20 г селена на гектар. Листовой поверхностью растений поглощается до 50 селена в первые 30-45 мин после обработки 4, 8. По данным других исследователей ( ,, 2002), применение селена в форме селената при нормах внесения с удобрением в почву, некорневую подкормку и обработку семян 10 г селена на гектар в достаточной мере обогащает продукты растениеводства данным элементом. В России на пути технического решения проблемы проводились поисковые работы в вегетационных и полевых опытах с различными культурами. В вегетационном опыте с яровой пшеницей изучалось внесение селена в почву в форме биселенита натрия (3). В зависимости от дозы селена концентрация этого элемента в зерне возрастала со 100-200 мкг/кг сухой массы на контроле до 700-1250 и 1590-2460 мкг/кг при внесении селена в почву соответственно 1000 и 2500 мкг/кг 7-10. Наиболее близким по своему техническому решению является используемый в Финляндии агрохимический способ обогащения селеном зерна пшеницы. С этой целью гранулированные макроудобрения смачивают водным раствором селената натрия (24) и вносят в почву из расчета 6-16 мг селена на 1 кг макроудобрений для зерновых культур,при среднем применении на гектар 500 кг удобрений 6. Однако данное техническое решение имеет недостатки, которые вызваны увлажнением макроудобрений и возможностью их слеживания. Это вызывает неравномерность внесения влажных удобрений и распределения селена, что для такого высокотоксичного элемента весьма значимо. Кроме этого, требуются дополнительные затраты для нанесения на частицы селенового удобрения. Отличием предлагаемого нами решения является то, что в качестве селенового удобрения нами используется селенит натрия (23), который вносится в почву перед посевом пшеницы в установленных нами дозах в виде водного раствора. Сущность предлагаемого технического решения заключается в обеспечении равномерного распределения по площади селенового удобрения, установлении диапазона доз для внесения в почву используемой формы удобрения. Положительный результат достигается путем внесения в почву селенита натрия безводного (23) в виде водного раствора в дозах 260-520 г препарата на га, что обеспечивает повышение содержания элемента в зерне яровой пшеницы до оптимального уровня - 100-500 мкг/кг сухой массы. С целью получения экспериментальных данных для разработки рецептур применения селена в течение 2002-2003 годов проводился поисковый вегетационный опыт с яровой пшеницей, в котором изучалось влияние возрастающих доз селена в почву на урожайность и накопление элемента в зерне. 2 10598 1 2008.04.30 Исследования проводились при выращивании пшеницы в вегетационных сосудах на дерново-подзолистой супесчаной почве. Сходная агрохимическая характеристика почвы рН 6,06, содержание гумуса - 2,76 , Р 2 О 5 и К 2 О 5 в 0,2 м 158 и 238 мг/кг, валового селена - 12,8 мкг/кг почвы. Повторность в опыте пятикратная, масса почвы в сосуде 6 кг. Использовали удобрения аммиачная селитра, аммофос, хлористый калий, селенит натрия безводный с содержанием селена 45,7 . Согласно схеме опыта, селенит натрия безводный вносился в почву в виде раствора в возрастающих дозах селена от 20 до 640 мкг/кг на фоне минеральных удобрений 150100100 мг/кг почвы. Схема опыта 1. 150100100 - фон, мг/кг 2. 20, мкг/кг 3. 40 4. 80 5. 160 6. 320 7. 640 В табл. 1 приведены экспериментальные данные содержания валового селена в почве и зерне в зависимости от доз селенового удобрения. Как видно из результатов исследований, при одинаковых дозах внесения селена в почву рост его содержания в почве и зерне по повторениям вариантов опыта подвержен значительным колебаниям - от 1,1 до 2,2 раз. Таблица 1 Влияние возрастающих доз селенита натрия в почву на содержание валового селена в почве и зерне яровой пшеницы Варианты 1. 150100100 - фон, мг/кг 2. 20, мкг/кг 3. 40 4. 80 5. 160 6. 320 7. 