СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР И КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ ОТ БАКТЕРИАЛЬНЫХ БОЛЕЗНЕЙ Российский патент 2009 года по МПК A01N43/36 A01N37/52 A01N41/10 A01P1/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и представляет собой средство защиты растений от возбудителей бактериальных инфекций на основе полимерного препарата Катапол.

Заявленное изобретение может найти широкое использование при предпосевной обработке семян овощных культур (томаты, капуста, морковь, редис, тыква), а также клубней картофеля.

Известны способы предпосевной обработки семян овощных культур с использованием в качестве биоцидов высокотоксичных ядохимикатов (например, тетраметилтиурамдисульфида - ТМТД), остаточные количества которых в пищевых продуктах существующими санитарными нормами не допускаются, а также композиций, сочетающих токсичные биоциды с нетоксичными водорастворимыми полимерами (карбоксиметилцеллюлозой, поливинилпирролидоном, сополимерами N-винилпирролидона) (Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ. - М. 2006 г. С.131, 132, 134; Лебединцева О.В., Тютерев С.Л. Стратегия и тактика использования защитно-стимулирующих составов для обработки семян сельскохозяйственных культур. Агрохимия, 1994, N 10, С.67-80).

Катапол по химической структуре представляет собой соль сополимера N-винилпирролидона и кротоновой кислоты с диметилбензилалкиламмонием общей формулы:

где m=(13±2) мол.%; R=C_10-18H_21-37

Катапол относится к группе катионных поверхностно-активных веществ и является антисептиком широкого спектра действия, разрешенным к применению в медицине, ветеринарии и птицеводстве, в пищевой и рыбоперерабатывающей промышленности, а также для защиты памятников материальной культуры от биоповреждений. Катапол выпускается в виде 10%-ного водного раствора, содержащего кроме основного вещества еще и хлористый натрий. В медицинской, ветеринарной и санитарной практике препарат используется в виде разбавленных растворов с концентрациями 0,01-1 мас.% (Афиногенов Г.Е. Панарин Е.Ф. Антимикробные полимеры, Санкт-Петербург: Гиппократ, 1993, 263 с.). В патенте (Патент РФ №2133568, 1999) подтверждено эффективное действие Катапола для предпосевной обработки семян (прототип) (Панарин Е.Ф., Кочеткова И.С., Тютерев С.Л., Лебединцева О.В., Выцкий В.А., Способ предпосевной обработки семян. Патент РФ №2133568).

Предпосевная обработка семян Катаполом обеспечивает защиту семян при прорастании, повышает их всхожесть, а также способствует сохранению выращенных корнеплодов при длительном хранении (Тютерев С.Л., Панарин Е.Ф., Новожилов К.В., Попова Э.В., Хацкевич Л.К., Кочеткова И.С., Дорофеева Т.Е., Лазарев A.M., Азанова В.В. Перспективы использования синтетического полимерного препарата Катапол в качестве средства защиты растений. Вестник защиты растений, №3, 2002, С.3-13). Катапол эффективно действует только на возбудителей болезней, находящихся на поверхности семян сельскохозяйственных культур, а также клубней картофеля. Однако многие возбудители бактериальной инфекции сосредоточены внутри семян. Активность Катапола ограничена способностью поверхностно-активного полимера проникать внутрь семян.

Задачей предлагаемого изобретения является создание средства для усиления защиты сельскохозяйственных культур от бактериальных болезней, превосходящего известный аналог - препарат Катапол, по антибактериальной активности и проникающей способности.

Задача была решена созданием состава с высокой антибактериальной активностью и повышенной проникающей способностью, состоящего из Катапола, фурацилина и диметилсульфоксида.

Ранее работами лаборатории фитотоксикологии Всероссийского института защиты растений (ВИЗР) показана возможность использования антимикробного препарата фурацилина в защите клубней картофеля от бактериозов (Новожилов К.В, С.Л. Тютерев С.Л. и др. Препарат для хранения семенного картофеля. Авторское свидетельство N 875656, 1981, СССР).

