Способ повышения урожайности зерновых культур путем предпосевного опрыскивания семян и опрыскивания растений в поздний период вегетации экологически чистым водным раствором пероксида водорода природной концентрации
Способ повышения урожайности зерновых культур путем предпосевного опрыскивания семян и опрыскивания растений в поздний период вегетации экологически чистым водным раствором пероксида водорода природной концентрации
Академик РАН Д.С. Стребков (1)
М.И. Будник* (2)(3), В.Ю. Душков (2),
Л.М. Апашева (2), А.В. Лобанов (2), Е.Н. Овчаренко (2), В.В. Турбин (3),
М.В. Розанцев (3), А.М. Беляков (4), академик РАН К.Н. Кулик (4)
(1)Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, Москва, Россия
(2)Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской Академии наук, Москва, Россия
(3)Научно-производственное объединение “Экопероксид водорода”,
Московская область, Россия
(4)Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской Академии наук, Волгоград, Россия
*e-mail: ziraf@mail.ru
На основе разработанной природоподобной технологии получения экологически чистого водного раствора пероксида водорода природной концентрации без химических стабилизирующих добавок проведена его экспериментальная апробация в полевых условиях на разных стадиях развития озимой пшеницы «Саратовская-90».
Ключевые слова: пероксид водорода, природоподобная технология, экопероксид, биологическая активность.
Пероксид водорода – это уникальное низкомолекулярное соединение, играющее существенную роль в жизнедеятельности растений. Г.Г. Комиссаров в результате многолетних исследований в области фотобионики пришел к однозначному выводу – “в природе нет чистой воды, в ней всегда присутствует примесь – пероксид водорода” [1, цит. с. 155].
Действительно, еще в конце XIX века было обнаружено, что концентрация пероксида водорода в Московском регионе России за период с 1874 по 1894 гг. составила “въ дождевой водѣ 0,4–1 мгр. на 1 литръ” [2, цит. с. 215], или 11.8-29.4 мкмоль/л, при этом верхняя граница по данным Шене соответствовала концентрации в “грозовом дожде” [3, цит. с. 31].
Для сравнения в морском дожде в районе Западной Атлантики установлено колебание концентрации пероксида водорода от 84×10-7 до 206×10-7 моль/л, или от 8.4 до 20.6 мкмоль/л, а в районе Мексиканского залива – от 114×10-7 до 820×10-7 моль/л, или от 11.4 до 82.0 мкмоль/л при среднем ее значении соответственно 127×10-7 и 402×10-7 моль/л, или 12.7 и 40.2 мкмоль/л [4], что приближается к параметрам дождевой воды в Московском регионе России.
На 1-2 порядка меньше концентрация пероксида водорода определяется в поверхностной пресной и морской воде по сравнению с дождевой. Так, например, в реке Волга концентрация пероксида водорода для чистых участков реки находилась в пределах 20-60 мкг/л, или 0.6-1.8 мкмоль/л [5], а в морской воде Мексиканского залива концентрация пероксида водорода определялась на уровне 5.5 мкг/л, или 0.16 мкмоль/л [6].
Наиболее адекватным методом измерения концентрации пероксида водорода в вышеуказанных диапазонах является йодометрический метод [7].
Оценка годового потока H2O2 в водных осадках показала, что ежегодно с осадками на Землю попадает 2.1011 молей пероксида водорода, то есть около 107 тонн [8], что позволяет считать образование H2O2 в атмосфере основным источником пероксида водорода на Земле, при этом он обнаруживается повсеместно на Земле – в дождевой воде над морем и сушей, в морской и пресной воде с концентрацией в диапазоне десяток и сотен мкмоль/л. Это согласуется с точкой зрения Д.И. Менделеева: “Чѣмъ слабѣе растворъ перекиси водорода въ водѣ, темъ онъ постояннѣе” [9, цит. с. 152], что является фундаментальным условием, обеспечивающим участие пероксида водорода в биологических процессах, в частности, в жизнедеятельности растений.
Однако широкое применение пероксида водорода в растениеводстве сдерживается отсутствием технологии производства экологически чистого пероксида водорода природной концентрации.
В настоящее время для получения пероксида (перекиси) водорода используют электрохимический метод через надсерную кислоту и органический метод жидкофазного окисления изопропилового спирта согласно ГОСТ 177-88 “Водорода перекись. Технические условия”. При этом получаемый высококонцентрированный раствор Н2О2 содержит токсические стабилизаторы (серную кислоту, мышьяк и др.), добавляемые для замедления разложения пероксида водорода, которые не позволяют использовать его в растениеводстве.
