Результат интеллектуальной деятельности: Антитранспирант пленочного типа для растений на основе поливинилового спирта

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в качестве антитранспиранта пленочного типа для растений, снижающего расход воды у растений на испарение.

Известен состав пленкообразующего антитранспиранта, состоящий из парафина и полиизобутилена [Авторское свидетельство СССР №843903, МПК A01N 3/04, опубл. 07.07. 81], который обладает высокими адгезионными свойствами, эластичностью и паронепроницаемостью. Однако данный состав используется только в виноградарстве для защиты прививок и саженцев. Недостатком этого способа является то, что растворы парафина неудобно готовить в полевых условиях, так как требуется нагревание. Обработка растений такой горячей жидкостью приводит к повреждению почек и листьев.

Известна композиция на основе латекса бутилкаучука [Авторское свидетельство СССР №1724086, МПК A01G 7/06, опубл. 07.04.92]. Недостатком данного состава является то, что антитранспиранты на основе латекса образуют сплошную пленку, закупоривают устьица, нарушают воздухообмен, влагообмен и замедляют развитие растений.

Известен состав антитранспиранта на основе неионогенного поверхностно - активного полиэтоксилированного блок - сополимера полиоксипропилена [Патент US 4828602 А]. Средняя молекулярная масса блок - сополимера составляет от 2000 до 9000 и весовое соотношение пропиленоксид : этиленоксид от 9:1 до 0,7:1. Кроме этого, в состав антитранспиранта входили от 0,5 до 2,0 частей мочевины на часть указанных сополимеров, УФ - стабилизаторы (2-гидроксибензофеноны, бензотриазолы, сложные эфиры, бензотиазолы, ариламиноэтилены и 1,2-дибензоил-3-арилгуанидины), тонкоизмельченный диоксид титана, оксид алюминия и предпочтительно оксид цинка (0,5 - 10%, предпочтительно 1 - 6%). Данный антитранспирант можно наносить любым способом, например, опрыскиванием, погружением, орошением корней и других поверхностей растений. Недостатками данного изобретения является то, что при его применении для достижения желаемого эффекта требуются повторные обработки через несколько дней. Из-за высокого содержания полиоксипропилена данная композиция плохо смывается дождем, опрыскиванием или поливом.

Исследовано применение антитранспирантов Vapor Gard и ЕРАА для адаптации микроклонов винограда к условиям in vivo [Зеленянская Н.Н. Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2013. №2. С. 44-49]. Опубликованы результаты трехлетних исследований по влиянию на растения картофеля при весеннем сроке высаживания таких пленкообразующих антитранспирантов, как Vapor Gard, латекс ДММА-65, латекс одуванчика [Резник Н.Г., Кеньо И.М. Влияние норм внесения пленкообразующих препаратов на рост, развитие и урожайность картофеля при весеннем сроке высаживания. Таврический научный обозреватель. 2015. №2-2. С. 174-179.]. Препарат природного происхождения Vapor Gard, основой которого является ди-1-n-ментен (пинолин), - это один из наиболее часто используемых в настоящее время антитранспирантов. Однако он довольно дорогой и не всегда достаточно эффективный [Ребров А.Н. Некоторые аспекты регулирования водоудерживающей способности листьев винограда post vitro. В сб. ФГБНУ ВНИИВиВ Россельхозакадемии. 2013. С. 176-180.].

На протяжении нескольких десятилетий устойчивое внимание исследователей при разработке составов антитранспирантов привлекает поливиниловый спирт. Как известно, этот дешевый, доступный, нетоксичный и водорастворимый полимер находит широкое применение в различных отраслях: в текстильной и пищевой промышленности, клеевом и керамическом производстве, медицине и т.д. Он является эффективным стабилизатором, эмульгатором, поверхностно-активным веществом.

Известен способ влагоудержания в растениях хлопчатника [Авторское свидетельство СССР №1202525, МПК A01G 7/06, опубл. 07.01.86], включающий опрыскивание растений водным раствором поливинилового спирта для повышения влагоудерживающей способности растений хлопчатника и увеличения урожайности в условиях жаркого климата и засухи. Описан состав антитранспиранта [Авторское свидетельство СССР №499858, МПК A01G 7/06, опубл. 17.03.76], который наряду с поливиниловым спиртом (1 - 10% мас.) дополнительно содержит желатин (0,5 - 2% мас.) для улучшения физико-механических и физико-химических свойств антитранспиранта (прочности, адгезии, гигроскопичности). Недостатком этого состава является то, что желатин подвержен контаминации, раствор быстро портится, поэтому его следует использовать сразу после приготовления. С целью повышения эффективности и срока хранения состава предложено дополнительно вводить в него мочевину [Авторское свидетельство СССР №733559, МПК A01G 7/06, опубл. 18.05.80]. Для приготовления состава антитранспиранта берут поливиниловый спирт, приготавливают растворы концентрацией от 1 до 10% и вводят мочевину в концентрации от 0,3 до 0,6%. Полученный раствор наносят распылением на растения. Пленка, наносимая на растения, не оказывает вредного действия на обрабатываемые объекты, но потери влаги снижаются на 35 - 40%.