Фурацилин (Furacilinum): 2-[(5-нитро-2 фуранил)метилен]гидразинкарбоксамид; 5-нитрофурфурола семикарбазон (С₆Н₆О₄N₄, М.м. 198, 15)

Фурацилин (действующее вещество - нитрофуран) - синтетическое соединение, подавляющее грамотрицательные и грамположительные бактерии за счет ингибирования деления их клеток. Под влиянием нитрофуранов происходит угнетение дыхательной цепи цикла трикарбоновых кислот и ряда других биохимических процессов в микробной клетке, что в конечном итоге приводит к ее гибели. Препарат мало растворим в воде, быстро разлагается на свету, а использование Фурацилина в составе опудривающих порошков усиливает токсичность препаратов, и эти недостатки ограничивают его использование для обработки семян и клубней картофеля. Кроме того, часто у некоторых бактерий быстро возникает устойчивость к нитрофурановым препаратам благодаря способности востанавливать нитрогруппу нитрофуранов под действием редуктаз (Красильников А.П. Справочник по антисептикам. Минск: Высшая школа, 1995, С.126; Nitrofural (Nitrofurazone), First draft prepared by Dr. K.N.Woodward, Veterinary Medicine Directorate Ministry of Agriculture, Fichries and Food, Weybridge, Surrey, United Kingdom).

Диметилсульфоксид - , (C₂H₆OS), М.м 78.

В агрохимии используется как стандартный растворитель для разнообразных классов пестицидов, а также в качестве агента, повышающего проникающую способность препаратов в растительные ткани за счет повышения проницаемости мембран. Благодаря уникальной способности проникать и продвигаться по клеточным мембранам диметилсульфоксид способствует повышению биологической активности препаратов и снижению норм их расхода.

Предлагаемый состав для обработки семян и посадочного материала от возбудителей бактериальных болезней, содержащий водный раствор синтетического полимера Катапола, отличается тем, что он включает фурацилин и диметилсульфоксид при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Катапол0,05-0,2Фурацилин0,005-0,015Диметилсульфоксид0,1Водадо 100

Анализ известного уровня техники показал отсутствие композиции, идентичной заявляемой, что может свидетельствовать о соответствии заявляемого изобретения критерию «новизна».

Только совокупность существенных признаков заявляемого изобретения позволяет достичь технического результата - повышения в 2,0-3,5 раза и выше антибактериальной активности и проникающей способности по сравнению с прототипом, что обеспечивает усиление биологической эффективности композиции как средства защиты растений (см. примеры 1, 2, 3, 4, 5).

Заявленное изобретение отличается от прототипа наличием дополнительных компонентов: фурацилина и диметилсульфоксида, и соответственно количественным содержанием компонентов.

Повышенное антибактериальное действие заявленного состава основано на следующих механизмах:

- синергизме - суммарный эффект композиции превышает биологическую активность Катапола и фурацилина, проявляемую каждым компонентом в отдельности;

- высокая проникающая способность диметилсульфоксида, усиливающая транспорт действующих веществ внутрь семян и клубней картофеля;

- более длительное бактерицидное действие фурацилина в результате его введения в пленкообразующий препарат Катапол; чувствительные к нитрофуранам клетки бактерий обладают высокой способностью метаболизировать нитрофураны (в частности. фурацилин), тогда как устойчивые бактерии метаболизируют их медленно. Из заявленного полимерного состава происходит постепенное выделение фурацилина, что обеспечивает пролонгированный эффект его действия.

Заявленный состав водорастворим и обладает хорошей пленкообразующей и проникающей способностью, имеет нейтральную реакцию (рН 6,0-6,5), не обладает фитотоксичностью и ретардантным эффектом. Более того, в целом состав экологически безопасен, так как обеспечивает постепенный выход биологически активных веществ из полимерного препарата.

Несмотря на то что полезные свойства отдельных компонентов заявляемого состава были известны, синергетический эффект при их соединении безусловно, был заранее непредсказуем, так как не исключено химическое взаимодействие компонентов с потерей их активности. Это свидетельствует о том, что заявленная композиция может соответствовать критерию «изобретательский уровень» («неочевидность»).

Заявленный состав на основе Катапола и фурацилина получен в виде водных растворов путем соединения компонентов и перемешивания при комнатной температуре в течение 3-6 часов. После полного растворения компонентов получены прозрачные или слегка опалесцирующие растворы желтовато-зеленоватого цвета.