Известно, что в атмосфере Земли в результате молекулярного поглощения электромагнитной энергии солнечного излучения, а также под воздействием атмосферных электрических искровых разрядом возникает фотодиссоциация, например:
Для получения экологически чистых водных растворов пероксида водорода (далее – экопероксид) природной концентрации без каких-либо химических стабилизирующих добавок авторским коллективом создан природоподобный способ и устройство, а именно: при высокоэнергетическом бесконтактном воздействии на воду стримерами высоковольтного электрического разряда [10].
Экспериментальную апробацию экопероксида проводили на полях Нижнего Поволжья, в частности, в степном районе Саратовской области на темно-каштановых почвах при выращивании озимой пшеницы сорта «Саратовская 90» (семейство зерновых) в период с 09.2020 г. по 08.2021 г.
Было выделено три группы семян массой ⁓1000 кг в каждой.
Первая группа – контрольная, семена предварительно обрабатывались 20 л местной природной воды.
Вторая группа – опытная, семена предварительно обрабатывались 20 л экопероксида с концентрацией 5 мкмоль/л (далее – экопероксид-5).
Третья группа – опытная, семена предварительно обрабатывались 20 л экопероксида с концентрацией 50 мкмоль/л (далее – экопероксид-50).
Предварительную обработку семян проводили в начале сентября 2020 г., а именно: на полиэтилен рассыпались семена, после чего каждую группу семян равномерно орошали соответственно местной природной водой, растворами экопероксида-5 и экопероксида-50, после тщательного перемешивания семена засыпали в мешки и выдерживали 12 часов в тени. Затем на следующий день каждую группу семян высевали агрегатом сеялок за один проход на ⁓5 га поля таким образом, что общая площадь посева составила ⁓15 га при ширине прохода между группами – 0.7-1 м.
Качественная экспресс-оценка показала, что в опытных группах озимая пшеница взошла на 2-3 дня раньше.
Количественная оценка озимой пшеницы в фазе трубкования (середина мая 2021 г.) представлена в таблице 1.
Таблица 1. Характеристика озимой пшеницы сорта “Саратовская 90” в фазе трубкования при обработке семян местной природной водой, растворами экопероксида-5 и экопероксида-50
Ключевые слова: пероксид водорода, природоподобная технология, экопероксид, биологическая активность.
Пероксид водорода – это уникальное низкомолекулярное соединение, играющее существенную роль в жизнедеятельности растений. Г.Г. Комиссаров в результате многолетних исследований в области фотобионики пришел к однозначному выводу – “в природе нет чистой воды, в ней всегда присутствует примесь – пероксид водорода” [1, цит. с. 155].
Действительно, еще в конце XIX века было обнаружено, что концентрация пероксида водорода в Московском регионе России за период с 1874 по 1894 гг. составила “въ дождевой водѣ 0,4–1 мгр. на 1 литръ” [2, цит. с. 215], или 11.8-29.4 мкмоль/л, при этом верхняя граница по данным Шене соответствовала концентрации в “грозовом дожде” [3, цит. с. 31].
Для сравнения в морском дожде в районе Западной Атлантики установлено колебание концентрации пероксида водорода от 84×10-7 до 206×10-7 моль/л, или от 8.4 до 20.6 мкмоль/л, а в районе Мексиканского залива – от 114×10-7 до 820×10-7 моль/л, или от 11.4 до 82.0 мкмоль/л при среднем ее значении соответственно 127×10-7 и 402×10-7 моль/л, или 12.7 и 40.2 мкмоль/л [4], что приближается к параметрам дождевой воды в Московском регионе России.
На 1-2 порядка меньше концентрация пероксида водорода определяется в поверхностной пресной и морской воде по сравнению с дождевой. Так, например, в реке Волга концентрация пероксида водорода для чистых участков реки находилась в пределах 20-60 мкг/л, или 0.6-1.8 мкмоль/л [5], а в морской воде Мексиканского залива концентрация пероксида водорода определялась на уровне 5.5 мкг/л, или 0.16 мкмоль/л [6].
Наиболее адекватным методом измерения концентрации пероксида водорода в вышеуказанных диапазонах является йодометрический метод [7].
