защита древесных растений

Формула изобретения

1. Композиция для защиты древесных растений от соснового долгоносика, которая включает неорганический материал из частиц со средним значением размера частиц в диапазоне от 0,1 до 0,5 мм и эластичное связующее вещество, имеющее коэффициент удлинения при разрыве более 100%, которое прилипает и к коре растения, и к частицам, при этом частицы наносят в составе связующего материала или на поверхности связующего материала в таком количестве, что расстояние между частицами не превышает 2 мм.

2. Композиция по п.1, в которой материал частиц представляет собой песок.

3. Композиция по п.1, в которой материал частиц представляет собой прокаленную глину.

4. Композиция по п.1, в которой связующий материал включает дисперсию полимера.

5. Композиция по любому из предыдущих пунктов, включающая пигмент.

6. Композиция по п.5, в которой пигмент выбирают из отражающих или ярких пигментов.

7. Композиция по п.1, в которой связующее вещество включает поверхностно-активное вещество.

8. Способ защиты древесных растений от соснового долгоносика, в котором нижнюю часть растения обрабатывают композицией, включающей эластичное связующее вещество, которое имеет коэффициент удлинения при разрыве более 100%, и неорганический материал из частиц, причем указанное связующее вещество прилипает и к коре растений, и к материалу частиц, где указанные частицы имеют среднее значение размера частиц в диапазоне от 0,1 до 0,5 мм и присутствуют в таком количестве, что расстояние между частицами не превышает 2 мм.

9. Способ по п.8, в котором вначале наносят на древесное растение указанное связующее вещество и затем наносят частицы на связующее вещество.

10. Способ по п.8, в котором частицы вначале смешивают со связующим веществом и затем композицию, включающую связующее вещество и материал из частиц, наносят на растение.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к композиции, предназначенной для защиты древесных растений, и к способу нанесения указанной композиции на древесные растения.

Предпосылки создания изобретения

Восстановление лесов является необходимым и в ряде стран законодательно закрепленным способом достижения непрерывного лесоразведения. Один способ заключается в том, что оставляют выбранные семенные деревья на вырубке, другой способ заключается в том, что высаживают саженцы в почву после различных видов ее подготовки. Указанные способы могут использоваться в сочетании. Посадка саженцев используется для гарантии того, что достигается определенная плотность растений на регенерируемой площади.

Развитию управляемого лесоводства угрожает множество опасностей, например, засуха и нашествие диких животных или насекомых. Высокий уровень выживания растений означает снижение расходов на восстановление лесов и повышение будущих доходов.

Нашествия насекомых очень дорого обходятся лесной промышленности. Обработка саженцев инсектицидом (перметрином) будет запрещена в будущем в Европейском союзе. Однако несмотря на планируемый по истечению нескольких лет запрет, перметрин в настоящее время все еще используется, поскольку, как полагают, экономические последствия запрета непреодолимы для лесной промышленности.

Саженцы хвойных растений часто обрабатывают перметрином в питомниках перед продажей. Обработку растений перметрином часто повторяют в полевых условиях на следующий год. Таким образом, обработка перметрином связана с повышением стоимости дополнительно к его исходной стоимости.

Разрабатывается и внедряется большое число способов снижения повреждения растений без использования перметрина. Указанные способы оценивались и в полевых испытаниях, и в лабораторных исследованиях (Lindstrsöm et al., 1986, Eidmann & Sydow 1989, Eidmann et al., 1996, Hagner & Jonsson 1995, Hofsten et al., 1999).

Уровень техники

Используется большое число механических приспособлений для того, чтобы исключить воздействие долгоносика сосны и других насекомых. Одна серия приспособлений может быть описана как устройства различных геометрических форм, например цилиндров или конусов. Их наносят вручную или с помощью механических устройств вокруг древесного растения. Другие изобретения связаны с нанесением на ствол растения покрытия из латекса или дисперсии, которое мешает сосновому долгоносику грызть растение. Согласно шведскому патенту 9901062-1, дисперсию смешивают с веществом, снижающим порчу насекомыми, с тем, чтобы сделать покрытие неприятным на вкус. Известные изобретения имеют несколько недостатков, которые были выявлены при их испытаниях. Механические приспособления, выполненные в виде покрытия, зачастую не остаются на нужном месте в течение длительного периода времени и не могут обеспечивать требуемой длительности зашиты растения. Различные типы покрытий растений дают слабую защиту, что иногда отмечается уже в первый год, когда насекомые обгладывают и удаляют защитную оболочку с тем, чтобы достичь привлекательной коры растений. Примешивание веществ, снижающих грызение растения, к латексному или к покрывающему слою, препятствует выходу соснового долгоносика из покрытия. Однако такие снижающие изгрызание вещества дороги и в некоторых случаях они снижают силы древесного растения.

