Средство для защиты растений "Агройод"

Изобретение - средство для защиты растений “Агроиод” относится к средствам защиты растений и может быть использовано в сельском хозяйстве для борьбы с болезнями растений вирусной, бактериальной и грибковой этиологии.

Такой широкий спектр действия предлагаемого средства для защиты растений “Агроиод”, и особенно его высокая эффективность в отношении возбудителей вирусных инфекций обусловлен тем, что в состав средства входит водорастворимый комплекс йода с поверхностно-активным веществом.

Известно большое количество йодсодержащих средств, которые характеризуются различными свойствами. Их используют, в основном в медицине и ветеринарии, как дезинфицирующие, антисептические, кровоостанавливающие, раздражающие, отвлекающие, противовоспалительные и ранозаживляющие средства. [Машковский М.Д. Лекарственные средства. - 15-е изд., перераб., испр. и доп. - М: ООО «Издательство Новая Волна», 2006. - С. 701-703, 937-938.]

Средства, содержащие либо выделяющие йод в свободной форме, обладают широким спектром хорошо выраженного антимикробного (антибактериального, фунгицидного, противовирусного и противопротозойного) действия. У микроорганизмов к таким средствам, в отличие от антибактериальных (антибиотики), не возникает резистентности даже при длительном применении.

Наиболее известны следующие препараты: Йодметроксид (патент RU 2080864, 1997г.), Савейодим (патент UA 59974 A, 7 A61K9/08, 2003 г.), Цитросоль (патент RU 2189238, 2000 г.), Йодпротектин (патент RU 2490008 ), Йодтриэтиленгликоль (ИТЭГ)-А (патент RU 2107501, 1998 г.). Растворение йода в воде достигается включением в препарат таких растворителей как диметилсульфоксид, глицерин и триэтиленгликоль, а также йодида калия. Все препараты характеризуются невысоким содержанием йода.

Существует целый ряд препаратов, в которых растворение йода в воде достигается за счет включения в состав средства неионогенных водорастворимых полимеров - производных полиэтиленгликоля (ПЭГ), поливинилового спирта (ПВС), поливинилпироллидона и др. с которыми йод за счет невалентного взаимодействия образует различные комплексы.

Известен лекарственный препарат Йодинол, который получают смешением водного раствора йода в йодистом калии с поливиниловым спиртом при соотношении поливиниловый спирт : йод : йодистый калий : вода 9-10:1-1,2:3-4:1-7, антисептик Йодопирон, представляющий собой смесь комплекса поливинилпирролидон - калия иодид с 1% содержанием активного йода (Государственный реестр лекарственных средств. Официальное издание: в 2 т.- М.: Медицинский совет, 2009. - Т.2, ч.1 - 568 с.; ч.2 - 560 с.), препарат Монклавит-1 - (http://www.monclavit.ru) - лекарственное антисептическое и дезинфицирующее средство широкого спектра действия, представляющее собой водно-полимерную систему на основе йода в форме комплекса поли-N-виниламидациклосульфойодида.

Известно дезинфицирующее средство Йод-неонол (UA 60088 A, 7A61K33/18, 2003 г.), используемое в ветеринарии. Оно представляет собой водный раствор - концентрат, содержащее йод кристаллический 4.8-5.2%, диметилсульфоксид 4.8-5.2%, неонол АФ 9-12 33.0-37.0%, натрий фосфорнокислый двухзамещенный 09-1.1%, который перед употреблением разводится водой в соотношении 1: 20.

Известно дезинфицирующее средство йодез (патент RU 2080079, 1997 г.). Согласно описанию указанное средство получают путем смешивания йода кристаллического с продуктом сополимеризации оксидов этилена и пропилена и спиртов фракции C₁₂-C₁₄. Йод и сополимер берут в соотношении (5-15): (95-85). Реакцию осуществляют при 34-42°C. LD₅₀ «Йодеза» составляет 360 мг/кг (белые мыши). Основным недостатком описанного способа является нестабильность получаемого препарата (снижение содержания активного йода при хранении составляет 7-20%). Кроме того, процесс приготовления препарата с высоким содержанием йода требует длительного выдерживания йода с носителем - сополимером из-за плохой растворимости йода.

