RO126357B1 - Procedeu de cultivare în asolament a grâului şi porumbului, cu risc fitosanitar scăzut - Google Patents

Description

Invenția se referă la un procedeu de cultivare în asolament a grâului și porumbului, cu risc fitosanitar scăzut, care prevede lucrări reduse ale solului.

Sunt cunoscute o serie de procedee conservative de cultivare în asolament a diferitelor plante de câmp. Aceste sisteme de conservative au rolul de a ameliora, pe termen mediu, starea de fertilitate și de productivitate a solului, și de a limita impactul activității agricole asupra mediului (prin scăderea eroziunii solului și a spălării nutrienților, în special, azot și fosfor, în acvifere și în corpurile de apă de suprafață). O primă caracteristică a procedeelor de agricultură conservativă este reducerea lucrărilor implicate în pregătirea patului germinativ și, în special, a arăturii adânci cu întoarcerea brazdei. Cea de-a doua caracteristică a acestor procedee este menținerea acoperită cu resturi vegetale și/sau covorvegetal a cel puțin 30% din suprafața cultivată (Coduri de bună practică de fermă, ICPA, 2006).

Procedeele conservative de cultivare a plantelor sunt mai puțin productive decât cele intensive, astfel încât soluțiile tehnice descrise în brevetele/cererile de brevete de specialitate urmăresc menținerea profitabilității producției. Cererea de brevet US 2009/024705 descrie un procedeu conservativ de cultivare a plantelor, care include: (i) o schemă de lucrări reduse ale solului; (ii) utilizarea unor cultivare de bumbac modificate genetic, cu rezistență la erbicide totale de tip glifosat: (iii) aplicarea secvențializată și numai pe rândurile însămânțate cu planta de cultură a două tratamente cu un erbicid total pe bază de glifosat și (iv) utilizarea unei culturi de protecție pentru menținerea acoperită a solului între ciclurile de vegetație ale plantelor cultivate în scopuri comerciale.

Brevetul UA 26695 prezintă un sistem cu lucrări reduse ale solului în care este folosit un asolament scurt, cu două sole, răpită de toamnă/grâu de toamnă. Asolamentul are avantajul de a include două culturi care nu au patogeni comuni, reducând astfel riscul fitosanitar.

Brevetul RU 2311012 descrie utilizarea unui asolament conservativ de tip floareasoarelui - grâu, în care plantele de măzăriche de toamnă sunt utilizate ca muici viu între rândurile de floarea-soarelui. Se cultivă varietăți timpurii de floarea-soarelui, care sunt recoltate și apoi se cultivă grâu de toamnă.

Brevetele descrise mai sus nu corespund situației specifice României, în care culturile de cereale boabe (grâu, secară, orz, orzoaică, ovăz, porumb boabe) reprezintă 2/3 din suprafața cultivată cu plante de câmp (Anuarul Statistic, INS, 2008) și peste 80% din suprafața inclusă în schema unică de plăți pe suprafață (Programul Național de Dezvoltare Rurală, 2007-2013).

De asemenea, aceste brevete prezintă și dezavantajele uzuale ale sistemelor conservative și/sau cu lucrări reduse de cultivare a plantelor de câmp. Resturile vegetale prezente în cantitate ridicată în orizontul superficial, definitorii pentru astfel de sisteme, mențin solul rece, reduc germinația plantelor de cultură și favorizează dezvoltarea agenților de dăunare (în special, buruieni și ciuperci fitopatogene cu spectru larg de gazde).