Основной недостаток фурацилина - это нестабильность водных растворов, срок хранения которых не превышает 7-10 дней. В течение этого срока фурацилин разлагается и растворы теряют биологическую активность. Введение фурацилина в полимерный препарат Катапол изменяет его свойства; повышается стабильность и соответственно сохраняется его биологическая активность, о чем свидетельствуют данные таблицы 1. В заявленном составе количественное содержание фурацилина не изменяется в течение 7 месяцев хранения растворов.

Таблица 1.Содержание фурацилина в составах (после хранения 6 месяцев)СоставСодержание Катапола, %Содержание фурацилина, мас.%, заданоСодержание фурацилина, мас.%, определенорН растворовСостав 10200,0150,0176,0Состав 10,200,0150,0166,0Состав 50,200,0050,0056.2Состав 50,200,0050,0056.2Состав 20.150,0150,0156,4Состав 20.150,0150,0156,4Состав 60,150,0050,0056,5Состав 60,150,0050,0056,5Состав 30,100,0150,0156,6Состав 30,100,0150,0156,6Состав 70,100,0050,0056,6Состав 40,050,0150,0156,6Состав 80,050,0050,0056,6

Содержание фурацилина в составах определяли спектрофотометрически (Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т., Органический анализ. Ленинград: Химия, 1981, 243 с.). При хранении растворов в течение 6 месяцев количество фурацилина в составах остается на уровне заданного, рН растворов не изменяется, что подтверждает высокую стабильность составов и соответственно их биологическую активность (таблица 1).

Ниже представлены примеры конкретной реализации антибактериальной активности заявленного состава. В примерах 1-5 сравнивается заявленная композиция с компонентами, входящими в ее состав, по способности подавлять рост следующих тест-культур бактерий, вызывающих вредоносные заболевания сельскохозяйственных культур:

- Bacilus polymyxa (Prazmowski 1880) Mace 1989 - бактериальная гниль клубней картофеля;

- Clavibacter michiganenis - бактериальный рак томатов;

- Pseudomonas corrugate - сердцевинный некроз стебля томата;

- Erwinia carotovora. - черная ножка картофеля, бактериозы капусты, мягкая гниль тыквы, моркови, редиса, томата и др.;

- Pseudomonas fluorescens - бактериальная гниль клубней картофеля и других овощных культур.

Состав композиции: Состав для обработки семян и посадочного материала от возбудителей бактериальных болезней, содержащая водный раствор синтетического полимера Катапола, отличающаяся тем, что она включает фурацилин и диметилсульфоксид при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Катапол0,05-0,2Фурацилин0,005-0,015Диметилсульфоксид0,1Водадо 100

Тест-культуры получены из коллекций типовых культур Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии (ВНИИСХМ) и лаборатории микробиометода ВИЗР. Оценку биоцидной активности заявленного состава проводили в соответствии с Методическими указаниями (Методические указания по государственным испытаниям фунгицидов, антибиотиков и протравителей семян сельскохозяйственных культур. М., 1985, 130 с.).

В основу положен метод диффузии испытуемого соединения в питательную среду. Метод основан на сравнении ингибирования роста тест - микроорганизма испытуемым раствором по отношению к контролю (дистиллированная вода) и определении биологической активности исследуемого соединения по зоне ингибирования роста - тест микроорганизма. На основе сопоставления радиуса зоны ингибирования роста тест - организма (в мм) и рабочих растворов заявленного состава были определены пограничные концентрации каждого компонента в отдельности и в составе, сдерживающие рост тест-объектов и выведены коэффициенты нейтрализации.

Ход анализа.

В стерильные чашки Петри разливают охлажденный до 45°С картофельно-глюкозный агар. После застывания среды на поверхность агара наносят 0,2 мл суспензии из бактериальных спор тест-культуры (10⁶ в 1 мл). После инокуляции агара тест-микроорганизмами чашки оставляют на 1-2 часа для впитывания инокулюма. Затем на поверхности агара стерильным сверлом делают лунки диаметром 6 мм.

В лунки каждой чашки одновременно вносят по 0,2 мл раствора испытуемого состава и раствора стандарта. После этого чашки оставляют в течении 1-2 часов при комнатной температуре, а затем помещают в термостат и выдерживают при 25°С в течение 48 часов.