Оценка годового потока H2O2 в водных осадках показала, что ежегодно с осадками на Землю попадает 2.1011 молей пероксида водорода, то есть около 107 тонн [8], что позволяет считать образование H2O2 в атмосфере основным источником пероксида водорода на Земле, при этом он обнаруживается повсеместно на Земле – в дождевой воде над морем и сушей, в морской и пресной воде с концентрацией в диапазоне десяток и сотен мкмоль/л. Это согласуется с точкой зрения Д.И. Менделеева: “Чѣмъ слабѣе растворъ перекиси водорода въ водѣ, темъ онъ постояннѣе” [9, цит. с. 152], что является фундаментальным условием, обеспечивающим участие пероксида водорода в биологических процессах, в частности, в жизнедеятельности растений.
Однако широкое применение пероксида водорода в растениеводстве сдерживается отсутствием технологии производства экологически чистого пероксида водорода природной концентрации.
В настоящее время для получения пероксида (перекиси) водорода используют электрохимический метод через надсерную кислоту и органический метод жидкофазного окисления изопропилового спирта согласно ГОСТ 177-88 “Водорода перекись. Технические условия”. При этом получаемый высококонцентрированный раствор Н2О2 содержит токсические стабилизаторы (серную кислоту, мышьяк и др.), добавляемые для замедления разложения пероксида водорода, которые не позволяют использовать его в растениеводстве.
Известно, что в атмосфере Земли в результате молекулярного поглощения электромагнитной энергии солнечного излучения, а также под воздействием атмосферных электрических искровых разрядом возникает фотодиссоциация, например:
О3+hν → О2+O*;
О2+hν → 2O*;
Н2О+hν → H*+OH*;
OH*+hν → H*+O*.
При взаимодействии последних в атмосфере образуется Н2О2 – пероксид водорода.
Для получения экологически чистых водных растворов пероксида водорода (далее – экопероксид) природной концентрации без каких-либо химических стабилизирующих добавок авторским коллективом создан природоподобный способ и устройство, а именно: при высокоэнергетическом бесконтактном воздействии на воду стримерами высоковольтного электрического разряда [10].
Экспериментальную апробацию экопероксида проводили на полях Нижнего Поволжья, в частности, в степном районе Саратовской области на темно-каштановых почвах при выращивании озимой пшеницы сорта «Саратовская 90» (семейство зерновых) в период с 09.2020 г. по 08.2021 г.
Было выделено три группы семян массой ⁓1000 кг в каждой.
Первая группа – контрольная, семена предварительно обрабатывались 20 л местной природной воды.
Вторая группа – опытная, семена предварительно обрабатывались 20 л экопероксида с концентрацией 5 мкмоль/л (далее – экопероксид-5).
Третья группа – опытная, семена предварительно обрабатывались 20 л экопероксида с концентрацией 50 мкмоль/л (далее – экопероксид-50).
Предварительную обработку семян проводили в начале сентября 2020 г., а именно: на полиэтилен рассыпались семена, после чего каждую группу семян равномерно орошали соответственно местной природной водой, растворами экопероксида-5 и экопероксида-50, после тщательного перемешивания семена засыпали в мешки и выдерживали 12 часов в тени. Затем на следующий день каждую группу семян высевали агрегатом сеялок за один проход на ⁓5 га поля таким образом, что общая площадь посева составила ⁓15 га при ширине прохода между группами – 0.7-1 м.
Качественная экспресс-оценка показала, что в опытных группах озимая пшеница взошла на 2-3 дня раньше.
Количественная оценка озимой пшеницы в фазе трубкования (середина мая 2021 г.) представлена в таблице 1.
Таблица 1. Характеристика озимой пшеницы сорта “Саратовская 90” в фазе трубкования при обработке семян местной природной водой, растворами экопероксида-5 и экопероксида-50
Примечание:
- в снопе 5 растений, статистический анализ проводили по 7 снопам;
- различия достоверны по сравнению с характеристиками озимой пшеницы, обработанной водой, по t-критерию Стьюдента с уровнем значимости * р<0.05; ** р<0.01;
- показатели высоты и массы корня в контрольной и двух опытных группах не различались.
Ниже табличные данные представлены в виде гистограммы, где за 100% приняты показатели озимой пшеницы в фазе трубкования в контрольной группе семян, обработанных местной природной водой (рис. 2).
- в снопе 5 растений, статистический анализ проводили по 7 снопам;
- различия достоверны по сравнению с характеристиками озимой пшеницы, обработанной водой, по t-критерию Стьюдента с уровнем значимости * р<0.05; ** р<0.01;
- показатели высоты и массы корня в контрольной и двух опытных группах не различались.
