Результат интеллектуальной деятельности: КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ КАРТОФЕЛЯ В ПЕРИОДЫ ЕГО ХРАНЕНИЯ И ВЕГЕТАЦИИ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству и может быть использована для повышения урожайности картофеля и качества полученной продукции.

Бесперебойное снабжение населения продуктами питания, а промышленности - сырьем - первоочередная задача правительства любого государства. Значительная часть собранного урожая должна быть сохранена как посевной фонд. Поскольку картофель является одним из важнейших продуктов питания для населения различных районов земного шара и относится к продукции, имеющей существенное социальное, экономическое и даже политическое значение, то предотвращение потерь из-за порчи картофеля во время выращивания, хранения и перевозки является проблемой первоочередной важности.

Для контроля распространения и развития инфекций различной этиологии в посадках картофеля, а также при его хранении, необходимо рациональное использование химических и биологических методов защиты (Пшеченков К.А. и др. Технологии хранения картофеля.- М., Картофелевод, 2007, 192 с.).

Известен способ обработки клубней картофеля перед хранением биопрепаратом фитоспорин-М в жидкой форме. Норма расхода биопрепарата фитоспорин-М составляет 100 мл/л воды при норме расхода рабочей жидкости 1,0 л/10 кг клубней (Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. М., 2012, с. 134).

Также известен способ, предусматривающий обработку клубней картофеля перед закладкой на хранение биопрепаратом, содержащим биомассу Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-11008 с титром вегетативных клеток и спор 1,24÷1,30×10¹⁰ КОЕ/мл и гуматы. При этом содержание компонентов биопрепарата составляет соответственно 99 об. % и 1,0 об. %.

Изобретение обеспечивает ингибирование развития грибковых и бактериальных болезней клубней картофеля при хранении (см. RU 2534561 С2, 27.11.2014).

К сожалению, биологические препараты не способны бороться с возбудителями болезней внутри клубней, которые и становятся источником инфекции. Инфекция, сохранившаяся в клубнях, не только передается молодым растениям и клубням нового урожая, но и заражает почву, что может привести к потере почти половины выращенной продукции. Поэтому семенной картофель предпочтительнее обрабатывать химическими препаратами (см., например, Хранение картофеля, 20.03.2008, адрес в Интернете: http://prihoz.ru/ogorod/full.php?aid=271.

Известны следующие препараты для защиты клубней картофеля перед закладкой на длительное хранение: на основе карбендазима (Колфуго супер, Колфуго супер колор); на основе флудиоксонила (Максим) (см., Зейрук В.Н. и др. Пути снижения потерь картофеля при хранении Защита и карантин растений, 2001, №9, с. 40-41) и на основе тиабендазола (фумигационный фунгицид Вист) (см. Зейрук В.Н. и др. Вист защитит клубни картофеля при хранении. Защита и карантин растений, 2006, №2, с. 61-62).

Ограничение использования токсичных и высокотоксичных химических фунгицидов при обработке хранящейся продовольственной продукции обусловлено экологическими требованиями, связанными со способностью ядохимикатов накапливаться в хранящейся продукции в количествах, превышающих санитарно допустимые нормы.

Наименее токсичный из перечисленных выше фунгицидов - карбендазим (БМК). Карбендазим является действующим веществом таких суспензионных препаратов как Колфуго Супер, КС; Колфуго Супер Колор, КС, и пр. Данные фунгициды рекомендованы для применения на семенном картофеле для борьбы с фузариозно-фомозными сухими гнилями и ризоктониозом (Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. М., 2010, 840 с.). Указанные выше фунгициды являются фунгицидами контактного действия и в рекомендованных концентрациях не угнетают растения, а наоборот - несколько стимулируют прорастание и развитие семян и клубней (Пшеченков и др. Технологии хранения картофеля М., Картофелевод, 2007, 192 с.).

Наиболее близким аналогом является препарат Колфуго-Супер, который представляет собой суспензионный концентрат на основе карбендазима. Фунгицид Колфуго Супер - универсальный препарат системного, профилактического, куртативного действия. Препарат создан для обработки вегетирующих растений и посадочного материала, в т.ч. и для защиты клубней картофеля перед посадкой (см. Колфуго Супер, 04.12.2013 - адрес в Интернете: http://www.pesticidy.ru/pesticide/kolfugo_super).

Однако препарат Колфуго-Супер не предназначен для обработки клубней в период хранения. Кроме того, препарату присущ недостаток всех суспензионных концентратов - недостаточно высокая морозостойкость в суровых условиях РФ, расслаиваемость при длительном хранении и сложность приготовления точно дозированных рабочих растворов.

