Результат интеллектуальной деятельности: Гербицидная композиция на основе бентазона для защиты зернобобовых культур

Настоящее изобретение относится к области агрохимических составов на основе бентазона. В частности, изобретение относится к гербицидной композиции гидрофобных пестицидов, которые стабильны при хранении и обладают повышенной эффективностью при защите зернобобовых культур по сравнению с обычными составами.

Бентазон представляет собой 3-(1-метилэтил)-1H-2,1,3-бензотиадиазин-4(3Н)-он 2,2-диоксида (см. формулу 1), практически нерастворим в воде. Его гербицидное действие описано в The Pesticide Manual, 2015.

Бентазон борется с широким диапазоном экономически важных широколистных и осоковых сорняков. Он может быть применен собственно в виде кислоты или в виде сельскохозяйственно-приемлемой соли или сложного эфира. Применение в виде соли является предпочтительным, при этом наиболее предпочтительной является натриевая соль. Бентазон (bentazon) также известен как бентазон (bentazone) и бендиоксид (bendioxide). Традиционно препараты на основе бентазона применяются либо в виде водных растворов (BP, ВРК), представляющих собой соли бентазона, растворенные в воде, либо в виде смачивающихся порошков (СП), представляющие собой смесь бентазона и вспомогательных компонентов, которые при добавлении воды образуют рабочие жидкости в виде водных суспензий. При этом в первом случае действующим веществом является соль бентазона, обычно натриевая соль бентазона, а во втором случае - сам бентазон в виде мелких нерастворимых в воде частиц.

На территории РФ разрешены к применению следующие гербициды на основе бентазона: Базагран, BP, Корсар, ВРК, Базон, ВР. Во всех указанных препаратах используют бентазон в виде натриевой соли /Справочник пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ, 2016./.

При таком разнообразии ассортимента гербицидов для сельскохозяйственных культур необходим компетентный выбор, который бы обеспечивал наилучшее контролирование сорной растительности в посевах и соблюдение экологической безопасности. Не все из рекомендованных гербицидов способны эффективно решить проблему засоренности.

В зависимости от того, какие надо получить биологические и/или физико-химические параметры препарата, рассматривают в качестве возможных композиций, например: смачивающийся порошок (СП), эмульсии масло в воде (м/в) или вода в масле (в/м), суспензии (КС), суспоэмульсии (СЭ), эмульгируемые концентраты (КЭ), или диспергируемые в воде грануляты (ВДГ) для обработки вегетирующих растений.

Гидрофобные пестициды, к которым относится бентазон, обычно получают в виде сухих составов вследствие их нерастворимости в воде, которые могут быть получены в виде гранул с относительно большим размером частиц, в виде порошкообразной пыли, в виде смачиваемых порошков, в виде эмульгируемых концентратов, в виде растворов солей или в виде любого из нескольких других известных типов составов.

Эффективность действия гербицида зависит не только от нормы расхода действующего вещества на единицу площади, а также от того, в каком виде это действующее вещество попадает на сорное растение. Известно, что в случае рабочих жидкостей, представляющих собой водную суспензию твердых действующих веществ, чем меньше размер частиц действующего вещества, тем выше эффективность его воздействия на сорняки.

В результате проведенного патентного поиска были отобраны для последующего анализа следующие патенты.

Известна синергическая гербицидная композиция, содержащая пеноксулам и бентазон для контроля сорняков в сельскохозяйственных культурах. Синергическая гербицидная смесь включает гербицидно-эффективное количество пеноксулама и бентазона, или его сельскохозяйственно-приемлемой соли, или сложного эфира, в которой весовое соотношение бентазона, или его сельскохозяйственно-приемлемой соли, или его сложного эфира к пеноксуламу составляет от 67:1 до 333:1. (патент РФ 2608700).

Известна устойчивая композиция гербицидного концентрата, содержащая: а) дисперсную фазу, твердого пестицида, нерастворимого в воде; b) непрерывную водную фазу, содержащую, водорастворимую соль пестицида, представляющую собой бентазон-натрий; с) по меньшей мере одного совместимого реологического агента; и d) по меньшей мере одного смачивателя-диспергатора (патент РФ 2622331).

Наиболее близким к заявляемой композиции является препарат Базагран, BP, используемый в виде Na-соли /The Pesticide Manual, 2015/.

