Инновационная технология выращивания сельскохозяйственных культур – макрокапсулирование – позволяет расширить ареол возделывания теплолюбивых растений, а также получить дополнительную прибыль за счет уменьшения рисков потери урожая в результате воздействия неблагоприятных погодных условий и экономии органических и минеральных удобрений.
Урожайность сельскохозяйственных культур и их всхожесть в значительной степени зависят от качества семенного материала. Запасы элементов питания в семенах определяют величину урожая. В свою очередь, запас питательных веществ в семенах зависит от условий выращивания данной культуры, сроков ее уборки, хранения семян и их искусственного обогащения различными удобрениями и стимуляторами роста. Высев обогащенных семян позволяет им полнее использовать питательные вещества почвы.
Одной из наиболее перспективных технологий предпосевной обработки семян является создание искусственных защитно-стимулирующих оболочек, обеспечивающих защиту семян. Кроме того, такая оболочка может содержать требуемое количество веществ, необходимых для активного роста растений (регуляторы роста, витамины, микроэлементы, препараты против болезней и вредителей), органических и минеральных удобрений, необходимых семени и проростку на ранних стадиях развития. Благодаря нанесению подобной оболочки укрупняются и унифицируются вес, форма и размер семян, что позволяет проводить их точный высев, сокращается расход семян и затраты труда на прореживание всходов. А более равномерное размещение растений в посевах уменьшает между ними конкуренцию, что способствует более равномерному созреванию урожая.
Недостатками существующих технологий дражирования семян являются невозможность с их помощью обеспечить семя всеми ингредиентами питательной смеси и регулировать состав смеси для каждой стадии развития корневой системы и ростка в начальном периоде развития растения. Подобные драже не позволяют варьировать свойства оболочки в зависимости от состава почвы и природных условий. Кроме того, они не позволяют регулировать водно-воздушный режим, от которого зависит начало и скорость формирования корневой системы и ростка. Ведь в некоторых случаях важно получить всходы раньше, поскольку нередко случается так, что влаги в почве очень мало или, наоборот, почва переувлажнена, наступает похолодание или длительное время сохраняется высокая температура.
Предложенный российскими учеными метод макрокапсулирования семян является одним из наиболее современных и эффективных инновационных агробиологических приемов предпосевной подготовки семян сельскохозяйственных культур, который обеспечивает их жизнеспособность в процессе производства и хранения, интенсивное прорастание и развитие после посева.
ХОРОШЕЕ НАЧАЛО – ПОЛОВИНА ДЕЛА
Исследования в этой области российскими учеными ведутся уже более десяти лет. Суть предложенной ими технологии заключается в том, что вокруг семени создается сферическая капсула диаметром 2-4 см, состоящая из питательных веществ органического и минерального происхождения, средств защиты от болезней и вредителей, микроэлементов, стимуляторов роста, а также препаратов, обеспечивающих внутри капсулы температуру на несколько градусов выше, чем температура почвы. Вместо того чтобы упасть в холодную землю и при понижении температуры там погибнуть, семя сможет две недели развиваться внутри капсулы, которая будет питать его и согревать, как шуба.
Из капсулы семена получают стартовое питание, которое не вымывается из прикорневого слоя, быстрее набирают сумму активных температур, необходимых для прорастания. А за счет того, что они защищены от вредителей и болезней, более энергично растут и развиваются, обеспечивая высокий урожай. По словам ведущего научного сотрудника Научно-исследовательского института органических полупродуктов и красителей (НИОПИК) Веры Калиниченко, экономическая эффективность использования макрокапсулированных семян обусловлена повышением их полевой всхожести за счет уменьшения рисков потери урожая в результате воздействия неблагоприятных погодных условий, активизированными ростовыми процессами, и, следовательно, высокой продуктивностью, а также снижением расхода органических и минеральных удобрений.
Если при использовании традиционной технологии удобрения разбрасываются равномерно на всю засеваемую площадь, то макрокапсулы обеспечивают локальную подкормку исключительно культурных растений. Соответственно снижается засоренность почвы и сокращаются объемы работ по борьбе с сорной растительностью. Использование макрокапсулированных семян также содействует снижению экологической перегрузки на окружающую среду
Ученые не сомневаются, что у этого метода большое будущее. Полевые исследования показали, что по сравнению с традиционными технологиями при применении инновационной методики макрокапсулирования урожайность культур повышается в 1,5-2 раза, а за счет экономии удобрений снижается себестоимость сельскохозяйственной продукции.