Необходимо отметить, что и в «Государственном каталоге пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации» (М., 2015, 735 с.), отсутствуют химические препараты на основе карбендазима, разрешенные для обработки клубней картофеля в период хранения.

Более того, из известного уровня техники следует, что препараты на основе карбендазима, являясь фунгицидами контактного действия, не оказывают влияния на инфекцию внутри клубня (Мельников Н.Н. и др. Пестициды и регуляторы роста растений Справочник. М., Химия, 1995).

Задачей заявленной группы изобретений является получение экологически безопасной композиции, пригодной для защиты картофеля не только при его выращивании, но и в период его хранения, удобной в применении и устойчивой при хранении, позволяющей точно дозировать расход активных веществ при обработке картофеля.

Поставленная задача в части способа получения композиции для защиты картофеля в периоды его хранения и вегетации решается тем, что согласно изобретению смешивают карбендазим с полисахаридами в соотношении (в мас. ч.): карбендазим: полисахариды - 1:2-1:10, добавляют к полученной смеси мелющие элементы в соотношении (в мас. ч.): смесь карбендазима и полисахаридов: мелющие элементы - 1:30-1:50, после чего осуществляют механообработку смеси карбендазима и полисахаридов со скоростью вращения 60-120 об/мин в течение 3-5 часов до получения тонкодисперсного порошка, при этом полисахариды выбирают из группы: арабиногалактан, гидроксиэтилкрахмал, натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы.

Поставленная задача в части композиции для защиты картофеля в периоды его хранения и вегетации решается тем, что согласно изобретению композиция, полученная по описанному выше способу, содержит карбендазим и полисахариды, выбранные из группы: арабиногалактан, гидроксиэтилкрахмал, натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы, при следующем соотношении ингредиентов (в мас. ч.): карбендазим: полисахариды - 1:2-1:10.

Техническим результатом заявленной группы изобретений является то, что:

- полученная композиция легко образует рабочие растворов для протравливания клубней картофеля и его обработки перед длительным хранением за счет повышения растворимости карбендазима;

- повышается эффективность обработки картофеля за счет комплексообразования карбендазима с природными водорастворимыми полисахаридами, которые ввиду близости природы к растительным объектам способствуют также легкому проникновению препарата через растительные мембраны;

- увеличивается экологическая безопасность полученной композиции за счет биоразложения ее природных компонентов, а также за счет количественного снижения карбендазима в ее составе в результате синергизма входящих ингредиентов;

- полученная композиция пригодна для защиты картофеля не только в период его вегетации, но и в период хранения, позволяет повысить урожайность картофеля, ускорить процесс его роста и тем самым улучшить качество продукции.

Заявленная группа изобретений иллюстрируется следующими примерами, которые, однако, не ограничивают объем притязаний заявителя.

Пример 1. Получение композиции - препарат 1.

В металлический барабан шаровой мельницы LE-101 загружают 3 г карбендазима (БМК), 30 г арабиногалактана (АГ) и 1650 г металлических шаров (диаметр шаров 15-22 мм) и подвергают перемешиванию и механообработке. Параметры технологического процесса:

- модуль процесса (массовое соотношение «измельчаемое вещество/мелющие тела (шары)» равен 1/50;

- объем загрузки барабана 40%;

- скорость вращения барабана 60 об/мин;

- время механообработки - 5 часов.

В указанных условиях механообработки получен бежевый тонкодисперсный порошок состава БМК:АГ - 1:10.

Пример 2. Получение композиции - препарат 2.

В металлический барабан шаровой мельницы LE-101 загружают 5 г карбендазима (БМК), 25 г гидроксиэтилкрахмала (ГЭК) и 900 г металлических шаров (диаметр шаров 15-22 мм) и подвергают перемешиванию и механообработке при следующих технологических параметрах процесса:

- модуль процесса (массовое соотношение «измельчаемое вещество/мелющие тела (шары)» равен 1/30;

- объем загрузки барабана 40%;

- скорость вращения барабана 100 об/мин;

- время механообработки - 3 часа.

В указанных условиях механообработки получен бежевый тонкодисперсный порошок состава БМК:ГЭК - 1:5.

Пример 3. Получение композиции - препарат 3.

В металлический барабан шаровой мельницы LE-101 загружают 10 г карбендазима (БМК), 20 г натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ) и 1200 г металлических шаров (диаметр шаров 15-22 мм) и подвергают предварительному перемешиванию и механообработке при следующих технологических параметрах процесса:

- модуль процесса (массовое соотношение «измельчаемое вещество/мелющие тела (шары)» равен 1/40;

- объем загрузки барабана 40%;

- скорость вращения барабана 120 об/мин;

- время механообработки - 4 часа.