Общими недостатками известных композиций являются недостаточная биологическая активность в уничтожении сорной растительности и наличие в препарате нескольких активных компонентов. Подбор оптимальной системы и оптимальной концентрации для конкретного пестицидного применения зачастую представляет собой сложную задачу.

Задачей настоящего изобретения было создание экономичного препарата, имеющего простой и доступный состав, устранение экологических последствий от применения различных смесевых препаратов с повышенными нормами расхода в посевах сои, гороха, нута и кормовых бобов.

Полученный технический результат заключается в том, что бентазон находится в наиболее мелкодисперсном состоянии, что обеспечивает высокую биологическую активность, композиция обладает высокой химической стабильностью при хранении, стабильностью рабочей жидкости при применении.

Для решения поставленной технической задачи необходимо использовать гербицидную композицию, включающую в качестве активного соединения 3-(1-метилэтил)-1Н-2,1,3-бензотиадиазин-4(3Н)-он 2,2-диоксида (бентазон) и вспомогательное вещество. При этом бентазон используют в виде кислоты, растворенной в адъюванте, в качестве которого используют N,N-диметилалкиламиды при соотношении 1:(0,2-10), соответственно. В качестве N,N-диметилалкиламида используют N,N-диметилформамид, или N,N-диметилацетамид, или N,N-диметилпентанамид, или N,N-диметилгексанамид, или N,N-диметилдеканамид.

Для этого был проверен ряд органических растворителей и их смесей, которые бы эффективно переводили бентазон, представляющий собой твердое вещество, в раствор. В качестве таких растворителей были использованы ксилол, сольвент, N,N-метилпирролидон, N,N-диметилформамид, N,N-диметилацетамид, N,N-диметилпентанамид, N,N-диметилформамид, N,N-диметилгексанамид, N,N-диметилоктанамид, N,N-диметилдеканамид, N,N-диметилформамид, изофорон, этилацетат, дихлорметан, ацетон, этанол и их смеси.

Неожиданно оказалось, что, несмотря на достаточно высокую растворимость бентазона в указанных органических растворителях с образованием прозрачных растворов, максимальную биологическую эффективность в уничтожении сорной растительности показали готовые гербицидные формуляции, содержащие лишь растворители из класса N,N-диметилалкиламидов. По-видимому, амиды карбоновых кислот не только обладают достаточной полярностью для растворения бентазона, но и обеспечивают эффективный транспорт действующего вещества в точки роста сорного растения, повышая тем самым эффективность его воздействия.

Препарат дополнительно может содержать хизалофоп-П-этил (ХЗЭ) или другой граминицид из класса производных оксифенокси-карбоновых кислот.

В условиях вегетационного опыта была изучена видовая (соя, горох, кормовые бобы) чувствительность культурных растений к заявляемой композиции.

Была найдена определенная система активное вещество - адъювант, специфическим образом подходящая для получения жидких композиций с размером частиц менее 80 нм.

С предлагаемой системой в соответствии с изобретением можно получать неожиданно стабильные композиции активного вещества, нерастворимого в воде, являющиеся оптически прозрачными и термодинамически стабильными растворами активного вещества бентазона и адъюванта, которые включены в препарат соответствующим способом (см. таблицу 1). В условиях лаборатории искусственного климата были изучены композиции, приведенные в таблице 2.

N,N-диметилалкиламиды были предложены для того, чтобы повысить растворимость бентазона в нужной среде по отношению к другим молекулам. Кроме того, N,N-диметилалкиламиды предотвращают образование кристаллов в жидкости в мицеллярной системе. Это повысило до максимума активность гербицидной композиции через множество функций, таких как повышение удерживания капель на поверхности листа, трудно поддающейся увлажнению, и повышение проникновения композиции в кутикулу растения.

Авторами данного изобретения также было неожиданно обнаружено, что применение указанных конкретных соединений приводит помимо известного эффекта защиты культур к повышению уровня подавления некоторых важных видов сорной растительности (в частности, например, Salsola tragus L и Viola arvensis Murr) (см. таблицу 3). Однако до настоящего времени указанный эффект для данной комбинации известен не был.