Ниже табличные данные представлены в виде гистограммы, где за 100% приняты показатели озимой пшеницы в фазе трубкования в контрольной группе семян, обработанных местной природной водой (рис. 2).
Рисунок 2. Характеристика озимой пшеницы сорта “Саратовская 90” в фазе трубкования при обработке семян местной природной водой, растворами
экопероксида-5 и экопероксида-50
Как видно из гистограммы, более высокие показатели имеют место в опытных группах по сравнению с контрольной, при этом наибольшие значения характерны для экопероксида с концентрацией 5 мкмоль/л, и что особенно ценно – максимальная разница между контролем (местная природная вода) и раствором экопероксида-5 наблюдается при измерении сухой массы надземной части.
В поздний вегетационный период между фазами трубкования и молочно-восковой спелости озимой пшеницы проводили однократное опрыскивание половины каждого из трех участков, то есть по 2,5 га в первой, второй и третьей группах соответственно. Опрыскивание проводили раствором экопероксида-5 с помощью самоходного штангового опрыскивателя «Туман-3». Вторую половину вышеуказанных участков оставили без опрыскивания.
Сравнительная характеристика сухой массы надземной части снопа озимой пшеницы в фазе молочно-восковой спелости с опрыскиванием раствором экопероксида-5 и без опрыскивания в поздний вегетационный период представлена в таблице 2.
Таблица 2. Сухая масса надземной части снопа озимой пшеницы сорта «Саратовская 90» в фазе молочно-восковой спелости с опрыскиванием экопероксидом-5 и без опрыскивания в поздний вегетационный период в группах с различным предпосевным опрыскиванием семян
В поздний вегетационный период между фазами трубкования и молочно-восковой спелости озимой пшеницы проводили однократное опрыскивание половины каждого из трех участков, то есть по 2,5 га в первой, второй и третьей группах соответственно. Опрыскивание проводили раствором экопероксида-5 с помощью самоходного штангового опрыскивателя «Туман-3». Вторую половину вышеуказанных участков оставили без опрыскивания.
Сравнительная характеристика сухой массы надземной части снопа озимой пшеницы в фазе молочно-восковой спелости с опрыскиванием раствором экопероксида-5 и без опрыскивания в поздний вегетационный период представлена в таблице 2.
Таблица 2. Сухая масса надземной части снопа озимой пшеницы сорта «Саратовская 90» в фазе молочно-восковой спелости с опрыскиванием экопероксидом-5 и без опрыскивания в поздний вегетационный период в группах с различным предпосевным опрыскиванием семян
Примечание:
(1) в снопе 5 растений, статистический анализ проводился по 7 снопам;
** различия достоверны по сравнению с сухой массой надземной части снопа озимой пшеницы первой контрольной группы «Вода» по t-критерию Стьюдента с уровнем значимости р<0,01.
Как видно из таблицы 2, во всех группах при опрыскивании растений раствором экопероксида-5 в вегетационный период наблюдали тенденцию к более высоким показателям сухой массы надземной части снопа по сравнению с такими же показателями, но без опрыскивания растений в вегетационный период, при этом происходило последовательное увеличение разницы в сухой массе надземной части снопа от первой контрольной группы («Вода») к третьей опытной группе («Экопероксид-50»). Наибольшая сухая масса надземной части снопа имела место в третьей опытной группе с опрыскиванием растений в вегетационный период («Экопероксид-50»).
Кроме того, в среднем на одном кусту озимой пшеницы в третьей опытной группе («Экопероксид-50») с опрыскиванием растений раствором экопероксида-5 в поздний вегетационный период образовалось 7 колосьев, что на 1-2 колоса больше по сравнению с таким же показателем в остальных группах.
Более высокие показатели сухой массы снопа во всех группах с опрыскиванием растений раствором экопероксида-5 в поздний вегетационный период, а также наибольшее количество колосьев, сформировавшихся на одном кусту в третьей опытной группе с опрыскиванием, закономерно нашли свое подтверждение при уборке урожая 12 июля 2021 года, что отражено в таблице 3.
Таблица 3. Урожайность и процентное содержание зерна по массе в снопе озимой пшеницы сорта «Саратовская 90» с опрыскиванием экопероксидом-5 и без опрыскивания в поздний вегетационный период в группах с различным предпосевным опрыскиванием семян
(1) в снопе 5 растений, статистический анализ проводился по 7 снопам;
** различия достоверны по сравнению с сухой массой надземной части снопа озимой пшеницы первой контрольной группы «Вода» по t-критерию Стьюдента с уровнем значимости р<0,01.
