СПОСОБ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН Российский патент 1999 года по МПК A01N25/10 A01N37/06 A01N43/36 

Изобретение относится к растениеводству, точнее, к способам обработки семян перед посевом биоцидами, содержащими комплекс полимерных веществ с четвертичными аммониевыми основаниями.

Заявленное изобретение может найти широкое использование при проращивании таких корнеплодов, как морковь, свекла и т.п., производимых в больших объемах и нуждающихся в длительном хранении.

Известны способы предпосевной обработки семян овощных культур. Например, предпосевную обработку семян овощных культур осуществляют составом, содержащим электрогидравлически обработанный торф с влажностью до 85% и биоцид - ядохимикат тетраметилтиурамдисульфид (ТМТД) в количестве 0,4-0,5% от массы композиции (1. Авт. свид. СССР N 685260, МПК: 3 A 01 N 21/00, опублик. 15.09.1979). При этом наблюдали повышение лабораторной и полевой всхожести, количества и массы ростков. Однако повышение всхожести не превышало 5%. Кроме того, способ предусматривает использование такого ядохимиката, как ТМТД - вещества токсичного, кумулятивного действия, содержание которого в пищевых продуктах существующими санитарными нормами не допускается (2. Н.Г. Рыбальский и др. / Экологические аспекты экспертизы изобретения. Справочник. ВНИИГПЭ, М. - 1989. - ч. II. - С. 56).

С целью усиления действия, а следовательно, снижения концентрация биоцида при использовании его в способах предпосевной обработки семян предложено обработку проводить композициями, содержащими биоциды и водорастворимые полимеры (карбоксиметилцеллюлозу, поливинилпирролидон и др.) (З.В. Лебединцева, С.Л. Тютерев. Стратегия и тактика использования защитно-стимулирующих составов для обработки семян сельскохозяйственных культур. Агрохимия, М., 1994, N 10, с. 67-80).

Описаны также способы предпосевной обработки семян аналогичными композициями, содержащими поливинилпирролидон и сополимеры поливинилпирролидона и биоциды (С. Ш. Рашидова и др. Водорастворимые полимеры для семеноведения. Тезисы докладов III Всесоюзной конференции. Иркутск, 1987, с. 165).

Однако основной недостаток таких способов сохраняется и при использовании известных сополимерных композиций: необходимость использования при обработки семян высокотоксичных ядохимикатов.

Кроме того, известная предобработка семян обеспечивает сохранность и защиту семян при проращивании их; влияния на урожайность и, тем более, на сохранность выращенных корнеплодов не установлено.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа предпосевной обработки семян, который включает использование малотоксичного биоцида и обеспечивает сохранность и защиту семян при проращивании, улучшает их всхожесть, способствует увеличению массы и сохранности выращенных корнеплодов.

Эта задача была решена способом, реализованным следующей совокупностью существенных признаков:
1. Семена обрабатывают перед посевом препаратом КАТАПОЛ, представляющим собой комплекс сополимера N-винилпирролидона и кротоновой кислоты с алкилдиметилбензиламмонием общей формулы:

где m = 80-85 мол.%, l = 15-20 мол.%, R = CnH_2n+1 при n = 10-18, с мол. м. от 12 000 до 400 000.

2. Обработку семя проводят водным 0,1-1,0 мас.% раствором КАТАПОЛА.

Оба признака заявляемого решения являются существенными и отличительными.

Анализ известного уровня техники не позволил обнаружить информацию о техническом решении, которое было бы идентично заявленному по совокупности существенных признаков. Это позволяет утверждать, что изобретение соответствует условию "новизна".

В то же время этот анализ показал известность препарата "КАТАПОЛ" как полимерного комплекса общей формулы, изложенной выше (Патент РФ N 1358355, МПК 4 C 08 F 226/10, 8/00, A 61 K 31/79, опубл.; Патент РФ N 517173, МПК 4 A 61 K 31/14, опубл.). КАТАПОЛ использовали в качестве антисептика для медицинских и ветеринарных целей, в частности, для лечения раневых инфекций у человека и животных, для обеззараживания воды и технологических линий для переработки рыбы. Исследования показали крайне низкую токсичность КАТАПОЛА, разрешенного фармкомитетом Минздрава РФ к производству и широкому использованию, было определено, что ЛД₅₀ (подкожное введение мышам) составляет 300 мг/кг, в то время как МПК (минимальная подавляющая концентрация) для патогенных микроорганизмов (стафилококки, кишечная палочка и др.) составляет 5,5-410 мкг/мл. Не было найдено явлений раздражения кожи, сенсибилизации, кумуляции или иного отрицательного действия препарата КАТАПОЛ 2 мас.% концентрации при длительном (до 3-х месяцев) его применения (6. Г.Е. Афиногенов, Е. Ф. Панарин / Антимикробные полимеры, изд. ГИППОКРАТ, СПб. - 1993. - С. 149 - 155). При этом в заявленном способе эффективное действие оказывает препарат при концентрации 0,1-1,0 мас.%.

