композиция с рострегулирующей активностью

Формула изобретения

Композиция с рострегулирующей активностью на основе регулятора роста растений эмистима С, отличающаяся тем, что дополнительно содержит N-оксид 2,6-диметилпиридина при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

N-Оксид 2,6-диметилпиридина 2-4

Эмистим С 98-96

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, предлагается композиция, которая может быть использована для повышения энергии прорастания и полевой всхожести семян, увеличения урожайности, улучшения качества продукции ряда сельскохозяйственных культур (озимой пшеницы, ярового ячменя, гречихи, сои, гороха, подсолнечника, горчицы, многолетних бобовых трав) путем предпосевной обработки семян и опрыскивания вегетирующих растений.

В настоящее время нашли практическое применение регуляторы роста озимой пшеницы и ячменя гуминовой природы (гумат натрия, гумоксин ж, оксигумат), хлорхолинхлорид, ретарданты - ТУР, 2-ХЭВК (2-хлорэтилфосфоновая кислота) и препараты на ее основе (кампозан и его модификации).

Общим их недостатком является высокая норма расхода, например 6 л/т, 3-6 л/га препарата ТУР, 4,1 кг/т - хлорхолинхлорида.

Известны препараты близкого спектра действия, содержащие кватернизированный атом азота - ретам, квартазин, Дон, а также ряд труднодоступных синтетических, природных и микробиологических регуляторов роста растений - оксикарбам, пролин, эллипс, никфан, агат-25, иммуноцитофит и др.

Промышленное производство этих препаратов не налажено, большую их часть в ограниченных объемах производят в научных лабораториях. Для остальных культур, указанных в заявке, известно значительно меньшее количество препаратов. Часть из них уже перечислялась, часть относится к труднодоступным сложным химическим соединениям. Широкое практическое применение нашел лишь препарат гибберсиб (смесь гибберелловых кислот) - регулятор роста люцерны и гороха. Однако его также получают в небольших объемах в результате сложных биотехнологических и химических превращений.

Суммируя изложенное, можно заключить, что в настоящее время в СНГ нет эффективных доступных регуляторов роста растений для зерновых, зернобобовых и некоторых технических и кормовых культур.

Ближайшими аналогами по структуре к одному из ингредиентов предлагаемой композиции являются регуляторы роста растений на основе комплексов N-оксида 2,6-диметилпиридина (I) с протонодонорами

N-оксид 2,6-диметилпиридина (препарат ивин) является регулятором роста овощных культур (огурцов, томатов, моркови, капусты и др.) [Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению в Украине. Киев: Юнивест Маркетинг, 2000 г.]. Препараты на его основе (потейтин, капанин, люцис, ивин-П) являются комплексами ивина с органическими и неорганическими кислотами. В предыдущие годы они были разрешены к применению в Российской Федерации как регуляторы роста картофеля, перца сладкого, люцерны и огурцов. Известно несколько авторских свидетельств на другие комплексы ивина, обладающие свойствами регуляторов роста овощных и плодовых культур [А.с. СССР №1610826, 1610828, 1610825].

Недостатками указанных препаратов является специфичность действия (действуют преимущественно на овощные культуры), сортовая чувствительность, низкая и нестабильная эффективность на зерновых культурах. Так, например, в обзорной статье [Кухарь В.П., Карабанов Ю.В. и др. Новый регулятор роста растений - ивин // Физиол. акт. вещ-ва. - 1986. - Т.18. - С.3-17] отмечается, что двухлетние испытания ивина на озимой пшенице в Укр. НИИ растениеводства, селекции и генетики УААН (г.Харьков) показали недостоверную прибавку урожая озимой пшеницы порядка 1,4 ц/га (2,8%).

Ближайшим аналогом (прототипом) по составу и действию предлагаемой композиции является препарат на основе продуктов метаболизма микоризных грибов-эпифитов - регулятор роста растений эмистим С, стимулирующий рост и развитие 20 сельскохозяйственных культур зерновых, овощных, технических, ягодных и других.

Недостатком эмистима С тоже является сортовая чувствительность к нему высокопродуктивных сортов пшеницы, нестабильная эффективность на ячмене и ряде других культур, высокая чувствительность к климатическим условиям.

В основу предлагаемого изобретения поставлена задача расширения ассортимента эффективных экологически безопасных регуляторов роста растений, способных в большей степени обеспечить повышение урожая и улучшение качества продукции зерновых, зернобобовых, масличных, крестоцветных и кормовых культур.

Поставленная задача достигается созданием композиции, содержащей эмистим С и N-оксид 2,6-диметилпиридина при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

N-Оксид 2,6-диметилпиридина 2-4

Эмистим С 98-96 (до 100%)

N-Оксид 2,6-диметилпиридина синтезируют окислением 2,6-диметилпиридина перекисью водорода в среде уксусная кислота - уксусный ангидрид (см. далее).

