КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛЕСНЫХ И КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ ОТ НАСЕКОМЫХ-ВРЕДИТЕЛЕЙ Российский патент 2001 года по МПК A01N65/00 A01M1/14 A01M1/18 

Изобретение относится к физико-химическому методу борьбы с вредителями лесных и культурных растений с использованием природных биологически активных веществ.

Для защиты лесных и культурных растений от вредителей применяют комплекс методов и средств, включающих надзор, лесохозяйственные мероприятия, биологические, генетические, химические, физико-механические или биотехнические методы, интегрированные системы защиты в сочетании с различной техникой - ручной, механизированной, авиационной и т. д. /А.И. Воронцов, Е.Г. Мозолевская, Э.С. Соколова. Технология защиты леса. М.: Экология. 1991, 304 с/. Выбор того или иного способа и средства защиты определяется, в первую очередь, экологическими (воздействие на нецелевые объекты биогеоценоза, остаточное последействие и т.д.) и экономическими (трудоемкость, доступность используемых средств защиты) требованиями.

Современная тенденция в защите лесных и культурных растений состоит в ограничении применения высокотоксичных химических средств (пестицидов) и увеличении применения малоопасных для окружающей среды средств, в первую очередь биологических /Л.А. Барбас, Т.И. Денисова. Лесное хозяйство. 1989, N 7, с. 58/. Однако они дороги, технология их производства достаточная сложна. В связи с этим важную роль играют другие экологически чистые средства защиты - биотехнические, основанные на знании поведенческих функций насекомых-вредителей (т.е. использовании веществ репеллентного, аттрактантного и т.п. действия) и простых приемов применения /В.А. Вахитов, Д.В. Амирханов, Ю.А. Сангалов. Новые средства и методы защиты растений. Уфа. БНЦ УрОРАН, 1992, 154 с/.

Перспективными, но практически мало используемыми являются такие действующие вещества в составе биотехнических средств, которые позволяют самим растениям противостоять повреждениям насекомыми /П.А. Положенцев, Л.А. Золотов. Лесной журнал. 1969, N 4/. К их числу относятся, в частности, природные биологически активные вещества - продукты смоловыделения хвойных и некоторых других пород деревьев или живица. Являясь малотоксичной для теплокровных животных (ЛД₅₀ у белых мышей при оральном введении составляет ≈ 5000 мг/кг живой массы), живица проявляет токсичное, антифидантное и репеллентное действия в отношении широкого круга сосущих и грызущих насекомых (личинкам пилильщика, гусеницам пяденицы и листоверток, тлям и др.).

Известны препаративные формы живицы как средства защиты растений. Так спиртовые растворы смолистых веществ ели и сосны служат эффективными репеллентами, на 100% защищающими яблони от повреждения полевкой. /Авт.свид. СССР 904209/. Другим средством служат пасты, получаемые загущением смеси сосновой смолы и растительного масла (в соотношении 1:5) 2-15% окислов, хлоридов или карбонатов металлов /Япон. заявка N 53-145914; РЖХИМ 20 0389 II 1979/.

Наиболее близкими к заявляемой препаративной форме или композиции живицы являются прямые эмульсии живицы /Г.В. Стадницкий, А.Х. Ошкаев. Лесное хозяйство, 1986, N 3, с. 64-65/. Они получаются разбавлением живицы 3-5 кратным количеством органического растворителя (метанол, бензол) и последующим эмульгированием в воде, содержащей 1-15% эмульгатора, при 70-80^o. Получающиеся 5% эмульсии живицы в воде нестабильны и для избежания расслаивания они подвергаются эмульгированию в высокоскоростном гомогенизаторе (2,5-3 тыс. об/мин). В результате образуются гомогенные эмульсии, сохраняющие стабильность в течение нескольких часов и наносимые на крону деревьев методом мелкокапельного опрыскивания ручными и моторными средствами.

Композиции живицы согласно прототипу имеют ограничения в применении. Во-первых, в них используются значительные (15-25% к воде) количества высокотоксичных органических разбавителей - метанол или бензол, что несколько дискредитирует идею экологически безопасного применения самой живицы. Во-вторых, хотя в прототипе применяется двухстадийная схема подготовки эмульсии, она обеспечивает лишь ограниченную стабильность ее (несколько часов), что может оказаться недостаточным при приготовлении (использовании) больших партий композиций и, особенно, более концентрированных (маточных) растворов композиций.