Brevetul RO 109797 B1 prezintă un procedeu de cultivare în asolament a plantelor de câmp, care corespunde specificului agriculturii predominant cerealiere, practicată în România. Asolamentul propus include porumb pentru boabe 50% sau 40% și o cereală păioasă 25% sau 40%. Procedeul descris înlătură unul dintre dezavantajele specifice sistemelor conservative, pentru că asigură condiții optime de germinare a semințelor, de dezvoltare a plantelor cultivate și de combatere a buruienilor. în cadrul acestui procedeu, semănatul porumbului după grâu sau orz, în cultură dublă, se face direct în miriște. Când plantele de porumb ating o înălțime de 50...60 cm, se execută prașile mecanice, concomitent cu formare de biloane. Aceste biloane rămân intacte peste iarnă. în primăvara anului următor, se seamănă cultura principală de porumb pe vârful biloanelor, care se întreține cu prima prașilă, deplasând solul din bilon în rigolă. La a doua prașilă, se refac biloanele, care rămân peste iarnă. în anul al treilea, se seamănă soia pe vârful biloanelor rămase de la cultura principală de porumb din anul al doilea. Grâul din anul al patrulea se seamănă după soia în teren discuit.

RO 126537 Β1

Procedeul descris mai sus are dezavantajul de a favoriza dezvoltarea ciupercilor 1 fitopatogene cu spectru larg de gazde, și mai ales pe cele toxigene din genurile Fusarium (ca de exemplu F. graminearum, forma perfectă Gibberella zeae sau Fusarium verticillioides, 3 forma perfectă Gibberella fujikuroi) și Aspergillus (ca de exemplu Aspergillus section Flavi), datorită prezenței masive a culturilor de cereale boabe și a resturilor lor vegetale. Aceste 5 ciuperci toxigene din genurile Fusarium și Aspergillus au capacitatea de a se dezvolta atât pe țesuturile vii ale plantelor de grâu și porumb, cât și pe resturile vegetale de cereale boabe 7 (grâu, porumb, orz, ovăz, secară, triticale). Succesiunea de culturi cereale de toamnă (grâu) porumb sau porumb - cereale de toamnă (grâu), asociată prezenței masive a resturilor 9 vegetale pe suprafața solului (neîngropate datorită eliminării unor lucrări de arătură adâncă) crește riscul de infecție a culturilor de cereale cu ciuperci toxigene din genul Fusarium 11 (Edwards, 2004, Influence of agricultura! practices on Fusarium infection of cereals and subsequent contamination ofgrain by trichothecene mycotoxins T oxicol. Left 153, 13

29-35; Miller, 2008, Mycotoxins în small grains and maize: Old problems, new challenges, Food Additives & Contaminants·. Part A, 25, 219 - 230; Abbas et al, 2009, 15

Ecology of Aspergillus flavus, regulation of aflatoxin production, and management strategies to reduce aflatoxin contamination of corn, Toxin Rev. 28, 142-153). 17

US 2002/0119124 A1 descrie un biopreparat mixt, realizat pe baza unei tulpini de Pantoea agglomerans și a unei tulpini de Bacillus megaterium. Biopreparatul este formulat 19 ca pulbere umectabilă și este destinat tratamentului în vegetație, prin pulverizarea, pe spicele de grâu, a suspensiei rezultate prin dispersarea în apă a pulberii umectabile. 21

US 7070984 B2 protejează tulpina Trichoderma viride Li49, depozitată la ATTC cu numărul PTA-1225. Tulpina este cultivată aseptic pe un mediu lichid, iar biomasa este recu- 23 perată și adăugată în proporție de cel puțin 10% într-un suport organic alcătuit din boabe de cereale, turbă și compost. Biopreparatul astfel rezultat este utilizat pentru tratamentul solului. 25 Infecția boabelor de grâu și porumb (în stadiile finale de formare) cu ciuperci toxigene din genurile Fusarium și/sau Aspergillus determină contaminare cu micotoxine (fusariotoxine; 27 aflatoxine) a recoltei de grâu și/sau porumb și, implicit, contaminarea întregului lanț alimentar. 29