Предложение использовать клей и песок неизвестной спецификации может рассматриваться в контексте механических приспособлений, используемых для снижения степени изгрызания древесных растений сосновым долгоносиком. Указанное предложение было оценено в двух полевых испытаниях, проведенных весной 1996 и 1997 годов на лесоводческой исследовательской станции при Шведском Университете сельскохозяйственных наук в Ламмхулте (Asa Forest Research Station, the Swedish University of Agricultural Sciences, Lammihult). Результаты испытаний показывают, что растения, обработанные в соответствии с внесенным предложением, и необработанные растения характеризовались примерно одинаковой степенью повреждения, вызванного изгрызанием насекомыми (Pettersson & Örlander 1998a, 1998b).

Способ обработки растений описан в полевом отчете: «Клей + песок представляют собой двухступенчатую обработку. Клей вначале наносят на нижнюю часть ствола растения и затем песок распыляют на обработанную клеем часть ствола» («Glue + sand is a two step treatment. Glue is first applied to the lower part of the plant stem, then sand is sprayed to the glue-treated part of the stem»). В отчетах не приводится спецификация используемых клея и песка. В испытаниях 1996 года защищенная часть ствола составляла 9 см, а в испытаниях 1997 года защищенная часть ствола составляла в среднем 12,6 см от корня.

Полевое испытание, начатое в 1996 году, оценивалось по истечении двух сезонов, 91% растений обработанных смесью клей + песок погибли или были серьезно поражены в результате грызения сосновым долгоносиком. В сравнении с ними, среди необработанных растений 94% были мертвыми или поврежденными и 14% растений, дважды обработанных перметрином, были мертвыми или серьезно поражены. Уровень нашествия насекомых был высоким на опытном участке, и был сделан вывод в отчете, что защитный эффект смеси клей + песок совершенно недостаточен.

Защитный эффект препаратов смеси клей + песок был подтвержден как очень низкий также в испытаниях 1997 года. 82% обработанных растений погибли или были серьезно повреждены после первого сезона, тогда как среди необработанных растений 90% было повреждено или погибло. Было доказано, что способ обработки смесью клей + песок является полностью неэффективным.

Практическое отсутствие защиты при использовании смеси клей + песок четко описано в документе, который объединяет заключения 15-летних полевых испытаний различных защитных приспособлений для древесных растений (Örlander 1998).

Ротовое отверстие на верхней части головки соснового долгоносика снабжено парой грызущих приспособлений, мандибул. Они используются для грызения и выкусывания наружной коры и других несъедобных частей ствола растения. Мандибулы и головка часто используются для вырывания нежелательного материала, который покрывает нужную им внутреннюю кору. Промежуток, или расстояние, между мандибулами в открытом положении составляет 0,5 мм. Срывание несъедобного материала растений представляет собой часть естественного поведения соснового долгоносика. Это означает, что песок на коре в целом легко срывается или выкусывается сосновым долгоносиком. И это является основной причиной негативных результатов, полученных в полевых испытаниях, указанных выше.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение относится к композиции, определенной в пункте 1, и к способу защиты древесных растений, определенному в пункте 9.

Неожиданно авторами было обнаружено, что если выбрать определенный материал с таким распределением размера частиц, что частицы не могут быть выкушены без повреждения компонентов ротовой полости или мандибул, и в то же время они являются слишком малыми для того, чтобы их можно было вырвать (то есть они не могут быть просто вырваны), то достигается достаточная степень защиты растения от грызущих насекомых. Частицы должны распределяться на закрытой поверхности или поверхности с нанесенным покрытием, так чтобы основное расстояние между двумя частицами было меньше, чем ширина головки соснового долгоносика. Тогда головка не может быть вставлена между двумя частицами. Частицы фиксируются на эластичном покрытии (связующем веществе), отличающемся своей способностью прилипать к частицам и к стволу растения в течение длительного периода времени, предпочтительно не менее чем два года. Далее покрытие характеризуется способностью растягиваться соответствующим образом в течение по меньшей мере двух лет роста растения без образования трещин. Это означает, что расширение покрытия при разрушении превышает 100%, то есть имеет коэффициент удлинения при разрыве выше, чем 100%.

В случае использования такой композиции путем нанесения указанного выше покрытия с частицами, имеющими адаптированные свойства, сосновые долгоносики неожиданно воздерживаются от атак на древесные растения. При этом, долгоносики начинают питаться на других легко доступных корнях и побегах более крупных деревьев, не вызывая при этом экономически значимого повреждения.

Материал частиц представляет собой неорганический материал, имеющий узкий диапазон распределения размера частиц со средним значением диаметра частиц предпочтительно в диапазоне от 0,1 до 0,5 мм.

