Способ обогащения зерна пшеницы селеном

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ СЕЛЕНОМ(71) Заявитель Республиканское научное дочернее унитарное предприятие Институт почвоведения и агрохимии(72) Авторы Рак Михаил Васильевич Сафроновская Галина Михайловна Тихонович Зоя Николаевна Муковозчик Вячеслав Александрович(73) Патентообладатель Республиканское научное дочернее унитарное предприятие Институт почвоведения и агрохимии(57) Способ обогащения зерна пшеницы селеном, включающий некорневую подкормку растений раствором селенита натрия, отличающийся тем, что при возделывании пшеницы с планируемой урожайностью зерна более 60 ц/га на фоне азотных удобрений в дозе 130-160 кг/га в пересчете на азот на одной из следующих стадий роста и развития растений осуществляют некорневую подкормку следующим количеством селенита натрия безводного, растворенным в 200 л воды, г/га начало активной вегетации весной 130-190 стадия первого узла 70-110 стадия флагового листа 22-25 молочная спелость не более 20. Изобретение относится к области агрохимии и сельского хозяйства, а именно к микроудобрениям для некорневой подкормки, и предназначено для повышения содержания в зерне селена посредством внесения селенового удобрения на любой стадии роста и развития культуры, а также для роста урожайности и улучшения качества зерна пшеницы. В зависимости от направления использования к качеству зерна пшеницы предъявляют разные требования из-за его приоритетной пищевой ценности для человека. Из продуктов растительного происхождения наибольшие количества селена поступают в организм человека с мучными продуктами, при условии выращивания сырья с высоким содержанием данного элемента. Уровень обеспеченности продукции селеном в значительной степени определяет частоту возникновения и развития кардиологических и онкологических заболеваний человека. Выявлено радиопротекторное действие селена и установлена взаимосвязь величины селенового статуса с продолжительностью жизни. 13234 1 2010.06.30 В республике среднее содержание селена в зерне в 10 и более раз ниже его оптимальных значений (100-500 мкг/кг). Диапазон оптимальных концентраций селена для человека составляет 50-200 мкг в сутки, для детей - 30-120 мкг/день. Из всех сельскохозяйственных культур пшеница наиболее чувствительна к наличию селена в питательной среде. С данной культурой проведено значительное количество опытов с использованием различных форм селеновых удобрений. Коррекцию дефицита селена в зерне пшеницы проводят путем внесения селеновых удобрений в почву, а также в некорневую подкормку растений в определенных дозах на разных стадиях роста и развития культуры. При устранении дефицита селена в зерновой продукции с помощью селеновых удобрений необходимо учитывать, что в конкретных почвенно-климатических условиях дозы селена будут изменяться в зависимости от формы селенового удобрения, биологических особенностей растений, состояния биологических объектов. Одни виды растений предпочитают селениты (23), другие селенаты (24) ( .,Е, ,1988). Для почв Нечерноземной зоны, к которой относится Беларусь, основной источник почвенного селена для растений - селениты (Кабата-Пендиас, 1989). Известен агрохимический способ обогащения селеном зерна пшеницы в Финляндии,при котором 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 1, 2. Техническая задача, которая не решается данным способом, заключается в неравномерности распределения селена в почве при внесении ею с влажными удобрениями, что вследствие токсичности данного элемента может вызывать негативные явления. Канадские ученые и (2002 г.) для некорневой подкормки рекомендуют нормы внесения селена - 10 г/га в форме селената, которые в достаточной мере обогащают селеном продукты растениеводства 3. Однако данный способ приводит к удорожанию продукции из-за высокой стоимости селената натрия по сравнению с селенитом натрия. В России Торшиным С.П. предложен агрохимический способ обогащения растений селеном. В полевых условиях он рекомендует проводить некорневую подкормку растений биселенитом натрия из расчета 10-20 г селена на гектар при разовой обработке 4. Учитывая высокую токсичность селена, очень узкий интервал его оптимальных концентраций в продукции, а также поведение селена в системе почва-удобрение-растение в зависимости от дозы и формы внесения удобрения, способа и срока его применения, следует учитывать еще и уровень запланированной урожайности культур и влияние селена на ростостимулирующие процессы в растении, его участие в превращении азота в растениях. Это в конечном итоге сказывается на урожайности и проявлении эффекта разбавления элемента. