Результат интеллектуальной деятельности: Способ повышения урожайности сахарной свеклы

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при выращивании сахарной свеклы.

Сахарная свекла в Российской Федерации является одной из основных экономически важных сельскохозяйственных культур. Ее корнеплоды служат главным источником сырья для производства сахара в нашей стране. В связи с этим весьма важным является поиск путей и способов повышения урожайности сахарной свеклы и качества корнеплодов. Одним их таких приемов является применение в технологии выращивания культуры регуляторов роста.

Регуляторы роста растений - физиологически активные вещества биогенного происхождения или синтезированные искусственно, которые в малых дозах положительно влияют на жизненные процессы растений [1]. Шаповал О.А., Можарова И.П., Коршунов А.Л. Регуляторы роста растений в агротехнологиях. Защита и карантин растений. 2014. №6. С. 16-20].

Создание и использование регуляторов роста с целью увеличения урожая, улучшения его качества, облегчения ухода при выращивании растений и сокращения потерь при уборке и хранении, весьма актуально. Разработка новых действующих веществ ведется в различных классах химических соединений, как в нашей стране, так и за рубежом.

Задачей изобретения является расширение арсенала регуляторов роста сахарной свеклы.

Техническим результатом изобретения является повышение урожайности сахарной свеклы и качества урожая (сахаристости).

Этот результат достигается тем, что способ повышения урожайности сахарной свеклы предусматривает обработку вегетирующих растений сахарной свеклы раствором 2-(4-бромбензилсульфанил)-4,6-диметилникотинонитрила формулы I

в количестве 20 г/га в фазу 6-8 листьев и 20 г/га в фазу смыкания в рядах.

2-(4-Бромбензилсульфанил)-4,6-диметилникотинонитрил I известен в качестве антидота 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты на подсолнечнике и в качестве регулятора роста озимой пшеницы [2. Пат. №2383135 от 10.03.2010. Антидот 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты на подсолнечнике. 3. Пат №2728597 от 30.07.2020. Способ повышения урожайности озимой пшеницы], однако его рострегулирующее действие на растения сахарной свеклы выявлены впервые.

В качестве эталона сравнения (прототипа) выбран N-фурфурил-2-(4,5,6-триметил-3-циано-2-пиридилсульфанил)-ацетамид (соединение II), наиболее близкий по структуре и проявляющий рострегулирующую активность на растениях сахарной свеклы [4. Пат. №2404582 от 27.11.2010. N-фурфурил-2-(4,5,6-триметил-3-циано-2-пиридилсульфанил)-ацстамид в качестве регулятора роста сахарной свеклы]. Эталон I в опытах использовали в тех же дозах и те же сроки, что и заявляемое соединение.

Синтез заявляемого вещества осуществлен авторами взаимодействием 4,6-диметил-3-циано-2(1Н)пиридинтиона III с 4-бром-бензилбромидом IV по схеме 1.

Схема 1

При этом 4,6-диметил-3-циано-2(1Н)пиридинтион III получали взаимодействием соответствующего 4,6-диметил-2-хлорникотинонитрила с тиомочевиной [5. Стрелков В.Д., Дядюченко Л.В., Дмитриева И.Г., Исакова Л.И. Синтез и скрининг гербицидных антидотов на подсолнечнике. Сборник материалов Международной научно-практ. конф., посвященной 50-летию ВНИИ-БЗР «Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем». 2010. С. 503-515].

Рострегулирующую активность определяли по стандартной методике [6. Руководство по проведению регистрационных испытаний агрохимикатов в сельском хозяйстве. М: Министерство сельского хозяйства РФ. 2018. 217 с.].

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 2-(4-бромбензилсульфанил)-4,6-диметилникотинонитрил (соединение I)

К суспензии 1,2 г (7,3 ммоль) 4,6-димстил-3-циано-2(1Н)-пиридинтиона в 20 мл диметилформамида прибавляют раствор 0,41 г (7,3 ммоль) КОН в минимальном количестве воды и перемешивают до полного растворения осадка. Затем в реакционную смесь вносят раствор 1,82 г (7,3 ммоль) 4-бром-бензилбромида в 10 мл ДМФА и перемешивают при комнатной температуре 1 ч, разбавляют реакционную массу водой вдвое и выделившийся осадок отфильтровывают, сушат. После перекристаллизации из смеси циклогексан : этилацетат = 1:1 получают 1,8 г (88%) целевого продукта I в виде кристаллов с т.пл. 152-153°С.