Предлагаемая система в соответствии с изобретением позволила получить композицию с иными, нежели представленные бентазон-соль и бентазон к-та, взятые для сравнения. Заявляемая композиция не оказывала отрицательного влияния на рост и развитие культурных растений. Применение гербицидой композиции на посевах бобовых культур (сои, гороха, кормовых бобов) снизило экологическую нагрузку (в 1,5-2 раза) при сохранении высокой биологической (96-98%) и экономической (уровень рентабельности 70-265%) эффективности в разные периоды наблюдений.

Бентазон относится к препаратам, ингибирующим фотосинтез. При метаболизме гербицида в растениях молекула гидроксилируется в положениях 6 и 8. Получившиеся гидроксильные производные связываются с моно- и полисахаридами растений в прочные конъюганты. Абсорбируется листьями растений, но перемещение его по растению незначительно.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. Способ получения композиции

В N,N-диметилалкиламид добавляют в биологически эффективных количествах бентазон в виде кислоты при заявляемых соотношениях. Перемешивают при нагревании до 25°С до полного растворения. Добавляют известные вспомогательные вещества, например ПАВ, при перемешивании до получения однородного состава.

ПРИМЕР 2. Испытание композиции на химическую стабильность

Испытания проводили в термокамере ТС-1/80СПУ. Определение устойчивости водных суспензионных концентратов и растворов, содержащих бентазон-Na-соль, бентазон-кислота и бентазон-кислота с адъювантом при хранении. Методом ВЭЖХ определяли количество ингредиентов в растворе. Размеры частиц в рабочей жидкости определяли с помощью микросайзера ф. FRITSCH.

Приготовленные рабочие жидкости хранили при температуре 30°С в течение 30 дней. Затем образцы оценивали по гомогенности, изменению концентрации бентазона и стабильности водных композиций. Образцы, оцененные как устойчивые, не имели изменения в в концентрации действующего вещества при сравнении с исходными образцами, хранившимися при комнатной температуре. Результаты сведены в таблицу 1.

ПРИМЕР 3. Лабораторные биологические испытания

Испытания проводили в лаборатории искусственного климата. В качестве модели двудольных сорняков использовали подсолнечник.

Условия проведения опыта:

Опрыскивание растений проводили в фазу 2-4 листа. Посев в почву на глубину 3-4 см по 4 повтора в варианте. Выращивание при 22-23°С и режиме освещения 10000 Люкс при 16-часовом световом дне. Срок учета в опыте 23-е сутки после обработки.

Полученный эффект гарантирует повышенную надежность в борьбе с конкурирующими сорняками сельскохозяйственных культур, Норма расхода в лабораторных условиях заявленной композиции 240 г/га, Бентазона Na-соль и Бентазона кислоты - 240 г/га (в пересчете на кислоту). Результаты представлены в таблице 2.

В качестве N,N-диметилалкиламидов использовали N,N-диметилформамид (опыт 5), N,N-диметилдеканамид (опыт 6), диметилацетамид (опыт 4), N,N-диметилдеканамид (опыт 8), N,N-диметилпентанамид (опыт 7). В опыте 8 использовали изофорон, относящийся к классу ненасыщенные циклические кетоны, и этилацетат (опыт 9), относящийся к классу эфиров карбоновых кислот.

ПРИМЕР 4. Мелкоделяночные биологические испытания

Полевой мелкоделяночный опыт, культура - соя

Место проведения опыта: Российская Федерация, Алтайский край. Почвенно-климатическая зона: I - зона подзолистых и дерново-подзолистых почв таежно-лесной области, Норма высева семян: 180 кг/га. Фаза развития растений в момент обработки: 2-3 настоящих листьев.

В таблице 3 представлено влияние композиции (Бентазон : диметилдеканамид) 1:0,5 на отдельные виды сорных растений в посевах сои. Норма расхода заявляемой композиции и эталона - 900 г/га.

Помимо известного эффекта защиты культур к повышению уровня подавления некоторых важных видов сорной растительности обнаружена чувствительность гербицида к Salsola tragus L и Viola arvensis Murr.

Средняя урожайность сои при использовании заявленной композиции - 17.4 ц/га, при использовании бентазон-соли - 14.5 ц/га, при использовании бентазон-кислоты - 13,8 ц/га.

Аналогичные результаты получены на горохе и нуте.

Заявляемая композиция при очень хорошей переносимости смеси целевыми растениями проявляет очень высокую гербицидную активность и может применяться для селективной борьбы с сорняками в бобовых культурах, в частности соя, горох, нут.

*В контроле представлены данные о количестве сорняков, экз./м².