RU2221357C2

RU2221357C2 - Method for creating of favorable conditions for timely germination of crop plant seeds applied into frozen soil before spring snow melting

Info

Publication number: RU2221357C2
Application number: RU2001135689/13A
Authority: RU
Inventors: Г.П. Кузнецов
Original assignee: Кузнецов Геннадий Петрович
Priority date: 2001-12-24
Filing date: 2001-12-24
Publication date: 2004-01-20

Abstract

FIELD: agriculture, in particular, protection of seeds from soil moisture upon multiple snow melting and soil freezing. SUBSTANCE: method involves protecting each seed with enclosure made of material with water-repellent properties; placing in each enclosure carrier highly populated with microorganisms habitable in soil of each sown field, with microorganisms being subjected to selection during accumulation of biomass; introducing into carrier growth medium microorganisms similar to seed enclosure material. Upon heating of soil to stable temperature above 0 C, microorganisms destruct enclosure. EFFECT: increased efficiency in creating favorable conditions for seed germination.

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству и, в частности, может быть использовано для предотвращения гибели проростков семян яровых культур, внесенных в мерзлую почву, во время продолжительных ранневесенних оттепелей, когда почва на глубине заделки семян прогревается до положительных температур, а затем вновь промерзает. The invention relates to agriculture and, in particular, can be used to prevent the death of seedlings of spring crops introduced into frozen soil during prolonged early spring thaws, when the soil at the depth of seed placement is warmed up to positive temperatures, and then freezes again.

Попытки разработки агротехнических приемов возделывания яровых культур, при которых растениями должна была усваиваться почвенная влага до ее испарения из-за установления жаркой сухой погоды после схода снежного покрова, известны с древних времен. Так, например, российские земледельцы даже сложили пословицу: "Сей овес в грязь - будешь князем". Attempts to develop agrotechnical methods for the cultivation of spring crops, in which the plants had to absorb soil moisture before it evaporated due to the establishment of hot dry weather after the snow cover had melted, have been known since ancient times. So, for example, Russian farmers even put together a proverb: "This oats into the mud - you will be a prince."

Ученые установили, что в случае заделки в почву свежеубранных семян яровой пшеницы в период с августа по октябрь они будут дозревать от пяти до семи месяцев без прорастания [1], а дадут ростки только весной после оттаивания почвы. Scientists have found that in the case of planting freshly harvested spring wheat seeds in the soil from August to October, they will ripen for five to seven months without germination [1], and will only sprout in the spring after thawing the soil.

Другие специалисты сельского хозяйства предложили способ зимнего посева сельскохозяйственных, лесных и декоративных культур [2], по которому семена должны вноситься зимой в борозды, образованные в мерзлой почве, с последующей заделкой их мелкой земляной крошкой и засыпкой слоем снега. Other agricultural experts proposed a method of winter sowing of agricultural, forest and ornamental crops [2], according to which the seeds should be applied in winter to furrows formed in frozen soil, followed by covering them with fine earth crumb and backfilling with a layer of snow.

Запатентованные агротехнические приемы имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что не предусмотрена защита семян от почвенной влаги в периоды продолжительных ранневесенних оттепелей, когда почва прогревается до положительных температур на глубине заделки семян, в результате чего семена начинают прорастать, а при последующих промерзаниях почвы проростки гибнут. Patented agricultural techniques have a significant disadvantage in that the seeds are not protected from soil moisture during periods of prolonged early spring thaws, when the soil warms up to positive temperatures at the depth of seed placement, as a result of which the seeds begin to germinate, and with subsequent freezing of the soil, seedlings die .

Задачей настоящего изобретения является разработка способа защиты семян, внесенных в мерзлую почву до весеннего снеготаяния, от влаги в периоды ранневесенних продолжительных оттепелей, одновременно обеспечивающего создание благоприятных условий для прорастания семян в прогревшейся до устойчивых положительных температур почве, когда растения могут усваивать для своего развития запасы почвенной влаги. The objective of the present invention is to develop a method of protecting seeds introduced into frozen soil before spring snowmelt from moisture during periods of early spring long thaws, while simultaneously creating favorable conditions for seed germination in soil warm up to stable positive temperatures, when plants can absorb soil reserves for their development moisture.

Решить поставленную задачу предлагается путем включения предназначенных к заделке в мерзлую почву семян, перемешанных с крупинками специально приготовленной смеси, в оболочки из материала, не пропускающего почвенную влагу к семенам. It is proposed to solve the problem by including seeds intended for seeding in frozen soil mixed with grains of a specially prepared mixture in shells made of a material that does not allow soil moisture to pass to the seeds.