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к нашему решению является способ некорневой подкормки для получения растений с регулируемым содержанием и распределением селена. Предложенный способ некорневой подкормки сельскохозяйственных культур на определенных стадиях их развития с использованием состава на основе селенита натрия или его смеси с мочевиной обеспечивает получение оптимальной концентрации селена в растениях. Для пшеницы предложен состав в комбинации 6, 12, 24 г селена на гектар в два срока внесения (11.04 и 12.05) совместно с 25 кг/га мочевины и без нее. При использовании данного приема содержание селена в зерне пшеницы возрастало с 20 мкг/кг на контроле до 150 мкг/кг, а в соломе с 16 до 96 мкг/кг 5. Технические задачи, которые не решаются прототипом, заключаются в том, что рекомендуемые дозы селена в некорневые подкормки пшеницы в указанные узкие сроки внесения предлагаются без учета возможной продуктивности культуры, которая определяется уровнем минерального питания. Сложность решения поставленной задачи заключается в том, что отсутствуют сведения о влиянии селена на урожайность и качество зерна, об оптимальных дозах данного 2 13234 1 2010.06.30 элемента в некорневую подкормку культуры на разных стадиях роста и развития в зависимости от уровня азотного питания и продуктивности культуры. Поставленная нами задача заключалась в разработке способа обогащения зерна пшеницы селеном, позволяющего повысить содержание элемента в зерне до оптимального уровня с помощью некорневой подкормки растений на любой стадии роста и развития. Задачей данного технического решения является также установление оптимальных доз селенита натрия в некорневые подкормки растений озимой пшеницы в различные сроки внесения для повышения содержания селена в зерне до оптимальных значений, а также определение влияния селена на урожайность и качество зерна при различном уровне минерального питания культуры. Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении продуктивности и качества зерна пшеницы, обогащения его селеном, за счет повышения эффективности применяемых минеральных удобрений в ходе возделывания культуры при использовании в некорневые подкормки посевов раствора селенита натрия в разные сроки роста и развития растений в определенных дозах. Сущность нашего технического решения заключается в том, что предложен способ обогащения зерна пшеницы селеном, включающий некорневую подкормку растений раствором селенита натрия (23), отличающийся тем, что при возделывании пшеницы с планируемой урожайностью зерна более 60 ц/га на фоне азотных удобрений в дозе 130160 кг/га в пересчете на азот на одной из следующих стадий роста и развития растений осуществляют некорневую подкормку следующим количеством селенита натрия безводного, растворенным в 200 л воды, г/га начало активной вегетации весной 130-190 стадия первого узла 70-110 стадия флагового листа 22-25 молочная спелость не более 20. При проведении некорневой подкормки растений пшеницы раствором селенита натрия, количество применяемого раствора составляет 200 л/га, а его концентрация изменяется в зависимости от срока проведения подкормки. Пример 1. Некорневая подкормка пшеницы 0,08 раствором селенита натрия в начале активной вегетации растений весной. Для обработки 1 га посевов пшеницы в начале активной вегетации растений весной 0,08 раствором селенита натрия необходимо отвесить 160 г селенита натрия безводного и растворить его в 200 л воды. Пример 2. Некорневая подкормка пшеницы 0,057 раствором селенита натрия в стадию первого узла. Для обработки 1 га посевов пшеницы в стадию первого узла 0,057 раствором селенита натрия необходимо отвесить 115 г селенита натрия безводного и растворить его в 200 л воды. Пример 3. Некорневая подкормка пшеницы 0,011 раствором селенита натрия в стадию флагового листа. Для обработки 1 га посевов пшеницы в стадию флагового листа 0,011 раствором селенита натрия необходимо отвесить 22 г селенита натрия безводного и растворить его в 200 л воды. Пример 4. Некорневая подкормка пшеницы 0,01 раствором селенита натрия в стадию ранней молочной спелости. Для обработки 1 га посевов пшеницы в стадию ранней молочной спелости 0,01 раствором селенита натрия необходимо отвесить 20 г селенита натрия безводного и растворить его в 200 л воды. 3 13234 1 2010.06.30 Полученный по предложенному способу раствор селенита натрия легко готовится в производственных условиях. При обработке посевов раствором селенита натрия необходимо соблюдать технику безопасности вследствие высокой токсичности элемента. Исследования проведены в СПК Экспериментальная база им. Суворова Узденского района Минской области на дерново-подзолистой супесчаной почве, развивающейся на водно-ледниковой супеси, подстилаемой с глубины 0,8 м маренным суглинком, сменяемым песком. Агрохимические показатели почвы опытного участка 5,8, гумус - 2,45 ,25- 200 и 2 - 240 мг/кг, валовой- 35,0 мкг/кг. В полевом опыте с озимой пшеницей Кубус изучали эффективность некорневой подкормки растений селенитом натрия безводного (23) в дозах 20, 45, 65, 130,190 г/га, содержащего 45,7 селена. Некорневую