Форма частиц может быть выбрана в соответствии с различными стратегиями. Могут использоваться круглые ровные частицы, которые трудно захватить мандибулами, или острые, угловатые выполненные из крупинок стекла, карборунда, песка, мастики или стекловолокна, материал прокаленной глины, такой как частицы Лека, минеральные частицы, такие как слюда, вермикулит, доломит и кварцевые частицы, и частицы каменной породы, такие как пемза и перлит. Частицы могут иметь такое соотношения длины/диаметра, что их скорее можно отнеси к волокнам. Волокна или нити могут при использовании магнитных или электростатических сил быть ориентированы таким образом, чтобы их острые концы были направлены на долгоносика. Удивительно, но выкусывание или вырывание насекомыми становится при этом более трудным в сравнении с вариантом выбора частиц со случайным распределением и ориентацией.

Частицы присутствуют в связующем веществе в таком количестве, чтобы расстояние между частицами не превышало 2 мм.

Покрытие выбирают таким образом, чтобы адгезивные свойства и эластичность их соответствовала требуемой функции. Очевидно, что свойства композиции должны соответствовать простому и автоматизированному способу нанесения на растения.

Для специалиста в данной области понятно, что отдельно на растение может быть нанесено покрытие, на открытую часть которого сверху наносят частицы в течение всего времени действия покрытия. В этой связи частицы, которые не прилипают, можно собрать и заново использовать.

Способ может также проводиться при перемешивании частиц в покрытии перед нанесением на растение. Путем корректировки величины поверхностного натяжения композиции края частиц могут выстраиваться в достаточно неприятном положении для долгоносиков, не давая им возможности выкусить или вырвать частицы. Композиция может также препятствовать другим грызущим насекомым и млекопитающим, например полевкам, грызунам, кроликам, зайцам и оленям питаться на растениях.

Частицы выбирают таким образом, чтобы средний размер их находился в интервале 0,1-0,5 мм.

Очевидно, что частицы и компоненты покрытия выбирают таким образом, чтобы они не были неприятными или вредными для человека и растения.

Покрытие получают из известных компонентов, которые обеспечивают желательную эластичность и прилипание либо сами по себе, либо в виде смеси, таких как полимерные или сополимерные дисперсии, например полиакрилаты, смолы, алкилы, полисахариды и их производные, белки, включая модифицированные белки или их производные. Дисперсии могут также включать другие компоненты, такие как производные абиетиновой кислоты, масла и жиры, высушенные и не высушенные, парафины, например парафиновый воск, поверхностно-активные вещества и т.п. для облегчения. например, нанесения композиции на растение, и для облегчения включения веществ, подавляющих грызение, в композицию. Кроме того, покрытие может быть защищено от разрушений, в первую очередь от УФ облучения и влажности, путем подмешивания пигментов в композицию, предпочтительно отражающих или ярких пигментов, например диоксида алюминия или титана, в связи также с тем фактом, что сосновые долгоносики избегают ярких поверхностей.

Для специалиста в данной области очевидно, что следует выбирать сочетания компонентов покрытия и частиц, которые дают наименьшую стоимость готовой композиции, и которые обеспечивают желаемый уровень выживания обработанного древесного растения.

Приведенные ниже примеры даны для иллюстрации изобретения, но они никоим образом не ограничивают объем настоящего изобретения.

Пример 1

Полевое испытание с обработанными растениями

Покрытие с использованием композиции, приведенной в таблице 2, наносят на древесные растения. Частицы, которые имеют размер преимущественно от 0,2 до 0,5 мм и составляют 50% по объему, распределяют по открытой композиции. Растения высаживают в трех местах графства Смэланд, Швеция (Småland, Sweden 2002). На каждом участке высаживают 50 растений для исследования каждого вида обработки в рандомизированном варианте. Данные по трем участкам объединяют; при этом каждый вид обработки проводится на 150 растениях. Используемые растения представляют собой привезенные в контейнерах саженцы ели европейской. Полевое испытание проводилось при посадке свежих черенков, высаженных 21-24 мая, и оценка проводилась 27-30 августа. Результаты испытания продемонстрировали очень хорошую степень защиты от нашествия долгоносика в процессе сезона роста (Таблица 1). Сравнение с перметрином показывает, что достигается еще лучшая защита, чем с инсектицидом, применяемым в настоящее время в лесоводстве.

Полевое испытание также выявило очень хорошую длительность действия обработки, поскольку 99% саженцев имели интактное покрытие в конце сезона. В этой связи, вполне вероятно, что покрытие будет хорошо защищать саженцы и во второй сезон. Испытанию подвергалось также покрытие, нанесенное по уже известной технологии на основе коммерчески доступного продукта Hylobex (Göldner). Из результатов Таблицы 1 видно, что композиции по настоящему изобретению дают гораздо лучшую защиту, чем Hylobex.