Авторами предлагается композиция или препаративная форма живицы, которая при сохранении биологической активности лишена указанных выше недостатков. Она представляет собой обратную эмульсию живицы в воде, содержащую в качестве органического разбавителя смесь низкомолекулярного полиэтилена и масла, например вазелинового масла, эмульгатора - сложные эфиры предельных жирных кислот с 16-18 атомами углерода (Т-2) при следующем содержании компонентов, мас. %:
Живица - 9-23
Вазелиновое масло - 18-23
Низкомолекулярный полиэтилен - 18-25
Эмульгатор Т-2 - 7-8
Вода - 28-41
Предложенная композиция живицы выбрана, исходя из удобства консистенции (мазеподобная, легко намазываемая на поверхность и фиксирующаяся на ней) при длительности биологического действия. Указанные свойства проявляются для концентрации живицы в композиции 9-23%, причем с повышением концентрации возрастает стабильность и длительность действия. Выход за указанный диапазон содержания живицы приводит к ухудшению биологической активности (меньше 9%) или ухудшению технологических свойств (выше 23% исчезает легкость нанесения). Кроме того, повышение концентрации живицы выше 23% приводит к преждевременному расслаиванию композиции. Оптимальные количества органических разбавителей (смесь полиэтилена и масла ≈40%), воды (30-40%) и эмульгатора (7-8%) обеспечивают способность к образованию эмульсий и обратимость изменения свойств при изменении температуры в пределах плюс 60^o - минус 10^o. При уменьшении концентрации органических разбавителей ниже 40% и увеличении количества воды выше 40% уменьшается устойчивость обратных эмульсий к воде. Напротив, увеличение количества органических разбавителей выше 40% и, соответственно, уменьшение количества воды ниже 40% резко ухудшает технологические свойства композиции (увеличение вязкости).

Пример 1.

Приготовление композиций живицы и оценку их свойств производят следующим образом. Низкомолекулярный полиэтилен - побочный продукт производства полиэтилена высокого давления в количестве 25 г (температура размягчения 75^oC, вязкость расплава 90 Па·с) расплавляют при нагревании до 90^oC. При указанной температуре к нему добавляют расчетное количество вазелинового масла (18 г) и эмульгатор Т-2 - сложные эфиры предельных жирных кислот с 16-18 атомами углерода (7 г). К полученному сплаву при перемешивании добавляют 9 г сосновой живицы - технический продукт в виде вязкой серокоричневой жидкости с запахом скипидара (ОСТ-13-128-93), содержащей не менее 93% смолистых веществ. Затем по частям вводят подогретую до 90-95^o воду - 41 мл и смесь перемешивают турбинной мешалкой в течение 2-3 мин. После охлаждения композиция оценивается по следующим показателям: внешнему виду, намазываемости на деревянную поверхность и текучести на ней в вертикальном положении (наличие предела текучести), временной стабильности (после выдерживания в течение 3 месяцев в покое и после нагревания при 40^oC в течение 24 ч с последующим центрифугированием при 3000 об/мин, 2 мин), равновесной потере в массе при выдерживании на воздухе - гравиметрически, биологически активному действию (хроматографически по времени обнаружения компонентов живицы после выдерживания покрытых композицией образца). Данные по составу и свойствам композиции согласно примеру 1 приведены в таблице. Там же приведены данные для других композиций живицы оптимального состава, отличающиеся соотношением компонент (примеры 2 и 3).

Как видно из таблицы, композиции с заявленными составами проявляют хорошие технологические свойства (легкость намазывания, хорошая фиксируемость с отсутствием сползания в течение длительного времени, невысокая степень испаряемости покрытий) и целевые свойства (высокий предел текучести, т.е. достаточно высокие температуры эксплуатации, длительность сохранения биологически активных свойств). Хотя некоторые свойства композиций улучшаются с увеличением количества живицы, следует признать оптимальной 10-15% концентрацию ее, что обеспечивает сочетание технологичности и длительности действия.

Предложенная препаративная форма живицы в виде обратных эмульсий в воде может рассматриваться как альтернативная другим ее формам (раствор, паста, прямая эмульсия), отличается большей длительностью биологического действия. Она может быть использована для нанесения на деревья разными способами (по диаметру дерева в виде колец, на места ветвления, места поражения дерева) для борьбы с насекомыми-вредителями и как средство заживления ран.

Изобретение относится к физико-химическому методу борьбы с вредителями лесных и культурных растений с использованием природных биологически активных веществ. Композиция представляет собой обратную эмульсию сосновой живицы в количестве 9-23%, предварительно разбавленную смесью масла и низкомолекулярного полиэтилена (40%) в воде (30-40%) и стабилизированную маслорастворимым эмульгатором Т-2 (7-8%). Композиция получается сплавлением низкомолекулярного полиэтилена, масла и эмульгатора с последующим добавлением живицы при температуре 90-95^oC и далее - воды и перемешиванием турбинной мешалкой в течение 2-3 мин. Композиция основана на доступном (природном) биологически активном сырье - живице и отличается длительностью биологического защитного действия лесных и культурных растений от насекомых-вредителей. 1 табл.

Композиция для защиты лесных и культурных растений от насекомых-вредителей, представляющих собой эмульсию разбавленной органическим разбавителем живицы в воде, отличающаяся тем, что в качестве органического разбавителя она содержит смесь низкомолекулярного полиэтилена и масла, например вазелинового масла, в качестве эмульгатора - сложные эфиры предельных жирных кислот с 16 - 18 атомами углерода (Т-2) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Живица - 9 - 23
Вазелиновое масло - 18 - 23
Низкомолекулярный полиэтилен - 18 - 25
Эмульгатор (Т-2) - 7 - 8
Вода - 28 - 41