Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при выращивании зерновых культур.

Применение регуляторов роста растений наряду с использованием удобрений, химических и биологических средств защиты растений - один из самых перспективных путей повышения продуктивности сельскохозяйственных культур.

В качестве прототипов выбраны известные регуляторы роста: на рисе - фуролан в дозе 0,427 мл/т семян (содержание действующего вещества 989 г/л), на озимой пшенице и кукурузе - карвитол (содержание действующего вещества 10 г/л) в дозе 25 мл/т при предпосевной обработке семян, норма расхода рабочей жидкости 10 л/т (Список пестицидов и агрохимикатов. Приложение к журналу «Защита и карантин растений» №6, 2010).

В качестве заявляемого регулятора роста для повышения урожайности зерновых культур - риса, озимой пшеницы, кукурузы использовали 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он формулы:

Заявляемое соединение известно ранее (Изв. Академии наук. Сер. Химич. - 1994. - №12. - С.2215), однако его рострегулирующие свойства, позволяющие повышать урожайность зерновых культур, выявлены впервые. Соединение используется для предпосевной обработки семян риса, кукурузы и озимой пшеницы в дозе 0,2-0,6 г/т семян при норме расхода рабочей жидкости 10 л/т.

Синтез 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-она осуществлен электрохимически тиоалкилированием 2-хлор-1,2-дигидро-3-пиридинкарбонитрила 2-пиридинтиолом по схеме:

Техническим результатом является повышение урожайности зерновых культур (риса, озимой пшеницы, кукурузы) путем предпосевной обработки семян 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-оном, проявляющим рострегулирующие свойства.

Технический результат достигается тем, что в способе повышения урожайности зерновых культур (риса, озимой пшеницы, кукурузы), включающем предпосевную обработку семян регулятором роста при норме расхода рабочей жидкости 10 л/т семян, согласно изобретению в качестве регулятора роста используют 6-метил-4-(2-пиридил-сульфанил)-1,3-дигидрофуро-[3,4-с]пиридин-3-он в дозе 0,2-0,6 г/т семян.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

6-Метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он.

В катодное отделение ячейки со стеклянной диафрагмой помещают 60 мл 0,3N раствора Et₄NBr в абсолютном ацетонитриле, содержащего смесь 1,11 г (0,01 моль) 2-пиридинтиола и 1,84 г 6-метил-4-хлор-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-она (0,01 моль). Анолит - 50 мл раствора фона. Катод - пластина из Pt (35 см³). Анод - Mg-стержень диаметром 1 см. Электролиз проводят в атмосфере аргона при 20-25°C в гальваностатическом режиме при плотности тока 3-5 мА·см^-2. Католит перемешивают с помощью магнитной мешалки. После пропускания 1,05-1,10 F·моль^-1 электричества католит сливают и отгоняют растворитель в вакууме. Остаток обрабатывают водой, экстрагируют CH₂Cl₂, сушат MgSO₄. Растворитель упаривают в вакууме, полученный продукт для очистки от примесей дисульфида экстрагируют холодным гексаном, а затем горячим гексаном. Остаток перекристаллизовывают из смеси ацетона с гексаном. Продукт дополнительно очищают колоночной хроматографией на силикагеле. Элюент - гексан-ацетон (5-6:1). Выход 1,78 г (69%).

Элементный анализ: Найдено: С 60,32; Н 3,79; N 10,75. C₁₃H₁₀N₂O₂S. Вычислено: С 60,45; Н 3,90; N 10,85. Т_пл. 178-179°С.

ИК спектр: ν, см^-1 (вазелиновое масло): 3075,3035 (С-H_Ar); 1100, 1080, 1025 (С-О-С); 1730 (С=O).

Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃): 2,40 (3Н, с, СН₃-Ру); 5,17 (2Н, с, CH₂O); 6,80-7,50(м, 3Н, Н-Ру'); 6,97 (1Н, с, Н-Ру), 8,54(дд, 1Н, 6-Н-Ру', J=4,9; J=1,3).

Пример 2.

Первичная оценка рострегулирующей активности 6-метил-4-(пиридин-2-илтио)фуро[3,4-с]пиридин-3(1H)-она.