Наиболее близким к предлагаемому нами составу антитранспиранта на основе поливинилового спирта является состав, разработанный для сохранения свежести срезанных цветов [CN 103766329 А, 2014], принятый нами за прототип. Для реализации вышеупомянутой цели техническое решение, принятое в настоящем изобретении, представляет собой: разновидность покрывающего агента для растений.

Антитранспирант включает следующие компоненты (% мас): полимер для образования пленки - поливиниловый спирт 0,5 - 2,0%; аминосахарид хитозан 0,5 - 1,5%; бактерицидное средство - лимонная кислота 0,2 - 1,0%; эмульгирующая и стабилизирующая добавка (ПАВ) - лаурилсульфат натрия 0,05 - 0,2%; противогрибковый антибиотик - натамицин 0,05 - 0,15%; пластификатор - глицерин 0,5 - 1,5%; остальное - вода. После нанесения антитранспиранта на поверхность растений образуется однородная бесцветная и прозрачная тонкая пленка.

К недостаткам прототипа относятся многокомпонентность состава антитранспиранта и высокая стоимость отдельных компонентов, сложность обработки объектов и ограничение их ассортимента только срезанными цветами.

Задача настоящего изобретения - создание универсального и высокоэффективного антитранспиранта пленочного типа для растений на основе поливинилового спирта с возможностью опрыскивания растений, повышающего влагоудержание за счет снижения расхода воды у растений на испарение, не замедляющего их рост и развитие; использование в составе антитранспиранта минимально необходимого числа компонентов и в наименьших требуемых количествах.

Задача решается следующим образом.

Предлагается антитранспирант пленочного типа для растений на основе поливинилового спирта, характеризующийся тем, что включает поливиниловый спирт ПВС 17-88, эмульгирующие и стабилизирующие средства, в качестве которых используют оксиэтилированные сорбитаны - полисорбат 80 или полисорбат 20, пластификатор глицерин, крахмал, а также воду, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Оксиэтилированные сорбитаны (полисорбат 80 или полисорбат 20) и оксиэтилированные алкилфенолы (ОП-7), как эмульгирующие и стабилизирующие средства, улучшают распределение препарата по листовой поверхности растений. Кроме того, их введение не предполагает дополнительное применение бактерицидных и антигрибковых средств. Дополнительное введение крахмала сокращает срок разложения пленки в почве под действием различных микроорганизмов.

Непосредственно перед применением антитранспирант смешивают с водой 1:9 и полученный таким образом рабочий раствор используют для обработки растений.

Далее приведены примеры, иллюстрирующие изобретение.

Способ получения антитранспиранта приведен в примерах 1 -4.

Пример 1. Приготовление 5% раствора антитранспиранта, содержащего в своем составе полисорбат 80.

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и термометром, загружают навеску 15 г сухого порошка поливинилового спирта и заливают 222 мл горячей дистиллированной воды. Раствор перемешивают при 70 - 90 ^oС в течение 6 часов до получения гомогенного раствора. Раствор охлаждают до 25°С и добавляют 2,78 мл полисорбата 80 и 47,6 мл глицерина. Смесь перемешивают 15 - 20 минут. Готовый состав разливают в емкости.

Пример 2. Приготовление 5% раствора антитранспиранта, содержащего в своем составе полисорбат 20 и крахмал.

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и термометром, загружают навеску 15 г сухого порошка поливинилового спирта и заливают 207 мл горячей дистиллированной воды. Раствор перемешивают при 70 – 90^oС в течение 6 часов до получения гомогенного раствора. Затем раствор охлаждают до 25°С и добавляют 2,73 мл полисорбата 20, 47,6 мл глицерина и 15 г крахмала. Смесь перемешивают в течение 30 минут. Готовый состав разливают в емкости.

Пример 3. Приготовление 0,5% раствора антитранспиранта, содержащий в своем составе ОП-7.

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и термометром, загружают навеску 15 г сухого порошка поливинилового спирта и заливают 222 мл горячей дистиллированной воды. Раствор перемешивают при 70 – 90^oС в течение 6 часов до получения гомогенного раствора. Затем раствор охлаждают до 25^oС и добавляют 2,83 мл ОП-7 и 47,6 мл глицерина. Смесь перемешивают 15 - 20 минут. Готовый состав разливают в емкости.

Пример 4. Приготовление рабочего раствора антитранспиранта концентрацией 0,5% поливинилового спирта.

Непосредственно перед применением приготовленные 5% растворы разбавляют водой в соотношении 1:9.

Пример 5. Влияние антитранспиранта на снижение транспирации листьев растений.

Исследования проводили в лабораторных условиях на рассаде огурца сорта «Сладкий Король» F1. Семена огурцов высеивали в универсальный грунт и проращивали при комнатной температуре. Обработку листьев огурца проводили на 27 день опыта опрыскиванием листьев антитранспирантом из распылителя. Листья срезали и окунали концы черенков в расплавленный парафин для предотвращения испарения воды через сосуды листьев. Далее взвешивали срезанные листья и обрабатывали растворами антитранспирантов. Расход рабочего раствора составил 300 л/га. Для увеличения интенсивности транспирации все образцы помещали под лампу. Через 3 часа проводили повторное взвешивание и рассчитывали относительную транспирацию. Повторность опыта трехкратная. Результаты испытаний представлены в табл. 1.