Datorită importanței problemei contaminării lanțului alimentar cu fusariotoxine de exemplu (și în special cu DON, care depășește acum limita tolerabilă de ingestie zilnică, TDI, 31 la grupele de risc nou-născuți/sugari și copii mici), Comisia Europeană a publicat o recomandare (2006/583/EC) asupra prevenirii și reducerii nivelului de contaminare cu fusariotoxine 33 a cerealelor și a produselor pe bază de cereale. Această recomandare are ca scop să stabilească principii uniforme de conduită pentru toate statele membre UE, care trebuie luate 35 în considerare atunci când se iau măsuri de limitare și control al contaminării cerealelor (și în special a grâului) cu fusariotoxine. în acest document al UE, se menționează faptul că 37 Pentru ca aceste principii să devină efective trebuie ca, înainte de a le aplica, producătorii agricoli din fiecare stat membru să considere aceste principii generale prin prisma condițiilor 39 locale referitoare la culturi, climat, practici agrotehnice. Această problemă a fusariotoxinelor formate în timpul vegetației culturilor de cereale boabe este amplificată de situația specifică 41 a României, în care aceste culturi (grâu, secară, orz, orzoaică, ovăz, porumb boabe) reprezintă 2/3 din suprafața cultivată cu plante de câmp. Extinderea procedeelor agricole cu 43 lucrări reduse ale solului și/sau conservative creează condiții și mai favorabile înmulțirii și extinderii ciupercilor fitopatogene toxigene. 45

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția este de a realiza cultivarea în asolament a grâului și porumbului, care include atât lucrări reduse ale solului în scopul conservării 47 acestuia, cât și măsuri de limitare a atacului agenților fitopatogeni comuni pentru grâu și porumb, și în special a ciupercilor fitopatogene toxigene din genul Fusarium. 49

RO 126537 Β1

Procedeul de cultivare în asolament a grâului și porumbului, conform invenției, este alcătuit din următoarele etape: afânarea solului la 18...20 cm, efectuată la sfârșitul lunii septembrie, cu disc greu, cu aplicarea concomitentă a îngrășămintelor complexe NPK sau PK necesare, și cu stropirea solului și a resturilor vegetale cu un volum de suspensie de biopreparat mixt 950...1000 I, cu 10⁵ ufc/ml suspensie Saccharomyces cerevisiae L30, număr de depozit NCAIM Y001350, și 10⁶ ufc/ml suspensie Bacillus subtilis B49b, număr de depozit NCAIM B001360, urmată pregătirea patului germinativ la 12...15 zile de la prima afânare a solului și de însămânțarea unei culturi de grâu, la o densitate de 450...600 boabe germinabile/m²; întreținerea și recoltarea culturii de grâu, inclusiv, a paielor; însămânțare direct în miriște, în a doua jumătate a lunii august din anul al doilea, a unei culturi de rapiță de toamnă, la o densitate de 50...70 semințe germinabile/m²; menținerea culturii de rapiță până la începutul lunii aprilie din anul al doilea; aplicarea, peste cultura de rapiță, a

18.. .20000 kg ameliorator de sol, care include cel puțin 10⁵ ufc/g ciuperca antagonistă Trichoderma viride Td₄₉, număr depozit NCAIM P001357, și discuirea cu disc greu și grapă rotativă pentru mulcire și încorporare în sol, ca biofumigant, a culturii de rapiță, concomitent cu cea a amelioratorului de sol, irigarea la 2...3 zile de la mulcire cu 240...250 m³/ha apă, pregătirea patului germinativ și însămânțarea unei culturi de porumb, hibrid mediu, la o densitate de 5...7 boabe germinabile/m², după 12...14 zile de la mulcirea culturii de rapiță; întreținerea culturii de porumb până la jumătatea lunii mai, când se aplică o fertirigare cu

240.. .250 m³/ha, cu o doză de 60...80 kg/ha îngrășăminte complexe, care conțin 12...15% azot, 5...7% fosfor, 20...24% potasiu și 2..3% microelemente; întreținerea în continuare a culturii de porumb și recoltarea ei, inclusiv a tulpinilor de porumb până la mijlocul lunii septembrie din anul al doilea, eliberarea terenului și pregătirea lui pentru o cereală de toamnă, cu reluarea asolamentului.