Найдено, %: С 53,56; Н 3,79; N 8,31. C₁₅H₁₃BrN₂S;

Вычислено, %: С 54,06; Н 3,93; N 8,41.

Спектр ЯМР ¹Н δ, м.д. (группа): 2,38 (с, 3Н, 4-СН₃ Ру); 2,55 (с, 3Н, 6-СН₃ Ру); 4,47 (с, 2Н, SCH₂); 7,12 (с, 1Н, 5H Ру); 7,35…7,54 (м, 4Н, Ar).

Пример 2. N-фурфурил-2-(4,5,6-триметил-3-циано-2-пиридилсульфанил)-ацетамид (соединение II)

К суспензии 1,30 г (7,3 ммоль) 4,5,6-триметил-3-циано-2(1Н)-пиридинтиона в 25 мл диметилформамида прибавляют раствор 0,41 г (7.3 ммоль) КОН в минимальном количестве воды и перемешивают до полного растворения осадка. Затем в реакционную смесь вносят раствор 1,25 г (7,3 ммоль) N-(фурфурил)-2-хлорацетамида в 10 мл ДМФА и перемешивают при комнатной температуре 40 мин. После окончания реакции разбавляют реакционную массу водой вдвое и отфильтровывают выделившийся осадок, сушат. После перекристаллизации из этанола получают 1,60 г (70%) целевого продукта II в виде кристаллов с т.пл. 161-162°С.

Найдено, %: С 60,65; Н 5,52; N 13,54. C₁₆H₁₇O₂S;

Вычислено, %: С 60,93; Н 5,43; N 13,32.

Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д. (группа): 2,26 (с, 3Н, 6-СН₃ Ру); 2,30 (с, 3Н, 5-СН₃ Ру); 2,47 (с, 3Н, 4-СН₃ Ру); 4,18 (с, 2H, SCH₂); 4,54 (д, 2Н, NHCH₂, J=5 Гц); 6,39 (т, 1Н, 4-Н Fu, J=1,8 Гц); 6,63 (д, 1Н, 3-H Fu, J=3,5 Гц); 7,44 (д, 1Н, 5-Н Fu, J=1,8 Гц); 10,34 (уш. С, 1Н, NH).

Оценку рострегулирующей активности заявляемого соединения на растениях сахарной свеклы гибрида F1 Аллигатор проводили на экспериментальном поле Учхоза Кубань. Растения сахарной свеклы гибрида F1 Аллигатор обрабатывали водным раствором синтезированного соединения и эталона дважды: в фазу 8-10 листьев (доза 20 г/га) и в фазу смыкания в рядах (доза 20 г/га) с нормой расхода рабочей жидкости 300 л/га.

Опрыскивание проводили с помощью опрыскивателя ОЭМП-16. Площадь опытной делянки 10 м², повторность 4-х кратная, размещение делянок рендомизированное. Уборку корнеплодов осуществляли в период полного их созревания.

Рострегулирующую активность определяли по увеличению урожая корнеплодов, полученных с растений, обработанных но предлагаемому способу и по эталонной методике, в сравнении с контролем (необработанные растения). Качество урожая определяли по содержанию сахара в корнеплодах, которое определяли рефрактометрически (Atago PAL-alpha). Данные учетов и анализов подвергали статистической обработке по Доспехову с применением программы Statistica 13.3 [7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований. М: Книга по требованию. 2012, 352 c.].

Полученные данные представлены в таблице.

Испытания, проведенные на сахарной свекле, позволили установить, что заявляемое соединение I при двукратном применении в дозе 20 г/га проявляет свойства стимулятора роста.

Следует отметить, что использование заявляемого соединения положительно влияло на формирование таких биометрических показателей, как число, масса и площадь листьев, величина и масса корнеплодов. Увеличивалось также содержание фотосинтетических пигментов в листьях растений.

Таким образом, предлагаемое изобретение реализует указанное назначение, обеспечивая прибавку урожая сахарной свеклы 8,6 т/га (15,5%), при этом эталон способствует повышению урожайности на 5,4 т/га (9,7%). Повышается также сахаристость корнеплодов, что позволяет увеличить сбор сахара на 3,0 т/га в сравнении с контролем.