Эмистим С является регулятором роста растений природного происхождения. Его получают с использованием биотехнологических методов [пат. Украины №17558 А и 17432 А], а именно путем культивирования грибов-эпифитов актиноризных растений в питательной среде, содержащей глюкозу и микроэлементы (соли калия, марганца, железа, магния). Препарат представляет собой сбалансированный комплекс фитогормонов ауксиновой, цитокининовой, гиббереллиновой природы, аминокислот, олигосахаридов, ненасыщенных жирных кислот, аминокислот, растворенных в 70% этиловом спирте.

Композицию готовят смешением N-оксида 2,6-диметилпиридина с эмистимом С в вышеуказанном соотношении.

Предлагаемая композиция отличается от прототипа (эмистима С) тем, что дополнительно содержит росторегулятор N-оксид 2,6-диметилпиридина. Композиция превзошла каждый из ингредиентов по стимулирующему действию благодаря синергетическому эффекту. Поэтому мы считаем, что предлагаемое нами техническое решение отвечает критерию изобретательский уровень".

Композицию поэтапно готовят следующим образом.

1. Синтез ивина. Ивин синтезируют по аналогии с методикой [Ochiai Е. // J. Org. Chem. - 1953. - Vol.68. - Р.534-551] окислением 2,6-диметилпиридина 30% пергидролем в среде уксусная кислота - уксусный ангидрид по схеме

Пергидроль прибавляют при 30-40 к раствору 2,6-диметилпиридина в указанной среде до молярного соотношения 2,6-диметилпиридин:пергидроль:уксусный ангидрид:уксусная кислота 1:1,75:3:3. После перемешивания реакционной массы и ее выдерживания при температуре 70-75 в течение 10-12 ч из нее отгоняют при пониженном давлении водный азеотроп уксусной кислоты. N-Оксид 2,6-диметилпиридина выделяют из оставшейся реакционной массы и очищают с использованием общепринятого в органическом синтезе метода переосаждения: переводят в комплекс с хлористым водородом (IV), перекристаллизовывают, разлагают комплекс гидроксидом натрия, отфильтровывают хлористый натрий, отгоняют растворитель, продукт фракционируют в вакууме. Выход 85%. N-Оксид 2,6-диметилпиридина - бесцветная жидкость с едва уловимым специфическим запахом. Температура кипения 115-117С (12-14 мм рт.ст.). Типичные результаты элементного анализа:

Найдено, %: С 62.18; Н 7.27; N 11.26. C₇H₉NO.

Вычислено, %: С 62.26; Н 7.36; N 11.37. ИК-спектр, см^-1 (NO) 1270.

2. Смешивают ивин и эмистим С в указанном выше соотношении. Полученная композиция представляет собой прозрачный, бесцветный раствор со слабым специфическим запахом, d⁴₂₀ 0,922, n_D 1,3618.

Суть изобретения подтверждается приводимыми ниже примерами. Для удобства изложения материала будем называть предлагаемую композицию биостимулятор, а N-оксид 2,6-диметилпиридина - ивин.

Пример 1. Одинаковые по размерам 3-дневные проростки пшеницы сорта Спартанка высаживали через отверстия винипластовых крышек в сосуды с питательной средой Кноппа, в которую добавляли микроэлементы по Хогланду и испытуемые регуляторы роста - ивин и эмистим С в оптимальной концентрации - 0,001% (маc.). Через 6-7 дней проводили биометрические измерения. Контроль - питательная среда без препаратов. Средние результаты приведены в таблице 1. Из нее видно, что ивин и эмистим С стимулируют рост как надземной, так и подземной частей проростков, наилучшие результаты благодаря синергизму наблюдаются при совместном действии препаратов на проростки. Наиболее эффективны действуют композиции, в которых ивин составляет 2-4% (варианты 5-7). Поэтому для дальнейших исследований мы использовали препараты с массовым соотношением ивин:эмистим С 3:97.

Пример 2. Предпосевную обработку семян регуляторами роста проводили полусухим способом с использованием в качестве клеющего вещества 1% раствора NaКМЦ. Регуляторы роста растений используют в дозах, рекомендованных для сельского хозяйства. Препараты растворяют в воде и с помощью специальных форсунок распыляют на семенах (концентрации водных растворов биостимулятора и эмистима С - 0,001%). Подсушенные семена высаживают в грунт по 25-50 штук в 4-кратной повторности. Активность соединений определяли по показателям, приведенным в таблице 2. Из нее видно, что биостимулятор проявляет стимулирующую активность по отношению ко всем сортам пшеницы и превосходит по всем показателям эмистим С и эталонный препарат гумат натрия. Активность ивина в данных и последующих опытах была невысокой.