В указанных условиях механообработки получен бежевый тонкодисперсный порошок состава БМК: Na-КМЦ - 1:2.

Ниже приведены данные биологических испытаний композиций на основе БМК и полисахаридов в лабораторных экспериментах.

Пример 4. Оценка эффективности осеннего протравливания клубней картофеля против фомозно-фузариозных гнилей и ризоктониоза полученными по примерам 1-3 композициями.

Изучали эффективность полученных композиций и стандартных фунгицидов-протравителей на основе карбендазима (БМК) при хранении и их последующее действие на ризоктониоз в период вегетации. Для эксперимента использовали картофель сорта Любава. Осенью, в течение 48 часов после уборки, клубни картофеля были обработаны препаратами, полученными по примерам 1-3, и заложены на зимнее хранение. Для моделирования производственных условий клубни отбирали из-под картофелеуборочного комбайна. Среди отобранных клубней обнаружено значительное количество травмированных, что может привести к заселению полученных повреждений возбудителями фомоза, фузариоза и развитию сухих гнилей в период хранения. Нормы расхода препаратов представлены в таблице 1, расход рабочей жидкости 10 л/т (Справочник пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. - М., 2013. - 633 с.).

Образцы клубней массой 20 кг, обработанные в четырехкратной повторности фунгицидами перед закладкой на хранение, хранили в массе картофеля в закромах. Весной их анализировали на пораженность гнилями. Здоровые клубни высаживали в полевом опыте для изучения последействия пестицида на ризоктониоз и урожайность. Размер делянок 16,8 м², повторность трехкратная.

Исследования показали, что все полученные композиции и стандартный фунгицид-протравитель показали высокую эффективность в отношении возбудителей сухих гнилей при хранении. Весовой процент больных клубней с сухими гнилями хранения был ниже в 3,0-14,5 раз в сравнении с контрольным вариантом. При этом полученные композиции превышали биологическую эффективность стандартного препарата в отношении сухих гнилей в среднем на 25-26% (табл. 1).

Пример 5. Эффективность полученных композиций при различных сроках применения при ризоктониозе картофеля в период вегетации

Исследования проводили на полях хозяйств Новосибирской области, почвенно-климатические условия которых типичны для лесостепной зоны Западной Сибири. Особенности формирования фитосанитарной ситуации в посадках раннего картофеля сорта Любава изучали в лесостепи Приобья Новосибирской области. Основные элементы технологии возделывания картофеля соответствовали общепринятым для данного района (Бурлака В.В. Картофелеводство Сибири и Дальнего Востока. М., Колос, 1978, 208 с.). Агротехника картофеля включала в себя зяблевую отвальную вспашку, ранневесеннее боронование, культивацию (15-20 см), нарезку гребней. Посадку проводили в борозды с последующим закрытием почвой. Уход за посадками включал гербицидные и междурядные обработки, окучивание, обработки по вегетации против вредителей. Перед уборкой было проведено скашивание ботвы КИР. Уборка - картофелекопалкой.

Опыт закладывали согласно методике проведения полевых исследований (Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М., Колос, 1979, 416 с.) и проводили на естественном инфекционном фоне R. solani.

Учет пораженности растений картофеля ризоктониозом проводили через 4, 10 недель после посадки культуры по методике Frank, J. Evalution of potato clone reaction to Rhizoctonia solani I J. Frank, S.S. Leach, R.E. Webb // Plant dis. Reporter, 1976, V. 60, №11, p. 910-912).

Исследования показали, что полученные композиции были эффективны против возбудителя ризоктониоза картофеля, а именно было установлено, что композиции в среднем достоверно снизили развитее болезни в 1,3-5,4 раза и растения были полностью здоровы. Также существенно ниже - в 1,2 раза - в среднем было развитие ризоктониоза при весеннем использовании фунгицидов. В фазу полных всходов наиболее эффективно снизили данный показатель препараты №1 и №2 при использовании их весной перед посадкой клубней, тогда как эффективность препарата №3 не имела существенной разницы в зависимости от срока применения. Все полученные препараты, нанесенные на клубни, как осенью, так и весной, в фазу полных всходов достоверно снизили развитие ризоктониоза соответственно в 1,5-8,0 и 1,3-8,0 раза, и растения были здоровы (табл. 2).