Как видно из таблицы 2, во всех группах при опрыскивании растений раствором экопероксида-5 в вегетационный период наблюдали тенденцию к более высоким показателям сухой массы надземной части снопа по сравнению с такими же показателями, но без опрыскивания растений в вегетационный период, при этом происходило последовательное увеличение разницы в сухой массе надземной части снопа от первой контрольной группы («Вода») к третьей опытной группе («Экопероксид-50»). Наибольшая сухая масса надземной части снопа имела место в третьей опытной группе с опрыскиванием растений в вегетационный период («Экопероксид-50»).
Кроме того, в среднем на одном кусту озимой пшеницы в третьей опытной группе («Экопероксид-50») с опрыскиванием растений раствором экопероксида-5 в поздний вегетационный период образовалось 7 колосьев, что на 1-2 колоса больше по сравнению с таким же показателем в остальных группах.
Более высокие показатели сухой массы снопа во всех группах с опрыскиванием растений раствором экопероксида-5 в поздний вегетационный период, а также наибольшее количество колосьев, сформировавшихся на одном кусту в третьей опытной группе с опрыскиванием, закономерно нашли свое подтверждение при уборке урожая 12 июля 2021 года, что отражено в таблице 3.
Таблица 3. Урожайность и процентное содержание зерна по массе в снопе озимой пшеницы сорта «Саратовская 90» с опрыскиванием экопероксидом-5 и без опрыскивания в поздний вегетационный период в группах с различным предпосевным опрыскиванием семян
Примечание:
различия достоверны по t-критерию Стьюдента с уровнем значимости:
* р<0,05, ** р<0,01, *** р<0,001;
(1) урожайность определялась по 7 снопам, каждый сноп собирали с 0,25 м2;
(2) различия достоверны по сравнению с группами «Вода» с опрыскиванием раствором экопероксида-5 по t-критерию Стьюдента;
(3),(4) различия достоверны по сравнению с группами «Вода» без опрыскивания по t-критерию Стьюдента;
(5) различия достоверны по сравнению с группами «Вода»5 без опрыскивания по t-критерию Стьюдента.
Как следует из таблицы 3, в конечном результате наиболее высокие показатели урожайности и процентного содержания зерна по массе в снопе имеют место в третьей опытной группе «Экопероксид-50», в которой производили предпосевное опрыскивание семян раствором экопероксида-50 и однократное опрыскивание растений раствором экопероксида-5 в поздний вегетационный период между фазами трубкования и молочно-восковой спелости.
Сравнение урожайности третьей опытной группы «Экопероксид-50» с опрыскиванием с урожайностью в первой контрольной («Вода») группе с опрыскиванием и в первой контрольной («Вода») группе без опрыскивания в поздний вегетационный период показало, что в первом случае повышение урожайности составило 152% (32,0х100%/21,0), а во втором случае – 200% (32,0х100%/16,0).
Сравнение процентного содержания зерна по массе в снопе в третьей опытной группе «Экопероксид-50» с опрыскиванием с аналогичным показателем в первой контрольной («Вода») группе с опрыскиванием и без опрыскивания показало, что имеет место повышение процентного содержания зерна по массе в снопе на 123% (37,8х100%/30,7) и 190% (37,8х100%/19,9) по сравнению с первой контрольной («Вода») группой с опрыскиванием и без опрыскивания соответственно.
Однако очень важно отметить:
- даже только одно предпосевное опрыскивание семян зерновых культур экологически чистым водным раствором пероксида водорода природной концентрации без опрыскивания зерновых культур в поздний вегетационный период привело к существенному достоверному повышению как урожайности до 127% (20,3х100%/16,0) во второй («Экопероксид-5») и до 168% (26,9х100%/16,0) в третьей («Экопероксид-50») опытных группах по сравнению с первой контрольной группой, так и процентного содержания зерна по массе в снопе до 117% (23,3х100%/19,9) во второй опытной группе («Экопероксид-5») по сравнению с первой контрольной («Вода») группой и до 148% (29,4х100%/19,9) в третьей опытной группе («Экопероксид-50») по сравнению также с первой контрольной («Вода») группой;
- даже только однократное опрыскивание зерновых культур в поздний вегетационный период экологически чистым водным раствором пероксида водорода природной концентрации без предпосевного опрыскивания семян зерновых культур привело к существенному достоверному повышению как урожайности до 131% (21,0х100%/16,0), так и процентного содержания зерна по массе в снопе до 154% (30,7х100%/19,9) в первой контрольной («Вода») группе с опрыскиванием по сравнению с первой контрольной («Вода») без опрыскивания.