640 Содержание селена в почве и зерне пшеницы на фоновом варианте было низким и соответственно составляло 37-84 и 8-26 мкг/кг. С ростом доз внесения селена в почву возрастало его содержание в зерне. Оптимальное содержание селена в зерне 100-500 мкг/кг сухой массы достигалось при внесении селена в почву в дозах от 40 до 320 мкг/кг. Внесение селена в почву в вегетационном опыте с пшеницей в дозах свыше 320 мкг/кг нецелесообразно, поскольку его содержание в зерне достигает предела возможной токсичности. Уже при дозах селена в почву 40-80 мкг/кг достигаются нижние границы оптимальных концентраций элемента в зерне, и их следует использовать для разработки рецептур применения селена в почву. Внесение селенового удобрения в почву способствовало повышению урожайности зерна яровой пшеницы и не оказывало токсического действия на растения при внесении высоких доз селена (табл. 2). В варианте опыта с дозой селена в почву 160 мкг/кг прибавка зерна имела достоверное значение - 1 г зерна на сосуд. Полученные в вегетационном опыте экспериментальные данные могут быть использованы при разработке рецептур применения селенового удобрения в сельскохозяйственном производстве республики на дерново-подзолистых супесчаных почвах. 3 10598 1 2008.04.30 Таблица 2 Влияние возрастающих доз селенита натрия в почву на урожайность зерна яровой пшеницы Урожайность, г/сосуд Варианты Прибавка 2002 год 2003 год Средняя 1. 150100100 - фон, мг/кг 7,3 15,6 11,5 2. 20, мкг/кг 7,4 17,2 12,3 0,8 3. 40, мкг/кг 7,5 16,1 11,8 0,3 4. 80 7,6 16,3 12,0 0,5 5. 160 7,5 17,5 12,5 1,0 6. 320 8,1 16,4 12,3 0,8 7. 640 7,7 16,9 12,3 0,8 05 1,1 1,9 1,0 Таким образом, в вегетационном опыте внесение в дерново-подзолистую почву селенита натрия безводного в диапазоне доз селена от 40 до 80 мкг/кг способствует росту содержания селена в зерне пшеницы до оптимальных значений. В пересчете на 1 гектар пахотного слоя почвы дозы составят от 120 до 240 г селена, что соответствует внесению селенита натрия безводного соответственно от 260 до 520 г. Примеры осуществления способа. 1) Берут 260 г селенита натрия безводного, растворяют в 5 л воды, доводят объем раствора водой до 200 л и вносят в почву на 1 гектар. 2) Берут 350 г селенита натрия безводного, растворяют в 5 л воды, доводят объем раствора водой до 250 л и вносят в почву на 1 гектар. 3) Берут 520 г селенита натрия безводного, растворяют в 5 л воды, доводят объем раствора водой до 300 л и вносят в почву на 1 гектар. Применение указанного селенового удобрения в рекомендуемых дозах не ведет к загрязнению окружающей среды, поскольку во всех биологических объектах республики отмечается селендефицитное состояние. Источники информации 1. Селен. Гигиенические критерии состояния окружающей среды. ВОЗ. Женева, 1989. - 270 с. 2. Ермаков В.В., Ковальский В.В. Биологическое значение селена. - М. Мир, 1974. - 298 с. 3. Минеев В.Г. Химизация земледелия и природная среда. - М. Агропромиздат, 1990. -287 с. 4.,// . .. - 1985. - .4.4. - . 183-189. 5..,.,.// . . 1992. . 28. - . 31-80. 6.,.// . . . - 1986. - . 18. -1. - . 296-298. 7. Серегина И.И., Ниловская Н.Т., Остапенко Н.В. Роль селена в формировании урожая зерна яровой пшеницы // Агрохимия. -1. - 2001. - С. 44-50. 8. Торшин С.П. Влияние естественных и антропогенных факторов на формирование микроэлементного состава продукции растениеводства Автореф. дис докт. биол. наук 03.00.16, 06.01.04 / ТСХА. - М. 1998. - 32 с. 9. Серегина И.И. Действие микроэлементов (селена, цинка и молибдена) на рост, развитие и продуктивность яровой пшеницы в разных условиях азотного питания и водообеспечения Автореф. дис канд. биол. наук 06.01.04 / ТСХА. - М. 2000. - 22 с. 10. Дудецкий А.А. Накопление селена яровой пшеницей и яровым рапсом при разной обеспеченности растений ,и макроэлементами Автореф. дисс канд. биол. наук 06.01.04 / ТСХА. - М 1998. - 21 с. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4