Однако все перечисленные выше препараты используются для дезинфекции только в медицине и ветеринарии, при попытке использовать «Йодез» для защиты растений оказалось, что его водные растворы обладают обжигающим действием листовой поверхности и стеблей растений, что серьезно ограничивает его использование в сельском хозяйстве.

Известны патенты США №2742736; 2853416 и 2853417, в которых описаны композиции йода с N-винилпирролидоном, используемые для защиты растений от болезней, вызываемых нематодами и насекомыми. Известен патент ЕР №1018883, описывающий сложную композицию, содержащую йод как в ионной форме, так и в молекулярной (комплексообразующий агент в патенте не указан), кроме основного активного вещества - йода, композиция содержит вторичные активные компоненты - инсектициды, фунгициды, гербициды и т.д., есть упоминание о наличии в композиции эмульгаторов, масла, минеральных солей, органических и минеральных кислот.

Недостатком описанных средств является сложность их состава, высокая стоимость отдельных компонентов, входящих в состав композиции и сложность получения водорастворимых соединений йода (например, получение комплекса йода с поливинилпирролидоном). Кроме того, поверхность листа растений покрыта гидрофобными липидными соединениями (восками), что препятствует равномерному смачиванию и длительному удержанию рабочего раствора на поверхности.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ получения дезинфицирующего средства (патент RU 2236854, 2004 г.). Указанное средство получают путем комплексообразования йода с продуктами полимеризации окиси этилена и пропилена с жирными спиртами (синтанолы) и алкилфенолами (неонолы). В качестве неионогенного ПАВ и органического растворителя могут использоваться этиленгликоль, триэтиленгликоль, низкомолекулярные полиэтилен-, полипропиленгликоли и из сополимеры (проксанолы). Ингредиенты берут в следующем соотношении: йод кристаллический 10-20%, комплексообразующий компонент 30-70%, поверхностно-активное вещество 15-20%.

Препарат получивший название Фармайод, хорошо растворяется в воде, обладает высокой эффективностью против различных бактерий, микрогрибов и вирусов. В патенте (RU 2282356, 2006 г.) приведены результаты испытаний, показывающие высокую эффективность препарата против фитопатогенной микрофлоры при отсутствии фитотоксичности.

Однако кристаллический йод плохо растворим в большинстве органических растворителей, оксиэтилированных спиртах и алкилфенолах. Это требует длительного нагревания и перемешивания компонентов, что приводит к образованию высокотоксичных для человека летучих паров йода и сильной коррозии оборудования. Используемые в прототипе растворители - этиленгликоль, триэтиленгликоль являются токсичными для человека и животных, а полиэтилен- и полипропиленгликоли обладают невысокой эффективностью как поверхностно-активные вещества.

Для устранения этих недостатков, для борьбы с болезнями растений бактериальной, вирусной и грибковой этиологии, предлагается композиция, содержащая водорастворимый продукт взаимодействия йода с органическим реагентом, органический растворитель, вспомогательное неионогенное поверхностно-активное соединение в следующих соотношениях (%% весовые):

Йод 3-25

Диметилсульфоксид 10-25

Пропиленгликоль 25-45

Неионогенное ПАВ 35-40

В качестве органического реагента для образования комплекса с йодом используют соединения, относящиеся к этоксилированным алкилфенолам, в частности неонол. Это же вещество выступает в рабочем растворе как в роли компексообразователя, связывающего йод, так и поверхностно-активного вещества - смачивателя, необходимого для достижения равномерного распределения и длительного удерживания рабочего раствора предлагаемого средства на листовой поверхности.