Проведено сравнение полученных результатов урожайности в первой контрольной («Вода») группе без опрыскивания и третьей опытной группе («Экопероксид-50») с опрыскиванием с официальными данными по уборке урожая 2021 года озимой пшеницы в Саратовской области на 30.06.2021 г. (таблица 4).
Таблица 4. Сравнение урожайности озимой пшеницы, полученной в первой контрольной («Вода») группе без опрыскивания и третьей опытной группе («Экопероксид-50») с опрыскиванием, с официальными данными по уборке урожая 2021 года в Саратовской области на 30.06.2021 г.
различия достоверны по t-критерию Стьюдента с уровнем значимости:
* р<0,05, ** р<0,01, *** р<0,001;
(1) урожайность определялась по 7 снопам, каждый сноп собирали с 0,25 м2;
(2) различия достоверны по сравнению с группами «Вода» с опрыскиванием раствором экопероксида-5 по t-критерию Стьюдента;
(3),(4) различия достоверны по сравнению с группами «Вода» без опрыскивания по t-критерию Стьюдента;
(5) различия достоверны по сравнению с группами «Вода»5 без опрыскивания по t-критерию Стьюдента.
Как следует из таблицы 3, в конечном результате наиболее высокие показатели урожайности и процентного содержания зерна по массе в снопе имеют место в третьей опытной группе «Экопероксид-50», в которой производили предпосевное опрыскивание семян раствором экопероксида-50 и однократное опрыскивание растений раствором экопероксида-5 в поздний вегетационный период между фазами трубкования и молочно-восковой спелости.
Сравнение урожайности третьей опытной группы «Экопероксид-50» с опрыскиванием с урожайностью в первой контрольной («Вода») группе с опрыскиванием и в первой контрольной («Вода») группе без опрыскивания в поздний вегетационный период показало, что в первом случае повышение урожайности составило 152% (32,0х100%/21,0), а во втором случае – 200% (32,0х100%/16,0).
Сравнение процентного содержания зерна по массе в снопе в третьей опытной группе «Экопероксид-50» с опрыскиванием с аналогичным показателем в первой контрольной («Вода») группе с опрыскиванием и без опрыскивания показало, что имеет место повышение процентного содержания зерна по массе в снопе на 123% (37,8х100%/30,7) и 190% (37,8х100%/19,9) по сравнению с первой контрольной («Вода») группой с опрыскиванием и без опрыскивания соответственно.
Однако очень важно отметить:
- даже только одно предпосевное опрыскивание семян зерновых культур экологически чистым водным раствором пероксида водорода природной концентрации без опрыскивания зерновых культур в поздний вегетационный период привело к существенному достоверному повышению как урожайности до 127% (20,3х100%/16,0) во второй («Экопероксид-5») и до 168% (26,9х100%/16,0) в третьей («Экопероксид-50») опытных группах по сравнению с первой контрольной группой, так и процентного содержания зерна по массе в снопе до 117% (23,3х100%/19,9) во второй опытной группе («Экопероксид-5») по сравнению с первой контрольной («Вода») группой и до 148% (29,4х100%/19,9) в третьей опытной группе («Экопероксид-50») по сравнению также с первой контрольной («Вода») группой;
- даже только однократное опрыскивание зерновых культур в поздний вегетационный период экологически чистым водным раствором пероксида водорода природной концентрации без предпосевного опрыскивания семян зерновых культур привело к существенному достоверному повышению как урожайности до 131% (21,0х100%/16,0), так и процентного содержания зерна по массе в снопе до 154% (30,7х100%/19,9) в первой контрольной («Вода») группе с опрыскиванием по сравнению с первой контрольной («Вода») без опрыскивания.
Проведено сравнение полученных результатов урожайности в первой контрольной («Вода») группе без опрыскивания и третьей опытной группе («Экопероксид-50») с опрыскиванием с официальными данными по уборке урожая 2021 года озимой пшеницы в Саратовской области на 30.06.2021 г. (таблица 4).
