Результат интеллектуальной деятельности: СРЕДСТВО ДЛЯ БОРЬБЫ С БОЛЕЗНЯМИ ПШЕНИЦЫ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к средствам для борьбы с болезнями пшеницы и повышения ее урожайности.

В настоящее время в сельском хозяйстве для борьбы с болезнями многих сельскохозяйственных культур, в том числе пшеницы и картофеля, для повышения их урожайности широко применяются химические фунгициды.

Раксил компаниии Bayer CropScience [Зинченко В.А. Химическая защита растений: средства, технология и экологическая безопасность. - М.: Колос, 2005] - протравитель системного действия, используется для протравливания семян перед посадкой, действующее вещество - тебуконазол. Фалькон - многокомпонентный химический фунгицид компании Bayer CropScience [Зинченко В.А. Химическая защита растений: средства, технология и экологическая безопасность. - М.: Колос, 2005], основными компонентами которого являются спироксамин, тебуконазол, триадименол. Оба препарата повышают устойчивость растений ко многим болезням - септориозу, головневым, корневым гнилям и т.д., однако обладают недостатками всех химических фунгицидов. При возрастающих объемах применения таких чужеродных веществ их остатки или продукты метаболизма могут накапливаться в объектах природной среды, мигрировать по цепям питания и вызывать нежелательные эффекты в живой природе, губительно действуя на природную флору и фауну, а также загрязняя продукты питания, корма и питьевую воду, влиять на здоровье человека.

Задачей настоящего изобретения является создание на основе экстрактов растений с помощью специальных добавок нового средства для борьбы с болезнями пшеницы широкого спектра действия, сравнимого по эффективности с химическими фунгицидами.

Поставленная задача решается композиционным средством, содержащим экстракт древесины лиственницы, полученный при экстракции опилок смесью ацетона и этилового спирта (1:1 по объему), соль 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты с N,N'-тетраметилдиаминометаном и экстракт смеси лишайников рода Usnea при следующем соотношении компонентов:

Экстракт древесины лиственницы, содержащий в качестве основного компонента дигидрокверцетин, широко применим в сельском хозяйстве, способствует увеличению урожайности сельскохозяйственных культур и снижению поражаемости разными болезнями [В.А.Бабкин, Л.А.Остроухова, С.Г.Дьячкова, Ю.К.Святкин, Д.В.Бабкин, Н.А.Онучина. / Химия в интересах устойчивого развития. 5. (1997), 105-115].

2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д), вещество с высокой биологической активностью, относится к синтетическим регуляторам роста растений [Баскаков Ю.А., Шаповалов А.А. Регуляторы роста растений. М.: Знание, 1982]. Аминная соль 2,4-Д широко используется в сельском хозяйстве как гербицид, не действующий на злаковые, в том числе пшеницу [Чканников Д.И., Соколов М.С.Гербицидное действие 2,4-Д и других галоидфеноксикислот. М.: Наука, 1973].

Экстракт смеси лишайников рода Usnea, полученный троекратным кипячением воздушно-сухой смеси лишайников в изопропиловом спирте и содержащий в качестве основного компонента усниновую кислоту - вещество с мощными фунгицидными свойствами. Известно средство БИОКЛАД [RU 2331194] на основе спиртового экстракта лишайников рода Cladonia, базовым веществом которого также является усниновая кислота. При использовании средства БИОКЛАД сбор зерна возрастал относительно контроля на 3.2 ц/га (при протравливании Раксилом - на 2.4 ц/га).

Использование экстракта лишайников рода Usnea более экономично, чем экстрактов лишайников рода Cladonia, так как лишайники рода Usnea могут быть собраны как отходы лесозаготавливающей промышленности. Кроме того, БИОКЛАД, несмотря на его высокую фунгицидную активность, не совсем удобен в использовании, так как представляет собой порошок, образующий с горячей водой нестойкую суспензию.

Эффективность применения заявляемого композиционного средства, названного нами ЛАРУС, изучали в двух однофакторных полевых опытах на посевах яровой пшеницы Новосибирская 29, размещенной по паровому предшественнику. Химические препараты - Раксил (0,5 л/т) и Фалькон (0,6 л/га) использовали в качестве эталонов. Повторность опыта четырехкратная, размещение вариантов по обработке семян систематическое, по обработке посевов - рандомизированное (площадь делянок составила 50,4 и 17,5 м² соответственно обработкам).

Заявляемое средство ЛАРУС представляет собой водный раствор смеси компонентов, что очень удобно в использовании. Для обработки семян и вегетирующих посевов препарат разбавляли водой до нужной концентрации и наносили в количествах, соответствующих эксперименту.