Procedeul propus, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- utilizează culturi „verzi, de protecție în timpul iernii, incluse în măsurile de agromediu, pentru care se aplică plăți compensatorii;

- determină o scădere semnificativă a riscului erozional și de spălare a nutrienților, și contribuie astfel la scăderea riscului de poluare a apelor freatice și de suprafață;

- structurează solul sub acțiunea culturilor verzi de protecție, îmbunătățind regimul apei și aerului în sol, și reducând cerințele de irigație în zonele cu un climat mai uscat;

- intensifică activitatea microorganismelor humigene, sporește conținutul de materie organică în stratul de la suprafața solului și îmbunătățește astfel caracteristicile structurale și de lucrabilitate ale terenului agricol;

- contribuie la reducerea emisiilor de bioxid de carbon și de alte gaze cu efect de seră din sol, ca și la sechestrarea de lungă durată a carbonului în sol;

- stimulează activitatea biologică și diversifică micro/mezohabitatele, contribuind la sporirea biodiversității macro și mezofaunei terenurilor agricole;

- reduce timpii de lucru și necesarul de forță de muncă cu aproximativ 50%, datorită reducerii numărului de lucrări mecanice;

- include o etapă tehnologică prin care se reduce nivelul de inocul al ciupercilor fitopatogene care iernează pe resturi vegetale, respectiv, biofumigarea prin încorporarea în sol a resturilor vegetale de rapiță, prin care este favorizată dezvoltarea unei microflore antagoniste fitopatogenilor și, în special, față de ciupercile fitopatogene toxigene din genul Fusarium-,

- include măsuri de limitare a ciupercilor fitopatogene care sunt comune porumbului și grâului prin tratarea solului cu antagoniști (bacterii, drojdii, ciuperci) în diferite momente critice pentru ciclul evolutiv al fitopatogenilor, respectiv, pregătirea pentru iernare și pregătirea pentru sporulare, și pentru reluarea ciclului infecțios.

RO 126537 Β1 în continuare, se prezintă un exemplu de realizare a procedeului conform invenției. 1

Exemplu. Asolamentul este simplu, culturile fiind amplasate în 2 sole, care sunt rotite între ele. Acest asolament simplu este recomandabil să se realizeze împreună cu unul de 3 ani, de tip grâu - floarea-soarelui - porumb -leguminoase.

în cadrul asolamentului propus, nu sunt prevăzute operațiuni energo-intensive de 5 arătură adâncă. Cultura de grâu se înființează într-un pat germinativ care este afânat la sfârșitul lunii septembrie, cu ajutorul discului greu la 18...20 cm adâncime. Lucrările reduse, 7 care se efectuează după o cultură de tipul porumbului, determină menținerea unor cantități mari de resturi vegetale, care acoperă peste 30% din suprafață. Reducerea inoculului primar 9 de ciuperci fitopatogene care ar putea ierna pe aceste resturi vegetale (și în special de Fusariumgraminearum/Gibberella zeae) se realizează prin aplicarea unui biopreparate mixt, 11 de drojdii și bacterii antagoniste. Bacteriile antagoniste împiedică dezvoltarea saprofită a ciupercilor fitopatogene, iar drojdiile împiedică producerea de macroconidii prin reproducere 13 asexuată. Biopreparatul mixt se aplică într-un volum de suspensie de 950...1000 I, cu 10⁴ ufc/ml suspensie Saccharomyces cerevisiae L30, număr de depozit NCAIM Y001350, 15 și 10⁵ ufc/ml suspensie Bacillus subtilis B49b, număr de depozit NCAIM B001360.

