СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ Российский патент 2008 года по МПК A01N55/10 A01P21/00 C07F7/08 A01P3/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам стимулирования развития растений, и может быть использовано в предпосевной обработке семян, или вегетирующих растений, или растений перед сбором урожая, или плодов перед закладкой на хранение.

Известен способ регулирования роста зерновых культур с применением крезацина (трис-(2-оксиэтил)аммоний-о-крезоксиацетата) в дозах 5-20 г/га, сначала семена обрабатываются регулятором роста - мивалом, а затем всходы обрабатываются крезацином (патент РФ №2106087, МПК А01N 39/02, опубл. 10.03.98).

Недостатками способа являются нестабильность действия крезацина в различных климатических условиях, недостаточно высокая эффективность препарата, его гигроскопичность, слеживаемость.

Известен способ стимулирования роста и развития растений с использованием германийорганического препарата герматранола гидрата в виде водных растворов в концентрации 50-300 мг/л (патент РФ №2073439, МПК А01N 59/16, опубл. 20.02.97).

Недостатками способа являются высокая стоимость препарата и в связи с этим нерентабельность его применения в сельском хозяйстве по сравнению с другими препаратами этого класса.

Наиболее близким к предложенному и принятый нами в качестве прототипа является способ регулирования роста растений с использованием мивала (1-хлорметилсилатрана) в виде водного раствора в концентрации 100-2000 мг/л (Воронков М.Г., Барышок В.П. Силатраны в медицине и сельском хозяйстве. Новосибирск, Издательство СО РАН. 2005, с.174-224).

Однако этот препарат обладает недостаточно высокой эффективностью, наличием хлорметильной группировки в молекуле, что отрицательно сказывается на его токсикологических свойствах (Мивал LD₅₀=2100 мг/кг, Черказ LD₅₀=5900 мг/кг), нестабильностью препарата при хранении (через 1 год хранения препарат перестает растворяться в воде).

Задачей настоящего изобретения является повышение продуктивности сельскохозяйственных культур, их устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды, качества продукции и сохранности ее в зимний период.

Для решения поставленной задачи предложен способ регулирования развития растений путем обработки семян, или вегетирующих растений, или растений перед сбором урожая водным раствором 1-R-силатрана общей формулы N(CH₂CH₂O)₃SiR, где R=СН₂СН₃ (1-этилсилатран, торговое название - Черказ-1); R=СН=СН₂ (1-винилсилатран, торговое название - Черказ-2) в концентрации 50-1000 мг/л.

Данные соединения и способ их получения описаны ранее (Воронков М.Г., Дьяков В.М. Силатраны. Наука. СО, 1978; Frye C.L., Vogel G.E., Hall J.A.: J. Amer. Chem. Soc. 1961, V.83, №20, p.996-997; Воронков М.Г., Зелчан Г.И. Химия гетероциклических соединений. 1965, №1, с.51-57).

Продукты хорошо растворимы в воде, не токсичны, не накапливаются в растениях (водные растворы препаратов разлагаются в течение 1-2 суток), устойчивы при хранении на воздухе (срок хранения более 10 лет).

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Семена ярового ячменя сорта Московский 121 обрабатывали препаратами Черказ-1 и Черказ-2 в концентрации 25-1500 мг/л. Обработка проводилась совместно с протравливанием за 2 дня до посева, расход рабочего раствора 10 л/тонна. Влияние препарата на всхожесть, число продуктивных стеблей и урожайность ячменя в сравнении с контрольными вариантами приведены в таблице 1.

Повышение урожая ячменя при обработке препаратами Черказ-1 и Черказ-2 произошло за счет повышения всхожести семян, увеличения интенсивности развития (число продуктивных стеблей, площадь листовой поверхности). По сравнению с контрольными вариантами прибавка урожая составила 2,6-8,6 ц/га или 7,8-27,6%. Наибольшая эффективность препарата наблюдается в интервале концентраций 50-1000 мг/л.

Пример 2

Клубни картофеля сорта Луговской обрабатывались путем смачивания в растворе препаратов Черказ-1 и Черказ-2 в течение 3 часов и затем опрыскивались в фазу бутонизации. Результаты влияния препарата на урожай и качество картофеля приведены в таблице 2.