В качестве растворителя используют диметилсульфоксид и пропиленгликоль. Диметилсульфоксид, в отличие от гликолей, полигликолей, этоксилированных жирных спиртов и алкилфенолов (неонола), хорошо растворяет йод при слабом нагревании, что существенно облегчает процесс смешения компонентов. Кроме того, диметилсульфоксид способствует переносу действующих веществ через биологические мембраны клеток, усиливая их действие. Пропиленгликоль, в отличие от используемых в других рецептурах этиленгликоля и диэтиленгликоля, является нетоксичным для человека растворителем.

Особенностью предлагаемого изобретения является ранее неизвестная композиция водорастворимого органического соединения йода, гидрофильных растворителей и вспомогательного поверхностно-активного вещества, обеспечивающая высокую антибактериальную, противовирусную, противогрибковую активность средства, при отсутствии фитотоксичности.

По параметрам острой пероральной и накожной токсичности все сочетания средства относятся к III-IV классу малоопасных веществ.

Пары средства при ингаляционном воздействии не опасны (IV класс малоопасных веществ по летучести).

Все компоненты, входящих в состав препаративной формы средства, смешиваются с водой в любых соотношениях. Средство используют в виде водных растворов для аэрозольной обработки вегетирующих растений и для обработки корневой системы как при обнаружении заболеваний, так и с профилактической целью.

Содержание активного йода в рабочих водных растворах (определяемое с помощью титрования тиосульфатом натрия) составляет 0,0005-0.5%.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Пример 1.Приготовление препаративной формы.

10 г кристаллического йода поместили в плоскодонную колбу, куда внесли 10 г диметилсульфоксида, предварительно разогретого до 50°С и растворили йод при перемешивании. Полученный раствор йода при перемешивании прилили к 40 г пропиленгликоля, предварительно разогретого до 50°С, а затем к полученному раствору добавили 40 г предварительно разогретого до 50°С моноалкилфенилового эфира полиэтиленгликоля (неонол АФ-9-12). Смесь перемешивали при температуре 45-50°С в течение 0,5 часов. Для обработки растений готовили рабочий раствор средства в воде с содержанием йода 0,005%.

Пример 2. Влияние препарата на общую обсемененность кокосового субстрата.

Общую обсемененность кокосового субстрата до и после обработки йодсодержащими препаратами, определяли пользуясь стандартными микробиологическими методами. В опытах использовали кокосовый субстрат компании BIO GROW со структурой Натурал. В химические стаканы помещали навеску кокосового субстрата, равную 50 г, и увлажняли 30 мл исследуемого раствора препарата. Исследовали концентрации: 0,01; 0,02; 0,03 об.%. препарата «Агройод». Для сравнения использовали препарат «Фармайод». Результаты микробиологического анализа обсемененности кокосового субстрата после обработки различными концентрациями препаратов представлены в таблице 1.

Таблица 1

Общая обсемененность влажного кокосового субстрата (в КОЕ/г)

Как видно из полученных результатов оба препарата существенно снижают общую обсемененность кокосового субстрата в исследуемых интервалах концентраций при длительности воздействия один час. При концентрациях 0.01% и 0.02% препарат Агройод показал активность примерно в 1.5 раза более высокую, чем Фармайод. Следовательно, в исследуемых концентрациях возможно использование препарата Агройод для обеззараживания кокосового субстрата.

Пример 3. Исследование фунгицидной активности препарата.