însămânțarea culturii de grâu se face la o densitate de 450...600 boabe germi- 17 nabile/m². Se întreține și se recoltează cultura de grâu conform tehnologiei recomandate. Se recoltează inclusiv paiele. Se însămânțează apoi rapiță de toamnă, direct în miriște, în a 19 doua jumătate a lunii august din anul al doilea, la o densitate de 50...70 semințe germinabile/m². Cultura de rapiță se menține până la începutul lunii aprilie din anul al doilea. Se 21 mulcește cultura de rapiță prin încorporare în stratul de sol superficial și se aplică concomitent 18...20000 kg ameliorator de sol, care include ciuperca antagonistă Trichoderma 23 v/r/deTd49 (NCAIM P001357). Prin încorporare în sol, cultura de rapiță funcționează cabiofumigant, eliminând tiocianați și izotiocianați prin descompunerea glucozinolaților sub 25 acțiunea mirozinazei (componente puse în comun prin zdrobirea țesuturilor vegetale). Irigarea la 2...3 zile de la mulcire cu 240...250 m³/ha apă favorizează o biofumigare uniformă 27 a stratului superficial al solului, facilitând apoi și colonizarea de solului de către ciupercile antagoniste. Se pregătește patul germinativ și se însămânțează o cultură de porumb, la o 29 densitate de 5...7 boabe germinabile/m², după 12...14 zile de la mulcirea culturii de rapiță.

Cultura de porumb se întreține până la jumătatea lunii mai, când se aplică o fertirigare 31 cu 240.. .250 m³/ha, cu o doză de 60.. .80 kg/ha îngrășăminte complexe, care conțin 12...15% azot, 5...7% fosfor, 20...24% potasiu și 2..3% microelemente. Această fertirigare este 33 esențială pentru dezvoltarea culturii de porumb, înființată într-un sistem de agricultură conservativ. în primele 30 de zile de dezvoltare, porumbul utilizează substanțele nutritive din 35 bob și pe cele din stratul de sol aflat în primii 15...20 cm de sol. Fără această fertirigare, în stadiile ulterioare de dezvoltare, plantele de porumb vor avea dificultăți în a-și asigura 37 necesarul de substanțe nutritive, solul fiind afânat numai pe o adâncime mică, iar rezerva de apă din sol fiind redusă, în condițiile din sudul României. 39

Se întreține cultura de porumb conform tehnologiei recomandate pentru zona de cultură și apoi se recoltează (inclusiv tulpinile). Se eliberează terenul și se pregătește pentru o cereală 41 de toamnă, cu reluarea asolamentului.

Biopreparatul mixt bacterii/drojdii se obține prin condiționarea ca microemulsie. Se 43 amestecă 10% biomasa de microorganisme (5% suspensie concentrată de microorganisme antagonistă Saccharomyces cerevisiae L30, cu concentrație în propagule de 6x10⁸ ufc/ml; 45 5% suspensie concentrată de Bacillus subtilis B49b, cu concentrație de 5x10⁹ ufc/ml);

9...10% fosfat de tristirilfenol etoxilat cu 16 moli etilenoxid, 2...3% alcool C₁₂.₁₄ etoxilat cu 47 3 moli etilenoxid, 3% polietilenglicol, 4,5...5,5% sucroză, 4,5...5,5% carboximetilceluloză

RO 126537 Β1 soluție apoasă 5%, 0,2% benzoat de sodiu, 30% solvent ecologic (esteri metilici ai acizilor grași obținuți din ulei de floarea soarelui), apă distilată până la 100%, procentele fiind exprimate în greutate/volum. Se prepară faza organică prin dizolvarea fosfatului de tristirilfenol etoxilat cu 16 moli etilenoxid și a alcoolului C₁₂.₁₄ etoxilat cu 3 moli etilenoxid în solventul ecologic. Se prepară faza apoasă prin dizolvarea sucrozei și a benzoatului de sodiu în -80% din cantitatea necesară de apă distilată și omogenizarea soluției obținute cu suspensia concentrată de microorganisme, polietilenglicolul și soluția apoasă 5% carboximetilceluloză. Microemulsia se obține prin picurarea sub agitare a fazei organice peste faza apoasă, completarea cu apă distilată până la 100% greutate/volum și amestecarea sub agitare până la obținerea unei microemulsii omogene. Biopreparatul sub formă de microemulsie prezintă 95% viabilitate a propagulelor de microorganisme. La aplicare, se diluează 0,9...1,0 litri la 900...100 litri care se aplică.