Полевое испытание с растениями ели европейской, обработанными частицами, распределенными по покрытию С (см. Таблицу 2), нанесенному на нижнюю половину стебля растения. Контрольные обработки включают растения, обработанные инсектицидом перметрином, необработанные растения и растения, обработанные коммерчески доступной композицией Hylobex (Göldner)

Таблица 1
Обработки	Средняя величина обглоданной поверхности в нижней части стебля (%)		Растение, погибшее от соснового долгоносика (%)	Статус защиты (%) интактных
Покрытие С + частицы песка	0		3	93
Покрытие С + частицы Лека	1		8	99
Перметрин	12		2
Необработанные растения	60		72
Обработка по известной технологии: Hylobex	38		37	7
Таблица 2 Состав покрытия С (мас.%)
Компонент		Покрытие С
Поверхностно-активное вещество		12
Акриловый сополимер		88

Пример 2

Полевое испытание с обработанными растениями

Покрытие состава, приведенного в Таблице 4, наносят на древесное растение. Частицы, размер которых составляет преимущественно от 0,2 до 0,5 мм, распределяют по открытой композиции. Растения высаживают на двух полевых делянках в графстве Уппланд, Швеция (Uppland, Sweden 2001). Оба испытания проводят в рандомизированном варианте и включают 100 и 70 блоков, соответственно (одно древесное растение на один вариант обработки в каждом блоке). Используемые растения представляют собой содержавшиеся в контейнерах саженцы ели европейской. Полевое испытание 1 проводят при высаживании свежих черенков 31 мая и оценивают его 20 сентября. Полевое испытание 2 проводят при высаживании однолетних саженцев 23 августа и оценивают его 14 сентября 2001 года.

Результаты испытания 1 демонстрируют очень хорошую защиту против атак долгоносика в течение всего сезона роста. В Таблице 3 приведены результаты, которые соответствуют требованиям лесной промышленности. Результат полевого испытания 2 показывают улучшенный уровень защиты частиц на покрытии В в сравнении с покрытием А (в полевом испытании 1 используют только покрытие А). Результаты представляются неожиданными в свете ранее известной технологии.

Полевые испытания с растениями ели европейской, обработанными частицами, распределенными по покрытиям А и В (см. таблицу 4), нанесенным на нижнюю часть ствола растения. Контрольные обработки включают растения, обработанные по отдельности покрытием А и В, а также необработанные растения

Таблица 3
Обработка	Растения, подверженные атаке насекомыми (%)		Пораженные растения (%)
Испытание 1
Покрытие А + частицы	11,0		3,0
Покрытие А	62,0		40,0
Необработанные растения	88,0		57,0
Испытание 2
Покрытие А + частицы	4,2		1,4
Покрытие В + частицы	0		0
Покрытие В	38,6		24,3
Необработанные растения	42,9		21,4
Таблица 4 Состав покрытия А и В (мас.%)
Компонент		Покрытие А	Покрытие В
Поверхностно-активное вещество		21	32
Микрокристаллический воск		24	-
Дисперсия полиакрилата		31	52
Производное абиетиновой кислоты		24	26
Пигменты		1	1

Список литературы.

Eidmann, Н.Н. & Sydow, F. von, Hagner, M. 1989. Stockings for protection of containerised conifer seedlings against pine weevil (Hylobius abietis) damage. Scandinavian Journal of Forest Research 4: 537-547.

Eidmann, Н.Н., Nordenhem, H. & Weslien. J. 1996. Physical protection of conifer seedlings against pine weevil feeding. Scandinavian Journal of Forest Research 11: 68-75.

Jonsson, С. 1995. Survival after planting without soil preparation for pine and spruce seedling protected from Hylobius abietis by physical and chemical shelters. Scandinavian Journal of Forest Research 10: 225-234.

Hofsten, U. von, Petersson, M. & Örlander, G. 1999. Mechanical devices for protection against pine weevil - a progress report. SkogForsk, Resultat 24: 1-6 (In Swedish with English summary).

Lindström, A., Hellqvist, C., Gyldberg, В., Lendgström, В. & Mattsson, A. 1986. Field performance of a protective against damage by Hylobius abietis. Scandinavian Journal of Forest Research 1: 3-15.

Petersson, M., & Örlander. G. 1998a. Mekaniska snytbaggeskydd för barrot-och täckrotsplantor - försök anlagt våren 1996, reviderat hösten 1996 och 1997. Asa. försökspark, rapport 1998-2: 1-12.

Petersson, M., & Örlander, G. 1998b. Fälttest av mekaniska snylbaggeskydd för täckrotsplantor - försök anlagt våren 1997, reviderat hösten 1997. Asa försökspark, rapport 1998-3: 1-7.

Örlander, G. 1998. Mekaniska snytbaggeskydd. Kungliga Skogs och Landbrusakademiens Tidskift 137 (15): 43-50.