Применение препаратов Черказ-1 и Черказ-2 привело к более раннему (на 10 дней) клубнеобразованию. Условия развития растений благоприятно сказались на развитие заболеваний картофеля в контрольных опытах. Обработка препаратами клубней перед посадкой и опрыскивание растений обеспечили повышение устойчивости растений: доля больных клубней (по массе) в урожае уменьшилась вдвое по сравнению с контролем. В целом урожай картофеля при использовании препаратов Черказ-1 и Черказ-2 по сравнению с контрольными опытами вырос 37-85%. Доля товарной фракции увеличилась на 22-27%. Доля нестандартной фракции сократилась с 11-14% до 2%.

Пример 3

Яблони сорта Жигулевская обрабатывали опрыскиванием растворами препаратов Черказ-1 и Черказ-2 через месяц после цветения (расход раствора 750 л/га). Результаты обработки приведены в таблице 3.

Применение препаратов обеспечило рост урожая на 39%. Содержание стандартных плодов при этом увеличилось с 63 до 90%, а нестандартных снизилось с 37 до 10%. Значительно улучшился биохимический состав плодов (таблица 4): на 22% увеличилось содержание моносахаридов, 47% - сахарозы, 30% - крахмала, 12% - аскорбиновой кислоты.

Кроме того, было исследовано влияние регулятора роста Черказ-1 на сохраняемость плодов. Были поставлены специальные опыты определению интенсивности дыхания и выделения этилена, поскольку эти физиологические процессы имеют решающее значение в биохимии и технологии хранения плодоовощной продукции. Результаты этих опытов представлены в таблице 5 (яблоки и картофель). Наибольшее снижение интенсивности дыхания за период хранения от первоначального показателя отмечено на варианте с препаратом Черказ-1. За счет повышенного содержания в плодах кальция, понижения интенсивности дыхания, уменьшения (как следствие) заболевания грибковыми и физиологическими болезнями, меньшего увядания и других факторов плоды, обработанные регуляторами роста, хранились более благополучно в зимний период. Наилучшие результаты получены в вариантах с применением препарата Черказ-1. В таблице 6 представлены результаты опытов по определению влияния регулятора роста Черказ-1 на сохраняемость плодов. При использовании препарата Черказ-1 выход здоровых плодов (для яблок), по сравнению с контрольными вариантами, увеличился на 6,2-32,3%, процент заболеваемости сократился с 3,2-8,3% до 0,8%, разложение и убыль массы сократились с 10-22% до 7,5%. Для картофеля выход здоровых клубней увеличился на 13,6-32,0%, процент заболеваемости сократился с 9,0-10,1% до 0,7%, разложение и убыль массы сократились с 6,3-17% до 3,1%.

Пример 4

Семена томата сорта Верлиока замачивали в растворе препаратов Черказ-1 и Черказ-2 в течение 3 часов. Дополнительно растения обработаны опрыскиванием растворами той же концентрации в период цветения. Контролировались параметры развития растений и урожайность. Результаты представлены в таблице 7.

За вегетационный период урожайность томата увеличилась более чем в три раза. Все контрольные растения поразил фитофтороз, поэтому плодоносить они могли не более чем на 3 кистях (на 4-5 кистях цветение продолжалось, но плоды не завязывались).

Растения, обработанные препаратами Черказ-1 и Черказ-2, плодоносили до осенних холодов, и лишь с 7 кисти началось пожелтение листьев и развитие фитофторы (поражено 10-15% плодов 7 кисти).

Таким образом, использование препаратов Черказ-1 и Черказ-2 обеспечило более чем трехкратный рост урожая томатов и значительное повышение устойчивости растений к фитофторозу.

Пример 5

Обрабатывались семена моркови сорта Лосиноостровская путем замачивания в растворе препаратов Черказ-1 и Черказ-2 в течение 3 часов или опрыскивания растений в фазе 4 листа. Результаты влияния препаратов Черказ-1 и Черказ-2 на урожай и структуру урожая моркови приведены в таблице 8.

Применение препаратов обеспечило стабильную прибавку урожая моркови на 50-66% и значительное улучшение структуры урожая: выход товарной фракции с 50-60% в контроле возрос до 91% в эксперименте; содержание нестандартной фракции, соответственно, уменьшилось с 30-34% до 7-10%.

Пример 6

Семена редиса сорта Жара замачивали в растворе препаратов Черказ-1 и Черказ-2 в течение 3 часов. Результаты влияния препаратов Черказ-1 и Черказ-2 на урожай и качество редиса приведены в таблице 9.