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Получение средства ЛАРУС

1. Получение экстракта древесины лиственницы

100 г воздушно-сухих опилок лиственницы экстрагируют троекратно в литровой круглодонной колбе при нагревании до 75°С в смеси 300 мл ацетона и 300 мл этилового спирта. После удаления растворителя получают 12,2 г (12,2%) вязкой коричневой массы, содержащей в качестве основного вещества дигидрокверцетин (по данным ВЭЖХ).

2. Получение соли 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты с N,N'-тетраметилдиаминометаном

Бисамин (N,N'-тетраметилдиаминометан) синтезируют по методике [Organic Synthesis, Coll. Voll. 6, p.474 (1988); Vol.59, p.153 (1979)] из водных растворов формальдегида и диметиламина.

Соль 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) с бисамином получают при смешивании кислоты и амина в соотношении 1:1 по молям в водном растворе. В коническую колбу загружают 0.85 г белого порошка 2,4-Д в 3.5 мл воды, к полученной суспензии при перемешивании на магнитной мешалке прикалывают 0.40 г бисамина. После полного растворения белого порошка 2,4-Д смесь выдерживают при перемешивании 3 час. Получают 5.16 г желтоватого раствора с 1.25 г аминной соли. Разбавляют до 10 г водой для удобства использования.

3. Получение экстракта лишайников рода Usnea

Воздушно-сухую смесь лишайников Usnea (110 г) измельчают и экстрагируют трижды при кипячении (по 4 час) изопропиловым спиртом. Из объединенных экстрактов растворитель удаляют простой перегонкой, следы растворителя удаляют на ротационном испарителе при выдерживании на бане в течение 30 мин. Получают 7.6 г (6.9%) твердого экстракта коричневого цвета. Основная компонента экстракта - усниновая кислота (по данным ВЭЖХ). К 0.03 г экстракта Usnea добавляют каплю жидкого мыла («Мыло жидкое для технических целей», ТУ 9144-080-00279611-2001, производство ОАО Селенгинский ЦКК), тщательно растирают шпателем до однородной желто-коричневой массы, разбавляют горячей (50-60°С) водой до 1.60 г.

4. Получение заявляемого средства

В пенициллиновый флакон отбирают 0.2 г экстракта лиственницы, по весу добавляют 0.008 г раствора соли 2,4-Д с бисамином (0.001 г соли, 0.5% композиции) и 0.108 г раствора экстракта Usnea (0.002 г экстракта, 1.0% композиции). Получают средство ЛАРУС.

Для испытаний на пшенице к средству добавляют 0.1 г жидкого мыла, тщательно растирают шпателем, получают однородную коричневую массу, которую доводят до 10 г водой по весу.

Пример 2. Влияние предпосевной обработки семян новым средством ЛАРУС на фитосанитарное состояние и продуктивность яровой пшеницы

Средство используют для протравливания семян перед посевом. Химический препарат Раксил (0,5 л/т) используют в качестве эталона. Повторность опыта четырехкратная, размещение вариантов систематическое, площадь делянок 50,4 м². Норма расхода рабочей жидкости составила 10 л/т семян.

Проведенные полевые исследования показывают, что оздоровление посевного материала средством ЛАРУС оказывает положительное действие на густоту стояния растений пшеницы: в фазе 2-3 листа она повысилась на 6,0% (на 37 раст./м²) (табл.1). К моменту уборки урожая результаты в вышеупомянутом варианте немного возрастают до 7,7%, или на 40 шт./м². Обработка семян Раксилом максимально увеличивает густоту стояния растений - на 11,7 и 16,3% соответственно фазам развития пшеницы, или на 73 и 85 шт./м².

При предпосевной обработке семян средством ЛАРУС получают значительное увеличение высоты растений пшеницы в период ее цветения - 7.4 см (12.6%) (табл.2). Раксил уступил заявляемому средству, увеличивая показатель лишь на 3,9 см (6,6%).

Наибольший прирост надземной биомассы в обе фазы учета отмечают в варианте с препаратом ЛАРУС - 33,7 и 34,8% соответственно. При учете биомассы корней в фазе цветения максимальное накопление получают при применении средства ЛАРУС - 54.7%. В варианте с химическим эталоном Раксил получают накопление надземной и подземной биомассы относительно контроля ниже заявляемого средства по трем показателям: надземная биомасса в фазы кущения и цветения, корневая биомасса в фазу цветения - 22,9 и 25,5, 50,8% соответственно.

При обработке семян средством ЛАРУС (табл.3) получают подавление развития корневых гнилей в 4 раза в фазе кущения, что уступает химическому эталону, где пораженность болезнью снизилась в 6,2 раза относительно контроля. К фазе молочно-восковой спелости наблюдают значительный эффект от защитных мероприятий на варианте ЛАРУС, где степень развития болезни снизилась в 2,6 раза. Химический протравитель Раксил по эффективности лишь ненамного превысил этот показатель, снизив развитие корневых гнилей в 2,9 раза.