Для приготовления смеси нужного состава до промерзания почвы с каждого поля, намеченного к засеву яровыми культурами, заготавливаются пробы земли из пахотного слоя. В специальных помещениях с постоянной положительной температурой в емкостях с водой необходимо растворить микроэлементы, содержащие азот, магний, калий, фосфор, добавить в растворы пробы земли с каждого участка полей в отдельные емкости, после чего ввести в полученные смеси вещество с водоотталкивающими свойствами, например парафин, представляющий собой смесь предельных углеводородов состава С₁₈Н₃₈ - С₃₅Н₇₂. В каждой емкости осуществляется процесс селекции из природного сообщества микроорганизмов, обитавших в пробах земли, тех культур микроорганизмов, которые способны усваивать для своего питания углерод, входящий в состав вещества с водоотталкивающими свойствами, введенного в емкости со смесью вышеуказанного состава. После переработки всего объема углерода оценивается способность прошедших селекцию микроорганизмов к деструкции вещества с водоотталкивающими свойствами до такого состояния, когда молекулы воды смогут проникать сквозь оболочку, изготовленную из такого вещества.To prepare a mixture of the required composition before freezing the soil from each field, planned for sowing by spring crops, samples of the earth are harvested from the arable layer. In special rooms with a constant positive temperature in water containers, it is necessary to dissolve trace elements containing nitrogen, magnesium, potassium, phosphorus, add soil samples from each field site to solutions in separate containers, and then introduce a substance with water-repellent properties into the mixture, for example paraffin , which is a mixture of saturated hydrocarbons with the composition C ₁₈ H ₃₈ - C ₃₅ H ₇₂ . In each tank, a selection process is carried out from the natural community of microorganisms that lived in samples of the earth, of those cultures of microorganisms that are able to assimilate carbon, which is part of a substance with water-repellent properties, introduced into containers with a mixture of the above composition. After processing the entire volume of carbon, the ability of the selected microorganisms to degrade a substance with water-repellent properties to a state where water molecules can penetrate a shell made of such a substance is evaluated.

Одновременно определяется остаточное количество микроэлементов в растворе с биомассой прошедших селекцию микроорганизмов для определения необходимого количества носителя, который должен быть насыщен микроорганизмами и впоследствии вместе с семенами заключен в оболочку из парафина с соблюдением обычных в сельскохозяйственной практике доз минеральных удобрений в пересчете на каждое семя конкретной культуры с учетом состояния почвы полей, предназначенных к засеву подготовленными таким способом семенами. В качестве носителя прошедших селекцию микроорганизмов может быть использовано такое полезное для почв вещество, как, например, опилки лиственных пород деревьев. Путем полива опилок водным раствором, содержащим биомассу прошедших селекцию микроорганизмов, за двадцать дней при поддержании температуры носителя на уровне 30^oC носитель будет готов к использованию после постепенного снижения его температуры до отрицательной, когда микроорганизмы перейдут в состояние анабиоза. Промороженные опилки необходимо раздробить до мелких фракций, сопоставимых, например, с размерами просяного семени, и хранить их в помещениях с постоянной отрицательной температурой.At the same time, the residual amount of trace elements in the solution with the biomass of the selected microorganisms is determined to determine the required amount of the carrier, which must be saturated with microorganisms and subsequently enclosed with the paraffin shell along with the seeds in compliance with the usual doses of mineral fertilizers in agricultural practice in terms of each seed of a particular crop with taking into account the soil condition of the fields intended for sowing seeds prepared in this way. As a carrier of microorganisms that have been selected, such a substance useful for soils as, for example, sawdust of deciduous trees can be used. By watering the sawdust with an aqueous solution containing the biomass of the selected microorganisms, for twenty days while maintaining the temperature of the carrier at 30 ^o C, the carrier will be ready for use after a gradual decrease in its temperature to negative, when the microorganisms go into a state of suspended animation. Frozen sawdust must be crushed to fine fractions, comparable, for example, with the size of a millet seed, and stored in rooms with a constant negative temperature.

Подготовленные к внесению в мерзлую почву семена вводятся в оболочки из парафина вместе с опилками, заселенными прошедшими селекцию микроорганизмами, в пропорции, обеспечивающей соблюдение норм расхода минеральных удобрений в пересчете на каждое семя. Герметизация входных отверстий оболочек после заполнения их семенами и опилками производится известными методами, например путем введения в устья входных отверстий капелек разогретого до температуры плавления парафина при сохранении отрицательных температур вокруг самих оболочек. Загерметизированные оболочки с находящимися в них семенами и опилками должны храниться до внесения в мерзлую почву в помещениях с постоянной отрицательной температурой для того, чтобы микроорганизмы на опилках не вышли из состояния анабиоза. Seeds prepared for application in frozen soil are introduced into paraffin shells together with sawdust populated by microorganisms that have been selected in a proportion that ensures compliance with the norms of consumption of mineral fertilizers in terms of each seed. Sealing the inlet openings of the shells after filling them with seeds and sawdust is carried out by known methods, for example, by introducing droplets of paraffin heated to the melting temperature into the mouths of the inlet openings while maintaining negative temperatures around the shells themselves. Sealed casings with seeds and sawdust in them must be stored until they are introduced into frozen soil in rooms with a constant negative temperature so that the microorganisms on the sawdust do not get out of suspended animation.