Анализ уровня техники показал полное отсутствие какой-либо информации о воздействии КАТАПОЛА на семена при предпосевной обработке. Впервые найденная нами взаимосвязь структуры КАТАПОЛА при его концентрации 0,1-1,0 мас.% и всхожести семян и сохранности выращенных корнеплодов, а также влияние на урожайность не вытекает с очевидностью из известных свойств КАТАПОЛА и его структуры. Это позволяет утверждать о соответствии заявленного решения условию охраноспособности "изобретательский уровень".

Для доказательства соответствия изобретения условию "промышленная применимость", а также для лучшего понимания сущности заявленного решения приводим примеры конкретной реализации, которые не могут исчерпать сущность заявленного способа.

Пример 1.

Семена свеклы сорта "Бордо" обрабатывают 0,1 мас.% водным раствором КАТАПОЛА в течение 30 мин. После чего семена подсушивают на воздухе и высевают на опытной делянке Всероссийского института защиты растений (ВИЗР, г. Пушкин). После завершения вегетационного периода определяют число продуктивных растений и урожайность, которая составляет 200 ц/га.

Пример 2.

В условиях примера 1 семена обрабатывают 0,2 мас.% водным раствором КАТАПОЛА. Урожайность составляет 265 ц/га.

Пример 6.

В условиях примера 1 семена моркови сорта Лосиноостровская N 13 обрабатывают 0,2 мас.% раствором КАТАПОЛА. Урожайность 333 ц/га.

Примеры 1-9 выполнены в сопоставимых условиях. Все данные представлены в табл. 1 (см. в конце описания).

Обработка семян препаратом КАТАПОЛ в указанном интервале концентраций повышает сохранность спелых корнеплодов в процессе длительного хранения.

Примеры 10-13 выполнены в условиях примера 1, пример 14 проведен в условиях примера 9 (контроль). Исследовали влияние обработки семян моркови на поражение корнеплодов фузариозной гнилью в процессе хранения (влажная камера).

Все данные сведены в табл. 2 (см. в конце описания).

Влияние обработки семян столовой свеклы сорта "Бордо" на густоту стояния, урожайность и потери от корнееда (Bacillus spp) и фузариозной гнили (Fusarlum spp) за время выращивания культуры отражено в табл. 3 (см. в конце описания).

Представленные данные подтверждают эффективность использования 0,1-1,0 мас. % водных растворов КАТАПОЛА при предпосевной обработке семян сельскохозяйственных культур. Найдено влияние такой предобработки не только на урожайность культур, но и на их устойчивость при дальнейшем хранении. При этом сами растворы КАТАПОЛА в заявленных концентрациях практически нетоксичны по сравнению с широко используемыми для тех же целей препаратами.

Пример 22.

В стеклянную ампулу емкостью 10 мл помещают 2 г N-винилпирролидона с nd²⁰ = 1.5120, 0,273 г сухой кротоновой кислоты с т.пл. = 71-73^oC. Молярное отношение мономеров 85: 15. После добавления 6.827 г воды суммарная концентрация мономеров в реакционной смеси составляет 25,0 мас.%. Ампулу запаивают без удаления воздуха. Раствор в ампуле облучают источником γ-облучения ⁶⁰Co с мощностью дозы 2,4 Гр/с до суммарной дозы 50 кГр при 25^oC. Полученный сополимер осаждают прикапыванием водного раствора в 50 мл ацетона, отфильтровывают и сушат в вакууме. Выход 99,1 мас.%. Состав сополимера определяют методом потенциометрического титрования 0,1 н NaOH по содержанию звеньев кротоновой кислоты. В полученном сополимере оно составляет 15.03 мол. %. мол.м. определяют визкозиметрически в 0,1 н раствора KCl, мол.м. равна 200 тыс.

Пример 23.