При оздоровлении посевного материала заявляемым средством ЛАРУС получают прирост сбора зерна на 1,6 ц/га (6,5%) (табл.4). Химический эталон максимально повышает уровень урожайности на 3,6 ц/га (14,6%), обеспечивая достоверную разницу с контролем.

При обработке семян средством ЛАРУС и Раксилом получают положительное влияние на все основные элементы структуры урожая пшеницы. По изучаемым показателям заявляемое средство ЛАРУС незначительно уступает химическому эталону (табл.5).

Пример 3. Эффективность опрыскивания посевов яровой пшеницы в фазе кущения и фазе колошения средством ЛАРУС

Препараты используют для опрыскивания посевов в фазе кущения и колошения культуры (0,1 мл в 100 мл раствора). Химический препарат Фалькон (0,6 л/га) используют в качестве эталона. Повторность опыта четырехкратная, размещение вариантов рандомизированное, площадь делянок 17,5 м². При обработке посевов в период вегетации норма расхода рабочей жидкости 200 л/га.

При опрыскивании растений пшеницы в фазе кущения средством ЛАРУС обеспечивают рост накопления надземной биомассы на 54,8 г/м² (12,7%) по сравнению с контролем. При обработке посевов в фазе колошения оба средства - ЛАРУС и Фалькон - снижают надземную биомассу растений пшеницы. При учете биомассы корней ее прирост получают одинаковым в вариантах ЛАРУС и Фалькон; увеличение корневой массы - 3,2 г/м² (6,9%) (табл.6).

При опрыскивании посевов в фазе колошения пшеницы средством ЛАРУС снижают развитие септориоза на 62%, Фальконом - на 83%. Несмотря на то что эффект снижения распространения болезни выше для химического фунгицида Фалькон, получают значительную прибавку урожая в варианте ЛАРУС - 6,0 ц/га (30,4%); увеличение сбора зерна в варианте с Фальконом на 5.0 ц/га (25,2%) относительно контроля, что ниже, чем при обработке посевов средством ЛАРУС в колошение пшеницы (табл.7).

Лучшую прибавку массы 1000 зерен - 1,2 г (3,4%) - получают от опрыскивания пшеницы средством ЛАРУС в фазы кущения и колошения. На химическом эталоне Фалькон получают прибавку массы 1000 зерен на одном уровне со средством ЛАРУС - 1,1 г (3,2%).

Результаты по изучению влияния обработки посевов средством ЛАРУС в период вегетации на структурные показатели урожайности указывают на их рост относительно контроля (табл.8). Опрыскиванием посевов пшеницы в фазе колошения фунгицидом Фалькон обеспечивают увеличение количества зерен в колосе - на 46,2% и массы зерна в колосе - на 47,2%.

Таким образом, применением средства ЛАРУС в фазе колошения получают рост урожайности (6,0 ц/га) выше, чем при применении химического препарат Фалькон на этой же стадии вегетации.

Таким образом, созданное на основе экстракта древесины лиственницы с помощью специальных добавок новое средство ЛАРУС для борьбы с болезнями пшеницы обладает широким спектром действия, сравнимым по эффективности с химическими фунгицидами, но, в отличие от химических фунгицидов, не действует губительно на окружающую среду.

При этом:

1. Средство для борьбы с болезнями пшеницы ЛАРУС, которое используют для предпосевной обработки семян, дает:

- увеличение высоты растений пшеницы в период ее цветения - 7.4 см (12.6%) (табл.3), что превосходит эталон Раксил, который увеличивает этот показатель лишь на 3,9 см (6,6%);

- прирост надземной биомассы в обе фазы учета - 33,7 и 34,8%, накопление биомассы корней в фазе цветения - 54.7%, что лучше, чем в варианте с химическим эталоном Раксил, при использовании которого вышеперечисленные показатели - 22,9 и 25,5, 50,8% соответственно;

- значительный эффект снижения развития корневых гнилей от применения средства ЛАРУС, где показатель развития болезни снизился в 2,6 раза; химический протравитель Раксил по эффективности лишь ненамного превысил этот показатель, снизив развитие корневых гнилей в 2,9 раза.

2. Средство для борьбы с болезнями пшеницы ЛАРУС, которое используют при опрыскивании посевов яровой пшеницы в фазе кущения и фазе колошения, дает:

- прирост биомассы корней одинаковый в вариантах ЛАРУС и Фалькон; увеличение корневой массы - 3,2 г/м² (6,9%);

- значительную прибавку урожая при обработке растений средством ЛАРУС в фазе колошения - 6,0 ц/га (30,4%), что превосходит вариант с химическим фунгицидом Фалькон - увеличение сбора зерна на 5.0 ц/га (25,2%);

- прибавку массы 1000 зерен - 1,2 г (3,4%) - получают от опрыскивания пшеницы средством ЛАРУС в фазы кущения и колошения, на одном уровне с препаратом Фалькон - 1,1 г (3,2%).