Для каждого рабочего раствора измеряют диаметр зоны ингибирования роста тест-микроорганизмов в мм (радиус).

Примеры 1-5 показывают высокую антибактериальную активность заявленного состава по отношению к бактериям: Bacillus polymyxa, Clavibacter michiganenis, Pseudomonas corrugate, Pseudomonas fluorescens, Erwinia carotovora.

Пример 1 демонстрирует антимикробную активность заявленного состава по отношению к бактерии Bacillus polymyxa.

Таблица 2.Антибактериальная активность заявленного состава по отношению к бактерии Bacillus polymyxa.Вариант опытаКонцентрация Катапола, %Концентрация фурацилина, %Средний радиус зоны ингибирования тест-объекта, ммКонтроль (вода)--0,0Состав 1*0,200,0157,0±0,02Состав 20,150,0156,5±0,03Состав 30,100,0155,0±0,025Состав 40,050,0154,0±0,025Состав 50,200,0056,0±0,02Состав 60,150,0055,5±0,03Состав 70,100,0055,0±0,015Состав 80,050,0054,5±0,02Катапол - прототип0,20-5,0±0,03Катапол - прототип0,15-4,0±0,02Катапол - прототип0,10-2,0±0,025Катапол - прототип0,05-1,5±0,025Фурацилин-0,0151,0±0,03Фурацилин-0,0050,5±0,03* В заявленной композиции содержание янтарной кислоты и диметилсульфоксида было постоянным:- содержание янтарной кислоты (0,01%);- содержание диметилсульфоксида (0,1%)

Наибольшее подавление роста бактерии Bacillus polymyxa происходит при внесении составов 1 и 2, в которых содержание Катапола составляет 0,15 и 0,20%, а концентрация фурацилина - 0,015%. Добавление фурацилина к Катаполу усиливает эффективность его действия. Бактерицидная активность этих составов превышает активность одного препарата Катапол в этих же концентрациях (Таблица 2). Например, антибактериальная активность составов 1 и 2 в 1,5 (в среднем) превышает активность прототипа - Катапола, а состав 7 - в 2,5 раза активнее прототипа. Это косвенно свидетельствует также об увеличении проникающей способности композиции. Четко прослеживается эффект синергизма во всех составах композиции. Суммарный эффект композиции превышает биологическую активность Катапола и фурацилина, проявляемую каждым компонентом в отдельности и их сумму. Например, ингибирующая активность (по радиусу ингибирования роста бактерии) состава 3 (Катапол 0,2% + фурацилин 0,015%) по отношению к Bacillus polymyxa составляет 5 мм и превышает сумму активностей Катапола 0,2% - 2 мм и фурацилина 0,015% - 1 мм на 2 мм.

Пример 2 демонстрирует антимикробную активность заявленного состава по отношению к бактерии Clavibacter michiganenis.

Таблица 3.Антибактериальная активность заявленного состава по отношению к бактерии Clavibacter michiganenis.Вариант опытаКонцентрация Катапола, %Концентрация фурацилина, %Средний радиус зоны ингибирования тест-объекта, ммКонтроль (вода)--0,0Состав 10,200,01511,0±0,05Состав 20,150,01510,0±0,03Состав 30,100,0159,5±0,02Состав 40,050,0158,0±0,05Состав 50,200,0057,5±0,025Состав 60,150,0057,0±0,025Состав 70,100,0056,5±0,02Состав 80,050,0055,0±0,02Катапол - прототип0,20-7,0±0,03Катапол - прототип0,15-6,5±0,02Катапол - прототип0,10-6,01±0,025Катапол - прототип0,05-3,0±0,025Фурацилин-0,0151,5±0,02Фурацилин-0,0050,05±0,015

Результаты изучения бактерицидной активности полученных составов по отношению к бактерии Clavibacter michiganenis показали, что наибольшей антимикробной активностью обладают также составы 1 и 2 (Таблица 3). Антибактериальная активность этих составов превышает активность прототипа в 1,5 раз, а состава 4 - в 2,7 раза выше прототипа (Катапол 0,05%). Причем эти составы демонстрируют синергизм в проявлении биологической активности. Антибактериальная активность составов (1 и 2) по отношению к бактерии Pseudomonas corrugate превышает активность каждого из компонентов в отдельности (Катапол и фурацилин), а также сумму их активностей. Так, если радиус ингибирования роста бактерии составом 1 (Катапол 0,2% + фурацилин 0,0015%) составлял 11 мм, то суммарная активность отдельно Катапола 0,2% и фурацилина 0,015 равнялась 7,5+1,5=9,0. Такие свойства характерны для всех составов. Например, состав 8 (Катапол 0,05% + фурацилин) имеет радиус ингибирования, равный 5 мм, а в сумме ингибирующая активность этих компонентов (Катапол 0,05% и фурацилин 0,005%) составляет всего 3,5 мм.