Amelioratorul de sol, care include cel puțin 10⁵ ufc/g ciuperci antagoniste Trichoderma viride, se obține prin bioconversia substratului epuizat de la cultivarea ciupercilor comestibile (Agaricus sau Pleurotus), printr-un procedeu care implică următoarele etape: trecerea substratului epuizat de la cultivarea ciupercilor Pleurotus într-un amestecător universal de tip malaxor cu palete sigma; adăugarea de superfosfat în proporție de 0,4...0,5% pentru normalizarea pH-ului și a conținutului de potasiu; inocularea cu 0,1% biomasă de Trichoderma viride Td_4g; menținerea timp de 7...8 zile, amestecând cu o frecvența de o rotație pe oră.

Succesiunile de culturi din cadrul asolamentului propus au o bună compatibilitate din punct de vedere agrotehnic și al cerințelor nutritive ale plantelor de cultură.

Procedeul descris prin brevet asigură conservarea solului și reduce impactul tehnologiilor de cultură a plantelor asupra mediului de cultivare în asolament a plantelor de câmp. în procedeul propus sunt incluse culturi de grâu și porumb. Procedeul descrie măsuri agrotehnice de limitare a dezvoltării buruienilor și a ciupercilor fitopatogene, și are costuri mai reduse de protecție a culturilor, comparativ cu sistemul intensiv uzual.

Claims (1)

1. Procedeu de cultivare în asolament a grâului și porumbului, cu risc fitosanitar scăzut, 3 caracterizat prin aceea că este alcătuit din următoarele etape: afânarea solului la

   18.. .20 cm, efectuată la sfârșitul lunii septembrie, cu disc greu, cu aplicarea concomitentă 5 a îngrășămintelor complexe NPK sau PK, necesare, și cu stropirea solului și a resturilor vegetale cu un volum de suspensie de biopreparat mixt 950... 10001, cu 10⁵ ufc/ml suspensie 7 Saccharomyces cerevisiae L30, număr de depozit NCAIM Y001350, și 10⁶ ufc/ml suspensie Bacillus subtilis B49b, număr de depozit NCAIM B001360, urmată pregătirea patului 9 germinativ la 12...15 zile de la prima afânare a solului și de însămânțare a unei culturii de grâu, la o densitate de 450...600 boabe germinabile/m²; întreținerea și recoltarea culturii de 11 grâu, inclusiv, a paielor; însămânțare direct în miriște, în a doua jumătate a lunii august din anul al doilea, a unei culturi de răpită de toamnă, la o densitate de 50...70 semințe germi- 13 nabile/m²; menținerea culturii de rapiță până la începutul lunii aprilie din anul al doilea; aplicarea, peste cultura de rapiță, a 18...20000 kg amelioratordesol, care include ciuperca anta- 15 gonistă Trichoderma v/r/cte Td_4g, numărdedepozit NCAIM P001357, șidiscuireacudiscgreu și grapă rotativă pentru mulcire și încorporare în sol, ca biofumigant, a culturii de rapiță, con- 17 comitent cu cea a amelioratorului de sol, irigarea la 2...3 zile de la mulcire cu 240...250 m³/ha apă, pregătirea patului germinativ și însămânțarea unei culturi de porumb, hibrid mediu, la 19 o densitate de 5...7 boabe germinabile/m², după 12...14 zile de la mulcirea culturii de rapiță; întreținerea culturii de porumb până la jumătatea lunii mai, când se aplică o fertirigare cu 21

   240.. .250 m³/ha, cu o doză de 60...80 kg/ha îngrășăminte complexe, care conțin 12...15% azot, 5...7% fosfor, 20...24% potasiu și 2..3% microelemente; întreținerea culturii de porumb 23 și recoltarea ei, inclusiv a tulpinilor de porumb, până la mijlocul lunii septembrie din anul al doilea, eliberarea terenului și pregătirea acestuia pentru o cereală de toamnă, cu reluarea 25 asolamentului.