Применение препаратов в 2 раза увеличило урожай редиса, средний размер и массу корнеплодов. Урожай сформировался на 4 дня раньше.

Таким образом, проведенные исследования показали, что соединения атранового ряда, обладающие заместителями у кремния, состоящими из двух атомов углерода (СН₂-СН₃, СН=СН₂), применяемые в качестве регуляторов роста, эффективно способствуют росту и развитию растений, улучшают качество и сохраняемость продукции. По биологической продуктивности эти соединения существенно превосходят свои аналоги и, кроме того, они более удобны в обращении, дешевле и технологичнее.

Таблица 1Влияние регуляторов роста Черказ-1 и Черказ-2 на посевные качества семян ячменя сорта Московский 121 (экспозиция замачивания 3 часа)Вариант опыта, конц. препаратаУрожайность, ц/гаВсхожесть, %Длина стебляКоличество корней на одно проросшее семясм%шт.%Контроль, вода28,239,21,581004,64100Мивал 100 мг/л33,448,91,3786,75,76124,1Черказ-1 25 мг/л30,046,21,4088,65,11109,9Черказ-1 50 мг/л35,854,01,5799,35,61120,9Черказ-1 100 мг/л36,053,21,80113,95,88126,7Черказ-1 1000 мг/л34,950,51,5094,95,49118,3Черказ-1 1500 мг/л28,642,51,5497,54,97107,1Черказ-2 50 мг/л35,251,51,72108,86,35165,8Черказ-2 75 мг/л35,448,12,07131,06,21133,8Черказ-2 100 мг/л36,858,81,86121,06,00129,3Черказ-2 1000 мг/л36,451,91,70107,66,12131,9Черказ-2 1500 мг/л32,144,81,70107,65,98128,9

Таблица 2Влияние регуляторов роста Черказ-1 и Черказ-2 на урожайность и товарные качества картофеля сорта Луговской (смачивание клубней, затем опрыскивание в фазу бутонизации)Вариант опыта, конц. препаратаУрожайность, ц/гаСтандарт. плоды, %I сортII сортНестандарт. плоды, %Контроль, б/о (без обработки)170,350,336,0 13,7Мивал 50 мг/л230,052,237,110,710,7Черказ-1 50 мг/л312,560,430,06,43,2Черказ-1 75 мг/л315,864,130,13,82,0Черказ-1 150 мг/л278,963,725,36,54,5Черказ-1 300 мг/л296,458,824,212,84,2Черказ-2 75 мг/л280,662,228,76,72,4Черказ-2 150 мг/л262,159,530,74,05,8

Таблица 3Влияние регуляторов роста Черказ-1 и Черказ-2 на урожайность яблонь сорта Жигулевская и товарные качества яблок (опрыскивание через один месяц после цветения)Вариант опыта, концентрация препаратаУрожайность, ц/гаСтандартные плоды, %Нестандартные плоды, %Контроль, б/о45,26337Крезацин 150 мг/л56,28317Черказ-1 75 мг/л62,79010Черказ-1 300 мг/л62,08812Черказ-1 1000 мг/л59,47921Черказ-2 75 мг/л60,58713

Таблица 4Влияние препарата Черказ-1 на биохимический состав яблок (яблоня сорта Жигулевская) при съеме (на сырую массу)Вариант опыта, конц. препаратаМоносахара, %Сахароза, %Крахмал, %Витамин С, мг на 100 гРаствор. пектин, %Протопектин, %Са, мг, %Контроль, б/о8,91,52,318,10,430,923,7Крезацин 150 мг/л10,42,12,319,10,451,157,0Черказ-1 75 мг/л10,92,23,020,20,461,207,0

Таблица 5Влияние препарата Черказ-1 на интенсивность дыхания и выделение этилена плодами через два месяца храненияКультура, сортВариант опыта, концентрация препаратаЭтилен, мклИнтенсивность дыхания, мг/CO₂кг/часкг/часЯблоки сорта ЖигулевскаяКонтроль, б/о90,38,5 Крезацин 150 мг/л77,06,0 Черказ-1 75 мг/л73,05,4 Черказ-1 150 мг/л73,85,5Картофель сорта ЛуговскойКонтроль, б/о54,17,4 Мивал 50 мг/л40,75,9 Черказ-1 50 мг/л39,45,2 Черказ-1 75 мг/л39,05,0