Пример 3 демонстрирует антимикробную активность заявленного состава по отношению к бактерии Pseudomonas corrugate.

Таблица 4.Антибактериальная активность заявленного состава по отношению к бактерии Pseudomonas corrugate.Вариант опытаКонцентрация Катапола, %Концентрация фурацилина, %Средний радиус зоны ингибирования тест-объекта, ммКонтроль (вода)--0,0Состав 10,200,0155,0±0,025Состав 20,150,0154,5±0,02Состав 30,100,0154,0±0,02Состав 40,050,0152,0±0,015Состав 50,200,0053,0±0,015Состав 60,150,0053,0±0,02Состав 70,100,0054,0±0,025Состав 80,050,0052,0±0,02Катапол - прототип0,20-2,0±0,02Катапол - прототип0,15-1,5±0,02Катапол - прототип0,10-1,5±0,02Катапол - прототип0,05-1,0±0,02Фурацилин-0,0150,5±0,01Фурацилин-0,0050,5±0,015

Результаты изучения бактерицидной активности полученных композиций по отношению к бактерии Pseudomonas corrugate свидетельствуют о том, что наибольшей антимикробной активностью обладают также составы 1 и 2. (Таблица 4). Антибактериальная активность этих составов (1 и 2) по отношению к бактерии Pseudomonas corrugate превышает активность каждого из компонентов в отдельности (Катапол и фурацилин), что подтверждает синергизм их действия. Антибактериальная активность составов 1 и 2 превышает активность прототипа в 2,5 и 3 раза.

Пример 4 демонстрирует антимикробную активность заявленного состава по отношению к бактерии Pseudomonas fluorescens.

Таблица 5.Антибактериальная активность заявленного состава по отношению к бактерии Pseudomonas fluorescensВариант опытаКонцентрация Катапола, %Концентрация фурацилина, %Средний радиус зоны ингибирования тест-объекта, ммКонтроль (вода)--0,0Состав 10,200,0155,0±0,03Состав 20,150,0154,0±0,02Состав 30,100,0153,0±0,02Состав 40,050,0151,5±0,02Состав 50,200,0053,5±0,02Состав 60,150,0054,0±0,02Состав 70,100,0054,5±0,025Состав 80,050,0052,5±0,015Катапол - прототип0,20-2,5±0,025Катапол - прототип0,15-2,0±0,02Катапол - прототип0,10-1,5±0,02Катапол - прототип0,05-1,0±0,02Фурацилин-0,0151,0±0,02Фурацилин-0,0050,5±0,015

Наибольшая бактерицидная активность составов 1 и 2 подтверждается данными опыта по изучению антибактериальной активности заявленной композиции по отношению к бактерии Pseudomonas fluorescens: фурацилин усиливает антибактериальную активность препарата Катапол. Биологическая активность составов 1 и 2 превышает активность прототипа в 2 раза, а также выше суммы эффектов ингибиторного действия отдельных компонентов, то есть проявляется синергизм их действия (таблица 5).

Пример 5 демонстрирует антимикробную активность заявленного состава по отношению к бактерии Erwinia carotovora.