Таблица 4. Сравнение урожайности озимой пшеницы, полученной в первой контрольной («Вода») группе без опрыскивания и третьей опытной группе («Экопероксид-50») с опрыскиванием, с официальными данными по уборке урожая 2021 года в Саратовской области на 30.06.2021 г.
Примечание:
(1) средняя урожайность озимой пшеницы в Саратовской области на 30.06.2021 года по данным Саратовского филиала ФГБУ «Центр Агроаналитики» (источник информации:
https://specagro.ru/news/202106/v-saratovskoy-oblasti-nachalas-uborochnaya-kampaniya);
(2) средняя урожайность озимой пшеницы в Саратовской области на 12.07.2021 года в экспериментальных группах.
Сравнение убедительно показало, что экспериментальные данные урожайности без предпосевного опрыскивания семян зерновых культур экологически чистым водным раствором пероксида водорода природной концентрации (первая контрольная группа «Вода») практически совпадают с официальными, а процент повышения урожайности в группе с лучшими экспериментальными данными (третья опытная группа «Экоперкосид-50») по сравнению с первой контрольной («Вода») группой и официальными данными отличается всего лишь на 4%.
Таким образом, предпосевное опрыскивание семян зерновых культур и опрыскивание зерновых культур в поздний вегетационный период экологически чистым водным раствором пероксида водорода природной концентрации является высокоэффективным агротехническим приемом по существенному повышению урожайности зерновых культур, при этом даже только одно предпосевное опрыскивание семян зерновых культур или однократное опрыскивание зерновых культур в поздний вегетационный период приводит к существенному повышению урожайности зерновых культур, а предпосевное опрыскивание семян зерновых культур и опрыскивание зерновых культур в поздний вегетационный период повышают урожайность ещё в большей степени.
Дальнейшие исследования в этом направлении и распространение данной биотехнологии на другие сельскохозяйственные культуры будут иметь большое значение при решении задач, поставленных в Доктрине продовольственной безопасности Российской Федерации, утвержденной Указом Президентом России от 21 января 2020 г.,
в частности, для «обеспечения населения качественной и безопасной пищевой продукцией», а также в рамках реализации Федеральной научно-технической программы (ФНТП) развития сельского хозяйства, которая будет продлена до 2030 года. Увеличить срок ее действия на пять лет и обеспечить финансирование предложил Президент России В.В. Путин в ходе совещания по вопросам научно-технического обеспечения развития АПК 11 октября 2021 года. Глава государства при этом подчеркнул, что разработанные в ходе реализации ФГТП новые технологии должны незамедлительно находить применение в аграрном секторе.
Экологически чистый водный раствор пероксида водорода может быть использован как в мелких хозяйствах (фермерских, приусадебных участках, садово-огородных товариществах, городских огородах), так и в крупных сельскохозяйственных предприятиях, специализирующихся на выращивании различных сельскохозяйственных культур, в том числе с использованием теплиц, технологий аэро- и гидропоники, капиллярного полива, в районах с высокой солнечной радиацией, с коротким световым днём и за полярным кругом, в нежилых подземных помещениях и специальных фортификационных сооружениях без естественного солнечного освещения, а также в условиях длительной автономной экспедиции, включая автономное подводное плавание, полярную экспедицию и многомесячный космический полёт.
Перспективно применение данной технологии также при лесоразведении и лесовосстановлении после пожаров.
По результатам данной работы подана Международная заявка на изобретение «Способ повышения урожайности зерновых культур путем предпосевного опрыскивания семян и опрыскивания растений в поздний период вегетации экологически чистым водным раствором пероксида водорода природной концентрации» № PCT/RU2021/000556 от 08/12/2021 г.
(1) средняя урожайность озимой пшеницы в Саратовской области на 30.06.2021 года по данным Саратовского филиала ФГБУ «Центр Агроаналитики» (источник информации:
https://specagro.ru/news/202106/v-saratovskoy-oblasti-nachalas-uborochnaya-kampaniya);
(2) средняя урожайность озимой пшеницы в Саратовской области на 12.07.2021 года в экспериментальных группах.
Сравнение убедительно показало, что экспериментальные данные урожайности без предпосевного опрыскивания семян зерновых культур экологически чистым водным раствором пероксида водорода природной концентрации (первая контрольная группа «Вода») практически совпадают с официальными, а процент повышения урожайности в группе с лучшими экспериментальными данными (третья опытная группа «Экоперкосид-50») по сравнению с первой контрольной («Вода») группой и официальными данными отличается всего лишь на 4%.