Таблица 6Влияние регулятора роста Черказ-1 на сохраняемость плодов. Обработка яблони: 1-й срок - через месяц после цветения, 2-й срок - за две недели до съема плодов, 3-й срок - при закладке плодов на хранение. Обработка картофеля: 1-й срок - смачивание клубней перед высадкой, 2-й срок - опрыскивание в фазу бутонизации, 3-й срок - за две недели перед уборкой, 4-й срок - перед закладкой клубней на хранениеКультура, сортВариант опыта, концентрация препаратаВыход здоровых плодов, %Процент заболеваемости, %Разложение + убыль массы, %Яблоки сорта ЖигулевскаяКонтроль, б/о69,78,322,0 Крезацин 150 мг/л86,83,210,0 Черказ-1 75 мг/л92,20,57,3 Черказ-1 150 мг/л92,00,87,5Картофель сорта ЛуговскойКонтроль, б/о72,910,117,0 Мивал 50 мг/л84,79,06,3 Черказ-1 50 мг/л93,82,24,0 Черказ-1 75 мг/л96,20,73,1

Таблица 7Влияние обработки препаратами Черказ-1 и Черказ-2 на рост и продуктивность томата сорта Верлиока (экспозиция замачивания 3 часа)Вариант опыта, конц. препаратаВсхожесть, %Высота рассады, смТолщина рассады, смПриживаемость рассады, днейУрожайкг/раст.%Контроль, вода50430,662,4100Черказ-1 75 мг/л78701,127,6316Черказ-1 100 мг/л78671,027,4308Черказ-1 300 мг/л69681,126,2258Черказ-2 75 мг/л75701,027,0291Черказ-2 100 мг/л72700,825,9246Черказ-2 300 мг/л74650,926,8283

Таблица 8Влияние препаратов Черказ-1 и Черказ-2 на урожай и структуру урожая моркови сорта Лосиноостровская при обработке семян (экспозиция замачивания 3 часа) или опрыскивании растений в фазе 4 листаВариант опыта, конц. препаратаВсхожесть, %УрожайФракция  кг/м²%товарн.мелкая, менее 2 смнестандарт.Контроль (1) обработка семян водой583,96100601030Контроль (2) опрыск. раст. водой533,9610052834Черказ-1 75 мг/л      а) обработка семян615,941509117б) опрыскивание раст.586,6016688,51,510Черказ-2 75 мг/л      а) обработка семян605,9515090,92,17б) опрыскивание раст.585,9515088,21,810

Таблица 9Влияние препаратов Черказ-1 и Черказ-2 на урожай и качество редиса сорта «Жара» (экспозиция замачивания семян 3 часа)Вариант опыта, конц. препаратаВсхожесть, %УрожайСредний размер корнеплод., смСредний вес корнеплод., гкг/м²%Контроль, вода791,51002,523Черказ-1 75 мг/л982,951964,545Черказ-1 150 мг/л982,901934,543Черказ-1 300 мг/л972,711813,942Черказ-2 75 мг/л982,441634,043Черказ-2 150 мг/л982,781854,444Черказ-2 300 мг/л952,371583,736

Описывается способ регулирования развития растений путем обработки семян, или вегетирующих растений, или растений перед сбором урожая водным раствором 1-R-силатрана общей формулы N(CH₂CH₂O)₃SiR [где R=CH₂CH₃ ^{(Черказ-1); R=СН=СН₂ (Черказ-2)] в концентрации 50-1000 мг/л. Предпосевная обработка семян или растений на различных стадиях органогенеза данным препаратом позволяет повысить всхожесть семян, урожайность сельскохозяйственных культур, улучшить качество и сохранность продукции, сопротивляемость вегетирующих растений воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды. 9 табл.}

Способ регулирования развития растений, включающий обработку семян, или вегетирующих растений, или растений перед сбором урожая водным раствором биологически активного вещества, отличающийся тем, что в качестве биологически активного вещества используют 1-R-силатраны общей формулы N(CH₂CH₂O)₃SiR[где R=СН₂СН₃ (1-этилсилатран, торговое название - Черказ-1); R=СН=СН₂ (1-винилсилатран, торговое название - Черказ-2)] в концентрации 50-1000 мг/л.