Таблица 6.Антибактериальная активность заявленного состава по отношению к бактерии Erwinia carotovora.Вариант опытаКонцентрация Катапола, %Концентрация фурацилина, %Средний радиус зоны ингибирования тест-объекта, ммКонтроль (вода)--0,0Состав 10,200,01512,0±0,05Состав 20,150,0159,0±0,03Состав 30,100,0158,5±0,025Состав 40,050,0157,0±0,02Состав 50,200,0057,0±0,02Состав 60,150,0057,0±0,025Состав.70,100,0056,0±0,02Состав 80,050,0055,5±0,02Катапол - прототип0,20-5,5±0,02Катапол - прототип0,15-3,0±0,02Катапол - прототип0,10-2,5±0,015Катапол - прототип0,05-1,0±0,02Фурацилин-0,0155,0±0,025Фурацилин-0,0053,5±0,02

Такая же закономерность выявлена в бактерицидной активности составов по отношению к бактерии Erwinia carotovora. (Таблица 6). Наиболее эффективно подавляют рост бактерии составы 1 и 2, состоящие из смеси Катапола (0,15-0,2%) и фурацилина (0,015). Отдельно Катапол и фурацилин обладают меньшей бактерицидной активностью по сравнению с их композицией, показывающей синергетическое действие. Антимикробная активность составов 1 и 2 соответственно, в 2 и 3 раза превышает активность прототипа, а активность состава 4 - в 7 раз.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что добавление к Катаполу фурацилина в концентрации 0,005 до 0,015 мас.% усиливает антибактериальную активность состава, способствует увеличению чувствительности микроорганизмов к этим композициям. При этом пограничная концентрация Катапола, сдерживающая рост бактерий, значительно меньше в композициях по сравнению с чистым препаратом (Катаполом).

Для доказательства синергетического действия разработанного состава был применен метод математического моделирования. Для описания динамики изменения концентрации (С) композиции от центра зоны ингибирования роста бактерий к краю этой зоны была использована следующая математическая модель:

где С₀ - концентрация состава в начальный момент времени в центре зоны ингибирования (постоянный размерный параметр, единица концентрации);

R - длина радиуса, исходящего из центра зоны ингибирования (переменная размерная величина, мм);

D - коэффициент нейтрализации композиции, определяющий динамику уменьшения концентрации состава при удалении от центра зоны ингибирования (постоянный размерный параметр, мм^-2);

ехр{} - специальная степенная функция (экспоненциальная функция) для основания натурального логарифма (λ=2,71828...).

На чертеже представлен график функции (M.1)

Наибольший интерес представляет собой пограничная концентрация состава (С_ГР), так как при этой и меньших концентрациях этого вещества бактерии сохраняют способность размножаться и образовывать колонии на чашках Петри. Из формулы (M.1) получаем равенство:

где R_Z - радиус зоны ингибирования (измеряемая размерная величина, мм).

Для определения С_ГР, D воспользуемся, например, данными из табл.5. Радиусы зоны ингибирования для Состава 2 и Состава 8 (R_Z.2=9.0 и R_Z.8=5.5 соответственно), а начальные концентрации веществ различались в 3 раза, то есть С_0.8:С_0.2=3. Учитывая то, что параметр С_ГР, D в опытах с этими двумя составами остаются неизменными, получим равенство, из которого можно определить D:

.

Упростим полученное равенство

.

Упростим полученное равенство

.

Если подставить величину D вместе с соответствующими С₀, R_Z в формулу (M.2), то получим искомую С_ГР. Для смеси Катапола и фурацилина полагаем, что концентрации их уменьшаются без изменения их соотношения в смеси. Подобные расчеты были проделаны. Результаты этих расчетов приведены в таблицах 7, 8, 9.

Таблица 7.Параметры нейтрализации состава в смеси Катапола и фурацилинаБактерииDС_ГР смесиКатаполФурацилинseudomonas fluorescens0,1670,0190,0019rwinia carotovora0,0260,0270,0027Clavibacter michiganensis0,0190,0340,0034

Таблица 8.
Параметры нейтрализации состава с одним КатаполомБактерииDКатапол, С_ГРseudomonas fluorescens0.3650,041rwinia carotovora0,1530,042Clavibacter michiganensis0,0350,039

Таблица 9.Параметры нейтрализации состава с одним фурацилиномБактерииDФурацилин, С_ГРseudomonas fluorescens1,7510,0037rwinia carotovora0,0700,0013Clavibacter michiganensis0,4970,0032

Из табл.6-8 видно, что смесь Катапола и фурацилина усиливает антибактериальную активность состава, так как С_ГР в несколько раз меньше концентраций Катапола и фурацилина, когда они присутствую в смеси по отдельности.