Рострегулирующую активность 6-метил-4-(пиридин-2-илтио)фуро[3,4-с]пиридин-3(1H)-она определяли модельными опытами лабораторного скри-нинга на семенах риса сорта Лиман. В ходе лабораторного скрининга определяли оптимальную ростактивирующую концентрацию соединения, влияние его на посевные качества семян, рост проростков, накопления в них сухой массы. В качестве контроля использовались семена, обработанные водой. Соединение применяли в виде водных растворов с концентрациями 0,1; 0,01; 0,005; 0,001 и 0,0005 мас.%. Семена риса замачивали в растворах указанных соединений и в воде (контроль). Экспозиция обработки 1 ч. После обработки семена раскладывали по 100 штук в чашки Петри на фильтровальную бумагу, насыщенную водой. Затем семена помещали в термостат на проращивание при температуре 25°С. Энергию прорастания определяли на 4-е сутки, всхожесть - на 7-е сутки. Для установления действия соединений на интенсивность прорастания семян определяли длину корешков и ростков, их сухую массу в расчете на 100 проростков. Повторность в опыте - четырехкратная.

Результаты лабораторного опыта приведены в таблице 1.

6-Метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он в оптимальной концентрации 0,001 мас.% увеличивает энергию проростания на 3,0%, всхожесть - 3,0%%, длину корня - на 15,0%, ростка - на 15,4%, массу сухого вещества корня - на 27,8%, ростка - на 38,9% в сравнении с контролем.

Пример 3.

Оценка рострегулирующей активности 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-она в условиях полевого мелкоделяночного опыта на семенах риса.

Рострегулирующую активность заявляемого соединения определяли в условиях полевого мелкоделяночного опыта по методике ЦИНАО.

Семена риса перед посевом обрабатывали раствором препарата. Контроль - семена, обработанные водой.

6-Метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он используется для предпосевной обработки семян риса соответственно в дозах 0,2, 04 и 0,6 г/т семян при норме расхода рабочей жидкости 10 л/т. Прототип фуролан - в дозе 0,427 мл/т семян при предпосевной обработке, норма расхода рабочей жидкости 10 л/т.

Площадь опытной делянки - 20 м², повторность опыта - четырехкратная. Уборку урожая осуществляли в период полного созревания. Рострегулирующую активность определяли по увеличению урожая зерна, в вариантах обработки заявляемым соединением, прототипом - фуроланом, в сравнении с контролем. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Как следует из таблицы 2, предпосевная обработка семян риса 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-оном имеет преимущество по сравнению с прототипом, обеспечивая прибавку урожая зерновой культуры - риса соответственно на 7,5 ц/га (+12,6% к

контролю), при этом прототип - фуролан способствует повышению урожайности на 4,8 ц/га (+8,0% к контролю).

Пример 4.

Первичная оценка рострегулирующей активности 6-метил-4-(пиридин-2-илтио)фуро[3,4-с]пиридин-3(1H)-она на семенах озимой пшеницы.

Рострегулирующая активность 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-С]пиридин-3-она определяли модельными опытами лабораторного скрининга на семенах озимой пшеницы сорта Иришка. В ходе лабораторного скрининга определяли оптимальную ростактивирующую концентрацию соединения, влияние его на посевные качества семян (энергию прорастания, всхожесть, интенсивность прорастания семян - длину корешков и ростков и их массу). В качестве контроля использовались семена, обработанные водой. Соединения применяли в виде водных растворов с концентрациями 0,01, 0,005, 0,001 и 0,0005 мас.%. Экспозиция обработки 1 час. После обработки семена раскладывались в чашки Петри по 100 штук на фильтровальную бумагу, насыщенную водой. Затем чашки Петри помещали в термостат на проращивание семян при температуре 25°C. Энергию прорастания определяли на 3-е сутки, всхожесть - на 7-е сутки.

Для установления действия соединения на интенсивность прорастания семян при ликвидации опыта определяли длину корешков и ростков, их массу (сырую, сухую) в расчете на 100 шт. проростков. Повторность опыта - четырехкратная.

Результаты лабораторного опыта приведены в таблице 3.

Соединение 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он в оптимальной концентрации 0,001 мас.% увеличивает энергию прорастания на 3,5%, всхожесть - на 4,5%, длину корешка - на 14,5, ростков - на 12,7; сырую массу корешков - на 25,3, сухую массу корешков на 15,7, сырую и сухую массу ростков соответственно - на 22,4 и 12,5% в сравнении с контролем.

Пример 5.