Пример 3. Лабораторный опыт, условия проведения те же, что в примере 2. В качестве эталона использовали препарат квартазин в дозе 25 г/т, для сравнения использовали регулятор роста растений ивин (концентрация рабочего раствора - 0,001%). Результаты опыта приведены в таблице 3. Как видим, наибольшую активность в нем проявил биостимулятор.

Пример 4. Испытания биостимулятора проводились в 1998 году на четырех областных государственных опытных сельскохозяйственных станциях Украинской академии аграрных наук (УААН). Препарат применялся при предпосевной обработке (инкрустации) семян озимой пшеницы и в отдельных опытах - при опрыскивании посевов в фазе выхода в трубку. В качестве эталона использовали гумат натрия, для сравнения использовали препараты эмистим С и триман - синтетический регулятор роста растений, разрешенный к применению в Украине на зерновых культурах [Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению в Украине. - Киев: Юнивест Маркетинг, 2003. С.175]. Дозы применения препаратов при предпосевной обработке семян: биостимулятор и эмистим С - 10 мл/т, гумат натрия - 750 г/т; триман - 20 г/т; при опрыскивании посевов: биостимулятор и эмистим С - 5 мл/га, гумат натрия - 80 г/га, триман - 20 г/га. Результаты проверки приведены в таблице 4. Из нее видно, что наибольшую активность в проведенных опытах вновь проявил биостимулятор.

Пример 5. Испытания биостимулятора проводились на 3 областных государственных опытных сельскохозяйственных станциях. Регуляторы роста применялись как при предпосевной обработке семян ячменя, так и при опрыскивании посевов в фазе выхода в трубку. Результаты испытаний приведены в таблице 5. Наиболее активным оказался биостимулятор.

Пример 6. Лабораторный опыт, условия проведения те же, что в примере 1. Исследовалось влияние биостимулятора на рост проростков гречихи (сорт Климовка). Дозы применения препаратов те же, что и в предыдущих опытах. Результаты испытаний приведены в таблице 6. Наибольшую активность проявил биостимулятор.

Пример 7. Испытания проводились на 3 областных государственных опытных сельскохозяйственных станциях. Биостимулятор применялся как при предпосевной обработке семян сои (дозы препаратов, как в предыдущих опытах), так и в отдельных вариантах при опрыскивании посевов в фазе бутонизации (дозы препаратов – 10 м/га). Результаты испытаний приведены в таблице 7. Наиболее активным оказался биостимулятор.

Пример 8. Испытания проводились в 1996 году в 4 специализированных научных учреждениях. Биостимулятор применялся как при предпосевной обработке семян, так и при опрыскивании посевов подсолнечника. Результаты испытаний приведены в таблице 8. Наиболее активным, как и в предшествующих случаях, был биостимулятор.

Пример 9. Испытания проводились на трех областных государственных опытных сельскохозяйственных станциях. Биостимулятор использовался как при предпосевной обработке семян, так и при опрыскивании посевов гороха. Результаты испытаний приведены в таблице 9. Наиболее активным был биостимулятор.

Пример 10. Испытания проводились в 1998 году на Черниговской государственной опытной сельскохозяйственной станции УААН. Биостимулятор применялся при предпосевной обработке семян и опрыскивании посевов льна-долгунца. Результаты испытаний приведены в таблице 10. Наибольшую активность проявил биостимулятор.

Пример 11. Испытания проводились на Волынской и Тернопольской государственных опытных сельскохозяйственных станциях УААН. Регуляторы роста применялись при обработке посевов клевера. Результаты приведены в таблице 11. Наибольшую активность проявил биостимулятор.

Пример 12. Испытания проводились на Полтавской государственной опытной сельскохозяйственной станции УААН. Регуляторы роста применялись для опрыскивания семенников люцерны сорта Полтавчанка. Для сравнения использовали регуляторы роста гибберсиб и эмистим С. Результаты испытаний приведены в таблице 12. Наибольшую активность проявил биостимулятор.

Пример 13. Опыт лабораторный. Семена горчицы обрабатывали регуляторами роста методом полусухого протравливания и высаживали в почву. Повторность 4-кратная. Влияние препаратов на рост проростков горчицы представлено данными таблицы 13. Наибольшую активность проявил биостимулятор.

Таким образом, поставленная задача выполнена. Создана экологически безопасная высокоэффективная композиция, повышающая энергию прорастания и полевую всхожесть семян, стимулирующая рост и развитие растений на всех этапах органогенеза, повышающая урожайность и улучшающая качество урожая озимой пшеницы, ярового ячменя, гречихи, подсолнечника, сои, гороха, льна-долгунца, люцерны, клевера, горчицы.