Внесение в мерзлую почву семян, защищенных вышеописанным способом оболочками, может осуществляться в течение всего морозного периода, что позволяет планировать проведение этих работ в зависимости от количества имеющейся техники в каждом хозяйстве. Семена, защищенные оболочками из водонепроницаемого материала, даже при оттаивании почвы во время продолжительных ранневесенних оттепелей не подвергаются воздействию почвенной влаги и не прорастают. The introduction of seeds protected by shells into the frozen soil can be carried out during the entire frosty period, which allows us to plan the implementation of these works depending on the amount of equipment available in each farm. Seeds protected by shells of waterproof material, even when thawing the soil during prolonged early spring thaws, are not exposed to soil moisture and do not germinate.

После весеннего снеготаяния и прогревания почвы до устойчивых положительных температур выходят из состояния анабиоза микроорганизмы, населяющие носитель внутри каждой оболочки, и возобновляют свою жизнедеятельность. Для своего питания микроорганизмы усваивают углерод, которым богат парафин оболочек, в результате чего происходит деструкция вещества оболочек, и оболочки уже не могут преграждать доступ почвенной влаги к семенам. Смоченные почвенной влагой семена в прогревшейся до положительных температур почве быстро прорастают и активно развиваются, используя такие благоприятные факторы, как обилие солнечной энергии и достаточное количество влаги в почве. After spring snow melting and warming the soil to stable positive temperatures, the microorganisms inhabiting the carrier inside each shell exit the state of suspended animation and resume their vital activity. For their nutrition, microorganisms absorb carbon, which is rich in shell paraffin, resulting in the destruction of shell material, and shells can no longer block the access of soil moisture to seeds. Seeds moistened with soil moisture in a soil warmed up to positive temperatures quickly sprout and actively develop using such favorable factors as the abundance of solar energy and a sufficient amount of moisture in the soil.

Широкое использование настоящего изобретения можно прогнозировать на основании следующих факторов. Управляемость продолжительностью периода деструкции оболочек семян путем варьирования их толщиной с учетом активности микроорганизмов, прошедших селекцию с питанием именно таким же веществом, создает возможность внесения в мерзлую почву семян любых яровых культур, что позволит выращивать нужные растения в тех климатических зонах, в которых незащищенные оболочками семена, внесенные в почву до весеннего снеготаяния, давали проростки во время продолжительных ранневесенних оттепелей, погибавшие при последующих промерзаниях почвы. Кроме этого, немаловажное значение имеет экологическая чистота описанного способа защиты семян, так как вносимые культуры микроорганизмов отбираются путем естественной селекции из числа тех видов микроорганизмов, которые постоянно живут в почвах каждого конкретного поля. The widespread use of the present invention can be predicted based on the following factors. The controllability of the length of the destruction period of seed shells by varying their thickness, taking into account the activity of microorganisms that have been selected with the same substance, makes it possible to introduce any spring crops into frozen soil, which will allow you to grow the desired plants in those climatic zones in which seeds are unprotected by shells , introduced into the soil before spring snowmelt, gave seedlings during prolonged early spring thaws, dying during subsequent freezing of the soil. In addition, the ecological purity of the described method of seed protection is of no small importance, since the introduced cultures of microorganisms are selected by natural selection from among those types of microorganisms that constantly live in the soils of each specific field.

Источники информации
1. Патент Российской Федерации 2045148 С1, А 01 С 7/00, опубликован в 1995 г.Sources of information
1. Patent of the Russian Federation 2045148 C1, A 01 C 7/00, published in 1995

2. Авторское свидетельство СССР 104942, кл. 45 b, 10, заявлено в ноябре 1955 г. за 14309/453884 в Министерство сельского хозяйства СССР. 2. Copyright certificate of the USSR 104942, cl. 45 b, 10, announced in November 1955 for 14309/453884 to the USSR Ministry of Agriculture.

Claims

A method of creating favorable conditions for the timely germination of seeds of cultivated plants introduced into frozen soil before spring snowmelt, including a set of agrotechnical methods for preparing soil for fields intended for cultivation of spring crops, as well as technology for applying seeds to frozen soil with special mechanisms, characterized in that each seed is protected by a sheath of waterproof material before being introduced into the frozen soil, and a carrier inhabited by a microorg is placed in the shell together with the seed isms that lived in the soil of each sown field before the onset of the frosty period and subsequently were selected in the process of building up their biomass in specialized production facilities with constantly maintained comfortable conditions for their reproduction, where a substance similar to carbon is introduced into the nutrient medium for microorganisms seed shell material.