Определение заболеваемости растений в фазу бутонизации-цветения (табл. 3) показало, что тенденции, наблюдаемые в фазу полных всходов, сохранились. Развитие ризоктониоза в среднем существенно ниже на растениях, выросших из протравленных клубней, в 1,3-5,1 раза. Наибольший эффект в снижении развития ризоктониоза на стеблях имел препарат №1 при его использовании весной перед посадкой клубней, тогда как препарат №3 - перед закладкой клубней на хранение. Эффективность препарата №2 была самой высокой и не имела существенной разницы в зависимости от срока применения. Все полученные композиции, нанесенные на клубни как осенью, так и весной в фазу бутонизации-цветения, достоверно снижали развитие ризоктониоза в 1,3-5,6 раза.

Пример 6. Изучение влияния полученных композиций на биометрические показатели картофеля.

Как следует из данных таблицы 4, полученные препараты достоверно увеличивают длину растений в фазу полных всходов, а в фазу бутонизации-цветения - наиболее эффективным был препарат №2. Кроме того, полученные композиции существенно снижают данный показатель в фазу полных всходов, а в фазу бутонизации-цветения - предпочтителен препарат №3. В среднем в период полных всходов срок применения препаратов не оказывает влияния на высоту растений, а к бутонизации-цветению растения, выросшие из клубней, обработанных осенью, были выше на 1,3 см. При обработке клубней перед посадкой рост растений в фазу полных всходов и бутонизации-цветения увеличивал препарат №2.

Полученные композиции оказывают влияние не только на длину растений, но и на их массу (табл. 5). В среднем достоверно увеличивают данный показатель препараты №2 и №3, и все препараты в фазу бутонизации-цветения. Весеннее использование полученных препаратов обеспечивает в среднем существенное увеличение массы растений во время полных всходов, но к фазе бутонизации-цветения данный показатель был достоверно больше при нанесении препаратов на клубни осенью.

В целом существенную прибавку массы при обоих сроках применения защитных составов дал препарат №3. В фазу полных всходов данный показатель также существенно увеличивается в вариантах с препаратами №2 и №3 (осеннее протравливание) и стандартом (весеннее протравливание). В фазу бутонизации-цветения - с препаратами №1, №2 и №3 (осеннее протравливание) и препаратами №1 и №2, а также стандартом (весеннее протравливание).

Пример 7. Изучение влияния полученных композиций на урожайность картофеля.

Как следует из проведенных исследований, комплексное воздействие полученных препаратов на развитие заболевания, развитие и рост растений приводит к изменению урожайности картофеля (табл. 6).

В среднем все полученные препараты достоверно повышают урожайность картофеля в 1,2-1,5 (17,5-46,1%). Урожайность картофеля в среднем одинакова при использовании полученных препаратов и стандарта в весенний период для протравливания клубней перед посадкой. Наибольшую прибавку обеспечил препарат №3. Однако в осенний период полученные препараты №1 и №3 заметно превысили по эффективности стандартный препарат Колфуго-Супер. Так, при обработке препаратами №1 и №3 семенных клубней перед посадкой достоверно достигнуто повышение урожайности картофеля в 1,2-1,6 раза (на 24,5-57,2%)). При обработке препаратами №1 и №3 клубней перед закладкой на хранение наблюдается повышение урожайности картофеля 1,3-1,5 раза (28,2-51,8%)), а в остальных случаях наблюдается тенденция к росту данного показателя.

Таким образом, проведенные биологические испытания подтвердили, что полученные препараты позволяют достичь синергизма в проявлении биологической активности, ранее не наблюдаемой для аналогичных систем на основе БМК:

- выявлена высокая эффективность в отношении гнилей хранения, ризоктониоза картофеля;

- наибольшее снижение в развитии ризоктониоза в период вегетации показали препараты №2 и №3;

- препараты оказали неожиданные результаты на биометрические показатели растений и урожайность культуры. Наибольшую продуктивность у растений картофеля наблюдали при использовании препарата №3, т.к. прибавка урожая в сравнении с контролем составила 35% при осеннем протравливании и 57% при весенней обработке клубней.

На основании приведенных выше примеров выполнения способа и результатов испытаний полученных композиций можно сделать вывод о том, что поставленная задача решена: заявленный способ позволяет получить экологически безопасную композицию, пригодную для защиты картофеля не только при его выращивании, но и в период его хранения, удобную в применении и устойчивую при хранении, позволяющую точно дозировать расход активных веществ при обработке картофеля, а полученная композиция также обладает высокой эффективностью при защите картофеля в период его вегетации, а также, что особенно важно, и в период хранения, что позволяет не только увеличить урожай данной социально важной культуры, но и сохранить его.