СБЫЛАСЬ МЕЧТА ХРУЩЕВА
На протяжении нескольких последних лет опыты макрокапсулирования проводились для различных культур – от кормовых и овощных до лекарственных и ароматических растений. Наиболее ярко преимущества этой технологии были продемонстрированы на примере кукурузы. Опытным полигоном для апробации новой методики было выбрано ЗАО «Дашковка» Серпуховского района Московской области. Там проводились два вида сравнительных опытов, во время которых сравнивались показатели эффективности возделывания кукурузы ранних сортов, посеянных по традиционной технологии и с использованием макрокапсулированных семян.
Урожайность зеленой массы с початками молочно-восковой спелости при использовании макрокапсул составила 75 т/га, что на 77 % превышает урожайность кукурузы в контрольном варианте с некапсулированными семенами. В варианте макрокапсулированными семенами и применением биостимуляторов урожайность зеленой массы достигда 82 т/га. Экономический эффект новой технологии, опробованной в, составил около трех миллионов рублей на 100 га в сравнении с традиционной технологией возделывании кукурузы на силос. При этом кормовая ценность силоса с применением макрокапсулирования возрастает на 35-100 %.
Из проблем, с которым столкнулись ученые при апробации методики макрокапсулирования, наибольшее значение имеет недостаточное водоснабжение высеянных семян, если макрокапсулы попадают под действие засухи. Даже локальный полив высеваемых семян, применяемый как обязательный прием, в засушливых условиях может не оказать должного эффекта. По этой причине всхожесть семян задерживалась по сравнению с некапсулированными семенами или происходила их частичная гибель. Ранний высев кукурузы в достаточно влажную землю также нежелателен из-за низких температур пахотного слоя почвы, что негативно может отразиться на жизнеспособности и всхожести семян.
К минусам новой технологии можно также отнести пока что недостаточную разработку химического состава и требуемых водно-воздушных условий макрокапсул для прорастания семян. Именно поэтому первые опыты по макрокапсулированию были неудачными, так как не была отработана технология капсулирования – состав капсул, их величина, технология применения. На следующем этапе учеными планируется провести более масштабные производственные испытания.
ДЕЛО ЗА ТЕХНИКОЙ
С помощью макрокапсул в перспективе можно выращивать не только кукурузу, но и многие другие теплолюбивые растения. Ведутся разработки по применению этой технологии для овощных культур. В случае успеха и широкого внедрения макрокапсулирования кукуруза, люцерна, соя и другие теплолюбивые растения смогут успешно созревать и приносить хорошие урожаи в регионах на 300-400 км севернее традиционного ареола распространения этих культур.
На сегодняшний день разработка аппаратурного оснащения процесса макрокапсулирования, обеспечивающего возможность практической реализации полученных результатов в промышленном масштабе, является наиболее актуальной задачей. Кроме того, широкое применение макрокапсулированных семян в России также пока сдерживается относительной дороговизной составляющих компонентов макрокапсул. Это означает, что создаваемое оборудование должно в первую очередь обеспечивать экономическую целесообразность процесса макрокапсулирования. Для этого необходимо осуществлятьпроцесс непосредственно в местах производства или хранения семян, использовать доступные и дешевые компоненты, а оборудование должно быть высокопроизводительным, непрерывного действия, простым в управлении и эксплуатации, мобильным, не требующим капитального строительства, энергосберегающим.
В качестве примера можно привести разработанную заводом «Воронежсельмаш» совместно с ГОСНИТИ линия макрокапсулирования семян, которая обеспечивает подготовку компонентов для формирования капсул в требуемой пропорции, подачу всех компонентов макрокапсулы в соответствии с ее заданным размером, контроль за соблюдением технологии и выборочную проверку всхожести овощных семян в макрокапсулах. Не исключено, что в ближайшем будущем в России появятся и предприятия, способные производить макрокапсулыв промышленных масштабах.
Анюта Цветаева