Таким образом, предпосевное опрыскивание семян зерновых культур и опрыскивание зерновых культур в поздний вегетационный период экологически чистым водным раствором пероксида водорода природной концентрации является высокоэффективным агротехническим приемом по существенному повышению урожайности зерновых культур, при этом даже только одно предпосевное опрыскивание семян зерновых культур или однократное опрыскивание зерновых культур в поздний вегетационный период приводит к существенному повышению урожайности зерновых культур, а предпосевное опрыскивание семян зерновых культур и опрыскивание зерновых культур в поздний вегетационный период повышают урожайность ещё в большей степени.
Дальнейшие исследования в этом направлении и распространение данной биотехнологии на другие сельскохозяйственные культуры будут иметь большое значение при решении задач, поставленных в Доктрине продовольственной безопасности Российской Федерации, утвержденной Указом Президентом России от 21 января 2020 г.,
в частности, для «обеспечения населения качественной и безопасной пищевой продукцией», а также в рамках реализации Федеральной научно-технической программы (ФНТП) развития сельского хозяйства, которая будет продлена до 2030 года. Увеличить срок ее действия на пять лет и обеспечить финансирование предложил Президент России В.В. Путин в ходе совещания по вопросам научно-технического обеспечения развития АПК 11 октября 2021 года. Глава государства при этом подчеркнул, что разработанные в ходе реализации ФГТП новые технологии должны незамедлительно находить применение в аграрном секторе.
Экологически чистый водный раствор пероксида водорода может быть использован как в мелких хозяйствах (фермерских, приусадебных участках, садово-огородных товариществах, городских огородах), так и в крупных сельскохозяйственных предприятиях, специализирующихся на выращивании различных сельскохозяйственных культур, в том числе с использованием теплиц, технологий аэро- и гидропоники, капиллярного полива, в районах с высокой солнечной радиацией, с коротким световым днём и за полярным кругом, в нежилых подземных помещениях и специальных фортификационных сооружениях без естественного солнечного освещения, а также в условиях длительной автономной экспедиции, включая автономное подводное плавание, полярную экспедицию и многомесячный космический полёт.
Перспективно применение данной технологии также при лесоразведении и лесовосстановлении после пожаров.
По результатам данной работы подана Международная заявка на изобретение «Способ повышения урожайности зерновых культур путем предпосевного опрыскивания семян и опрыскивания растений в поздний период вегетации экологически чистым водным раствором пероксида водорода природной концентрации» № PCT/RU2021/000556 от 08/12/2021 г.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Комиссаров Г.Г. Фотосинтез: физико-химический подход. М.: Едиториал УРСС, 2003.2. Брокгауз Ф.А., Эфрон И.А. Энциклопедический словарь, статья “Перекись водорода”. СПб.: Типо-Литографiя И.А. Ефрона, 1898, т. XXIII.
3. Позин М.Е. Перекись водорода и перекисные соединения. Л., М.: ГХИ, 1951.
4. Cooper W.J., Saltzman E.S., Zika R.G. The contribution of rainwater to variability in surface ocean hydrogen peroxide // Journal of Geophysical Research. 1987. Vol. 92. P. 2970-2980. doi: 10/1029/JC092iC03p02970
5. Синельников В.Е., Демина В.И. О происхождении перекиси водорода, содержащейся в воде открытых водоемов // Гидрохимические материалы. 1974. Т. LX. С. 30-40.
6. Van Baalen C., Marler J.E. Occurrence of Hydrogen Peroxide in Sea Water // Nature. 1966. Vol. 211. P. 951. doi: 10.1038/211951a0
7. Лобанов А.В., Рубцова Н.А., Веденеева Ю.А. и др. Фотокаталитическая активность хлорофилла в образовании пероксида водорода в воде // Доклады Академии наук. 2008. Т. 421, № 6. С. 773-776.
8. Домрачев Г.А., Селивановский Д.А., Стунжас П.А. и др. Эффективность образования пероксида водорода и радикалов воды в природе / Препринт ИПФ РАН № 537. Нижний Новгород, 2000.
9. Менделѣевъ Д. Основы химiи. СПб.: Типо-литографiя М.П. Фроловой, 7-е изданiе, 1903.
10. Стребков Д.С., Будник М.И., Апашева Л.М. и др. Способ и устройство для получения экологически чистого раствора пероксида водорода из воды / Международная заявка на изобретение № PCT/RU2020/000364 от 22.07.2020.