подкормку растений проводили в один из четырех сроков внесения в следующих дозах в начале активной вегетации растений пшеницы весной и в стадию первого узла - дозами 65, 130, 190 г/га, в стадию флагового листа и в раннюю молочную спелость - 20, 45, 65 г/га. Расход рабочего раствора селенита натрия во все стадии роста пшеницы - 200 л/га. Схема опыта с селеном развернута на фоне минеральных удобрений в основное внесение 2590150 и двух уровнях доз азота в подкормки - 105 135 к/га (табл. 1). Проведено четыре подкормки азотом в начале активной вегетации растений весной - 65, в стадию первого узла- 20-40, в стадию флагового листа - 10-15, в молочную спелость - 10-15. В опыте 112 делянок с общей площадью 18 м 2 в четырехкратной повторности. Первая подкормка азотом проведена КАС, вторая - мочевиной поверхностно в почву, третья и четвертая - раствором мочевины. Минеральные удобрения в основное внесение применяли в форме аммонизированного суперфосфата и хлористого калия. Средства химической защиты растений использовали согласно общепринятой в республике интенсивной технологии возделывания культуры. Норма высева семян озимой пшеницы - 4,5 млн. на 1 га всхожих семян. Результаты показывают, что некорневые подкормки посевов раствором селенита натрия повышают урожайность зерна пшеницы. На уровнях минерального питания пшеницы 13090150 и 16090150 прибавки зерна от селенового удобрения в разные сроки внесения составили 4,5-7,0 ц/га при урожайности на фоновых вариантах соответственно 71,3 и 79,7 ц/га (табл. 1). Таблица 1 Урожайность зерна озимой пшеницы в зависимости от сроков и доз некорневых подкормок селенитом натрия, ц/га. 13090150 - фон 1 16090150 - фон 2 Варианты Урожайность Урожайность Прибавка,Прибавка, ц/га зерна, ц/га зерна, ц/га ц/га 1. Фон 71,3 79,7 Некорневая подкормка в начале активной вегетации растений весной 2. Фон 65 г/га 74,3 3,0 85,2 5,5 3. Фон 130 74,8 3,5 82,1 2,4 4. Фон 190 73,9 2,6 85,6 5,9 В стадию первого узла 5. Фон 65 73,4 2,1 86,7 7,0 6. Фон 130 74,1 2,8 86,1 6,4 7. Фон 190 75,8 4,5 83,2 3,5 В стадию флагового листа 8. Фон 20 77,0 5,7 85,1 5,4 9. Фон 45 77,9 6,6 83,7 4,0 10. Фон 65 76,9 5,6 83,2 3,5 4 Продолжение таблицы 1 13090150 - фон 1 16090150 - фон 2 Урожайность Урожайность Прибавка,Прибавка, ц/га зерна, ц/га зерна, ц/га ц/га Ранняя молочная спелость 73,0 1,7 79,6 0,1 74,0 2,7 80,6 0,9 72,6 1,3 80,3 0,6 4,5 5,0 Уровни питания пшеницы азотом оказывали влияние на эффективность сроков проведения некорневой подкормки селеновым удобрением. С ростом уровня доз азота в подкормки пшеницы отмечается тенденция роста прибавок от селена в более ранние сроки внесения. Некорневые подкормки посевов пшеницы селеновым удобрением не снижали качества зерна и способствовали росту содержания в нем селена (табл. 2). С ростом уровня питания пшеницы азотом со 130 кг/га до 160 кг/га увеличивается урожайность зерна, а накопление селена в зерне и соломе от селенового удобрения в некорневую подкормку имеет тенденцию к снижению. Данный факт объясняется участием селена в усвоении и превращении азота в растениях и эффектом разбавления. Таблица 2 Качество зерна и содержание в нем селена в зависимости от уровней подкормки азотом, сроков и доз некорневых подкормок посевов селенитом натрия. 13075120 - фон 1 Фон 16075120 - фон 2 ВарианКлейКлейСодержание селеСодержание сеБелок,Белок,ты ковина,ковина, мкг/кг лена, мкг/кг на,зерно солома зерно солома 1. Фон 12,3 22,5 10-15 47,5 13,0 24,5 21-35 47,4 Некорневая подкормка в начале активной вегетации растений весной 2. 65 г/га 12,0 20,6 74-103 137 13,4 24,0 64-65 96,0 3. 130 12,5 20,7 137-199 178 13,0 23,4 107-126 115 4. 190 12,3 22,6 192-213 199 12,8 23,7 151-155 178 В стадию первого узла 5. 65 12,6 23,7 49-210 60,0 12,5 24,4 45-105 68,0 6. 130 12,1 23,3 184-321 135 12,6 22,9 166-266 91,0 7. 190 12,8 25,1 239-335 158 13,2 25,2 240-290 149 В стадию флагового листа 8. 20 12,9 25,0 112-171 104 13,6 27,1 83-146 167 9. 45 12,4 22,4 282-424 358 12,7 26,6 115-466 223 В раннюю молочную спелость 11. 20 12,4 23,4 110-250 227 13,4 26,0 185-224 357 05 1,0 2,7 1,0 2,7 Таким образом, при уровне урожайности зерна пшеницы 70-85 ц/г, для достижения оптимального содержания селена в зерне (100-500 мкг/кг) достаточно внесения в некорневую подкормку растений селенита натрия в начале активной вегетации весной в дозе 130190 г/га, в стадию первого узла - 70-110 г/га, в стадию флагового листа - 22-25 г/га, в молочную спелость - не более 20 г/га.- 1994.- . 198-218. 3., Качество жизни животных и человека в зависимости от управления селеном в почвах и культурных растениях, 2002. 4. Торшин С.П., Удельнова Т.М., Ягодин Б.А. Биогеохимия и агрохимия селена и методы устранения селенодефицита в пищевых продуктах и кормах // Агрохимия. - 1996.8-9. - С. 127-145. 5.9929638 А 2, МПК 605, 9/00, 1999 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6