Оценка рострегулирующей активности 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-она в условиях полевого мелкоделяночного опыта на семенах пшеницы.

Рострегулирующую активность заявляемого соединения определяли в условиях полевого мелкоделяночного опыта по методике ЦИНАО.

Семена озимой пшеницы перед посевом обрабатывали раствором препарата. Контроль - семена, обработанные водой.

6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он используется для предпосевной обработки семян озимой пшеницы в дозах 0,2, 0,4 и 0,6 г/т семян при норме расхода рабочей жидкости 10 л/т. Прототип карвитол - в дозе 25 мл/т семян при предпосевной обработке, норма расхода рабочей жидкости 10 л/т.

Площадь опытной делянки - 20 м², повторность опыта - четырехкратная. Уборку урожая осуществляли в период полного созревания. Рострегулирующую активность определяли по увеличению урожая зерна, в вариантах обработки заявляемым соединением, прототипом - карвитолом, в сравнении с контролем. Результаты испытаний представлены в таблице 4.

Как следует из таблицы 4, предпосевная обработка семян озимой пшеницы 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-оном имеет преимущество по сравнению с прототипом, обеспечивая прибавку урожая озимой пшеницы на 6,3 ц/га (+14,6% к контролю), при этом прототип - способствует повышению урожайности на 4,1 ц/га (+9,5 к контролю).

Пример 6.

Первичная оценка рострегулирующей активности 6-метил-4-(пиридин-2-илтио)фуро[3,4-с]пиридин-3(1H)-онана семенах кукурузы.

Рострегулирующая активность 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он определяли модельными опытами лабораторного скрининга на семенах кукурузы гибрида ФАО 340. В ходе лабораторного скрининга определяли оптимальную ростактивирующую концентрацию соединения, влияние его на посевные качества семян (энергию прорастания, всхожесть, интенсивность прорастания семян - длину корешков и ростков и их массу). В качестве контроля использовались семена, обработанные водой. Соединения применяли в виде водных растворов с концентрациями 0,01, 0,005, 0,001 и 0,0005 мас.%. Экспозиция обработки 1 час. После обработки семена раскладывались в чашки Петри по 100 штук на фильтровальную бумагу, насыщенную водой. Затем чашки Петри помещали в термостат на проращивание семян при температуре 25°C. Энергию прорастания определяли на 4-е и 7-е сутки соответственно.

Для установления действия соединения на интенсивность прорастания семян при ликвидации опыта определяли длину корешков и ростков, их массу (сырую, сухую) в расчете на 100 шт. проростков. Повторность опыта - четырехкратная. Результаты лабораторного опыта приведены в таблице 5 Соединение 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пири-дин-3-он в оптимальной концентрации 0,005 мас.% увеличивает энергию прорастания на 2,0%, всхожесть - на 1,5%, длину корешка - 30,8%, ростков - на 22,2%; сырую массу корешков - на 21,3%, сухую массу - на 32,6%, сырую массу ростков - на 17,9 сухую массу - на 28,7% в сравнении с контролем.

Пример 7.

Оценка рострегулирующей активности 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-она в условиях полевого мелкоделяночного опыта на семенах кукурузы гибрида ФАО 340

Росторегулирующую активность заявляемого соединения определяли в условиях полевого мелкоделяночного опыта по методике ЦИНАО.

Семена кукурузы перед посевом обрабатывали раствором препарата. Контроль - семена, обработанные водой.

6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он используется для предпосевной обработки семян кукурузы соответственно в дозах 0,2, 0,4 и 0,6 г/т семян при норме расхода рабочей жидкости 10 л/т. Прототип карвитол - в дозе 25 мл/т семян при предпосевной обработке, норма расхода рабочей жидкости 10 л/т.

Площадь опытной делянки - 20 м², повторность опыта - четырехкратная. Уборку урожая осуществляли в период полного созревания. Росторегулирующую активность определяли по увеличению урожая зерна, в вариантах обработки заявляемым соединением, прототипом - карвитолом, в сравнении с контролем. Результаты испытаний представлены в таблице 6.

Как следует из таблицы 6, предпосевная обработка семян кукурузы 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-оном имеет преимущество по сравнению с прототипом, обеспечивая прибавку урожая кукурузы - на 8,1 ц/га (+15,8% к контролю), при этом прототип - карвитол способствует повышению урожайности на 2,8 (+5,5% к контролю).