Исследовалось действие препаратов «Агройод» и «Фармайод» на фитопатогенный гриб Fusarium oxysporum в двух физиологических состояниях: споры и вегетативные клетки. Для этого споры или вегетативные клетки гриба наносились на фильтровальную бумагу. Далее полученные образцы обрабатывались аэрозольным раствором, содержащим исследуемый препарат в исследованной концентрации (0,01; 0,02; 0,03 об.%.) и помещались на поверхность агаризованной питательной среды в Чашках Петри и плотно прижимались к поверхности агара. Объем препарата, пошедшего на однократную обработку, составлял 0,2 мл на 100 см² . В качестве контроля брали аналогичные образцы, но не обработанные препаратом. Чашки Петри с образцами помещали в термостат при температуре 28°С и через 5 суток фиксировали рост колоний на поверхности фильтровальной бумаги. По результатам испытаний было установлено, что оба исследуемых препарата в концентрациях 0,01; 0,02; 0,03 об.% полностью угнетают рост фитопатогена, находящегося в обоих состояниях - споровом и вегетативном. Следовательно, исследуемый препарат «Агройод» обладает не менее сильным фунгицидным действием в заданном интервале концентраций, чем препарат «Фармайод».

Пример 4. Фунгицидные свойства препарата «Агройод» изучались в федеральном государственном бюджетном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии (ФГБНУ ВНИИФ). Исследования проводились в Волгоградской области. Изучались фунгицидные свойства препарата при обработке почвы, семян и и вегетирующих растений.

Эффективность композиции проверялась при следующих заболеваниях

овощных тепличных культур томата и огурца, вызванных:

1. На томате закрытого грунта (гибрид Аттия F₁):

- корневые гнили,

- фузариоз,

- ложная мучнистая роса,

- фитофтороз,

- чёрная ножка,

- ризоктониоз

- вирус томатной мозаики;

2. На огурце закрытого грунта (гибрид Гравиния F₁₎:

- корневые гнили,

- фузариоз,

- ложная мучнистая роса,

- фитофтороз,

- чёрная ножка,

- ризоктониоз,

- вирус табачной мозаики,

- бактериальное увядание огурца;

Проводилось замачивание семян в растворе препарата, полив почвы, опрыскивание растений в период вегетации. Кратность обработок: три, пять раз. Используемая аппаратура: ручной ранцевый опрыскиватель «Жук» ОГ-112, 12 л. Расход рабочей жидкости: при поливе почвы 10 л на 5 м², при опрыскивании растений от 0,1 до 1 л/м² в зависимости от размера растений.

Томаты - Схема опыта: представлена в таблице 2.

Таблица 2

Схема опыта

Результаты испытаний: приведены в таблицах 3 и 4.

Таблица 3.

Эффективность препарата Агройод, ВР (йодполимерный комплекс с концентрацией активного йода 100 г/л) против болезней томата в Волгоградской области, 2016 г.

Таблица 4

Влияние препарата Агройод, ВР (йодполимерный комплекс с концентрацией активного йода 100 г/л) на урожайность томатов защищённого грунта в условиях Волгоградской области в 2016 г.

Огурцы - Схема опыта: представлена в таблице 5.

Таблица 5

Результаты испытаний: представлены в таблицах 6 и 7.

Таблица 6

Эффективность препарата Агройод, ВР (йодполимерный комплекс

с концентрацией активного йода 100 г/л) против болезней огурца

в Волгоградской области, 2016 г.

Таблица 7

Влияние препарата Агройод, ВР (йодполимерный комплекс с концентрацией активного йода 100 г/л) на урожайность огурца защищённого грунта в условиях Волгоградской области в 2016 г.

Период защитного действия фунгицида:

- корневые гнили - 18-20 дней,

- фузариоз - 10-15 дней,

- ложная мучнистая роса - 7 -10 дней,

- фитофтороз - 10-15 дней,

- чёрная ножка - 7-10 дней,

- ризоктониоз - 10-15 дней,

- вирус табачной мозаики - 18-20 дней,

- бактериальное увядание огурца - 18-20 дней;

По результатам оценки действия фунгицида Агройод ВР (йодполимерный комплекс с концентрацией активного йода 100 г/л) в различные фазы развития растений томата и огурца в защищённом грунте четвёртой световой зоны установлено, что данный препарат эффективен против грибковых и вирусных заболеваний. Биологическая эффективность фунгицида Агройод ВР для томатов составляет от 54,72 до 80,3%, а для огурцов 51,56 до 83,33%.