Выполняют в условиях примера 22. Количество воды, добавленной к мономерам, равно 6.029 г. Суммарная концентрация мономеров составляет 35 мас.%. Мощность суммарной дозы облучения 5 кГр при 25^oC. Выход сополимера 68,5%. мол.м. 400 тыс. Содержание звеньев кротоновой кислоты в сополимере 20 мол.%.

Пример 24.

Выполняют в условиях примера 22. Количество воды, добавленной к мономерам, составляет 13.000 г. Суммарная концентрация мономеров составляет 20 мас. %. Мощность суммарной дозы облучения 50 кГр при 25^oC. Выход сополимера 90,4% мол. м. 100 тыс. Содержание звеньев кротоновой кислоты в сополимере 20.04 мол.%.

Соли четвертичных оснований со звеньями кротоновой кислоты сополимера получают в известных условиях.

Пример 25.

В колбу емкостью 50 мл помещают 2 г сополимера N-винилпирролидона с кротоновой кислотой, полученного в условиях примера 22. С помощью магнитной мешалки при комнатной температуре растворяют сополимер в 23 мл дистиллированной воды. В полученный водный раствор загружают 1,10 гр 10% раствора едкого натра, 0,65 г хлорида натрия и 1,99 г 50% водного раствора смеси C₁₀-C₁₈-алкилдиметилбензиламмоний хлоридов (Катамин АБ). Молярное соотношение кротоновая кислота: едкий натр и кротоновая кислота: КАТАМИН АБ составляет 1:1. Количество хлорида натрия рассчитывают в соответствии с известным методом (6. Патент РФ N 1517173, дата приоритета 05.08.1986; МПК: 4 A 61 K 31/14). Смесь перемешивают в течение 1 часа и фильтруют через воронку Бюхнера от механических примесей. Получают 29,5 г водного раствора препарата КАТАПОЛ, содержащего 10 мас.% соли C₁₀-C₁₈-алкилдиметилбензиламмония с сополимером N-винилпирролидона и кротоновой кислоты с мол.м. 200 тыс.

Пример 26.

Выполняется в условиях примера 25. 2 г сополимера, полученного в условиях примера 23, растворяют в 20 мл дистиллированной воды. В полученный раствор добавляют 1,5 г 10,0% раствора едкого натра, 0,62 г хлорида натрия и 1,24 г 50% водного раствора смеси C₁₀-C₁₈-алкилдиметилбензиламмоний хлоридов (Катамина АБ). Получают 5,5 г водного раствора КАТАПОЛА, содержащего 10,2 мас. % соли C₁₀-C₁₈-алкилдиметилбензиламмония с сополимером N-винилпирролидона и кротоновой кислоты с мол.м. 400 тыс.

Пример 27.

Выполняется в условиях примера 25. К 4 г сополимера N-винилпирролидона с кротоновой кислотой, полученного в соответствии с условиями примера 24, добавляют 40 мл воды, 3,0 гр 10% раствора едкого натра, 1,25 г хлорида натрия и 2,50 г 50% водного раствора гомологов C₁₀-C₁₈-алкилдиметилбензиламмоний хлоридов (Катамина АБ). Получают 52 г водного раствора КАТАПОЛА, содержащего 10,5 мас. % соли C₁₀-C₁₈-алкилдиметилбензиламмония с сополимером N-винилпирролидона и кротоновой кислоты с мол.м. 100 тыс.

Семена овощных культур обрабатывают перед посевом водными 0,1-1,0 мас.% растворами препарата КАТАПОЛ, представляющего собой комплекс сополимера N - винилпирролидона и кротоновой кислоты с алкилдиметилбензиламмонием общей формулы I, где m = 80-85 мол.%, l = 15-20 мол.%, R - C_nH_2n+1 при n = 10-18, с мол. м. 12000-400000. Предпосевная обработка семян обеспечивает защиту семян при проращивании, повышение всхожести, увеличение массы и сохранение при длительном хранении выращенных корнеплодов. 3 табл.

Способ предпосевной обработки семян овощных культур водным раствором сополимера N-винилпирролидона, отличающийся тем, что в качестве сополимера N-винилпирролидона используют препарат КАТАПОЛ, представляющий собой комплекс сополимера N-винилпирролидона и кротоновой кислоты с алкилдиметилбензиламмонием с формулой звена

где m = 80 - 85 мол.%;
L = 15 - 20 мол.%;
R - CnH_2n+1 при n = 10 - 18,
с мол.м. от 12000 до 400000 в концентрации 0,1 - 1,0 мас.%.