Математическое моделирование процессов нейтрализации заявленного состава микроорганизмами на чашках Петри позволило оценить минимальную концентрацию действующих веществ в растворе состава, тормозящую рост тест-штаммов. Опыты показали, что наиболее чувствительна к заявленному составу бактерия Pseudomonas fluorescens. Минимальные концентрации действующих веществ в испытанной композиции снижаются почти в два раза в сравнении с отдельным применением фурацилина и Катапола. Таким образом, усиление антибактериальной активности состава обусловлено синергетическим действием ее отдельных компонентов, что подтверждается коэффициентами нейтрализации.

Пример 6 демонстрирует биологическую эффективность заявленного состава по отношению мягкой гнили томата (лабораторный опыт). В опыте семена, зараженные Erwinia carotovora, обрабатывали вариантами составов. На 14 сутки обследовались проростки семян томата и определялся процент зараженных растений. Результаты проведенных исследований представлены в Таблице 10.

Изучение биологической эффективности препаратов по отношению к Erwinia carotovora свидетельствует о высоком защитном эффекте заявленного состава. Обработка зараженных семян композициями в 2 раза и более снижает число пораженных возбудителем мягкой гнили томата. Эффективность этих составов достигает 57,1% и 68,3% соответственно. Обработка семян этими составами также показала положительное влияние на всхожесть семян (Таблица 10). Это косвенно свидетельствует об увеличении проникающей способности композиции.

Таблица 10.Влияние заявленного состава на всхожесть и пораженность проростков томата бактериозом (Erwinia carotovora)Варианты опытаВсхожесть, %Развитие болезни на 14-е сутки, %Биологическая эффективность, %Контроль-Е. carotovora (заражение)68,254,5-Состав 175,023,457,1Состав 274,617,568,3Состав 870,335,235,4Катапол (0,2%)77,025,751,3Е. carotovora + ТМТД (эталон)62,314,773,0

Результаты изучения антибактериальной и защитной активности испытуемых 3-х оптимизированных составов заявленной композиции позволяют сделать вывод, что наиболее перспективной в качестве антибактериального средства является композиция 2.

Пример 7 демонстрирует влияние заявленного состава на урожай и пораженность посадок картофеля бактериозами и ризоктониозом в условиях Тверской области.

Методика предпосевной обработки клубней картофеля.

Обработку клубней проводили за 24-48 часов до посадки путем мелкокапельного опрыскивания из расчета 5-7 литров рабочего раствора заявленного состава на 1 тонну клубней. Рабочий раствор препарата готовили путем разведения исходного 10%-го раствора заявленной композиции в 50 раз, т.е. 20 мл состава разводят водой до 1 л, или 100 мл 10%-го раствора заявленного состава до 5 л водой. Стандартом служил фунгицид Текто с нормой расхода препарата в количестве 2-х литров рабочей жидкости на 1 тонну картофеля. Рабочий раствор готовят путем разведения 90 мл состава водой до 2-х л.

Заявленный состав показал хороший защитный эффект, на 38% снизив число больных бактериозами клубней и уменьшив почти в 2 раза развитие и распространение ризоктониоза на посадках картофеля по сравнению с контролем. Предпосевная обработка клубней заявленным составом эффективнее сдерживала развитие болезней, чем прототип, который только на 26% снизил число больных бактериозами клубней и слабо сдерживал развитие и распространение ризоктониоза. Полученные данные показывают, что заявленный состав по эффективности защиты картофеля от фитопатогенов приближается к фунгициду-эталону Текто. (табл.11).

Кроме защитного действия состав оказал положительное влияние на урожай картофеля. Прибавка урожая по отношению к контролю составила 28,6 ц/га, а также превысила прототип на 17,2 ц/га.

Таблица 11.Влияние предпосевной обработки заявленным составом на урожай и пораженность картофеля бактериозами и ризоктониозом (полевой опыт, г.Тверь)Варианты опытаРизоктониоз, распространение, %Ризоктониоз, Развитие, %Бактериозы, % больных клубнейУрожай, ц/гаКонтроль (без обработки)71,030,061,7170,0Текто-эталон36,014,516.2204,0Заявленный состав45,019,023.0198,2Прототип55,626,535,7181,0

Анализ примеров показывает, что по сравнению с прототипом применение для защиты сельскохозяйственных растений от болезней заявляемого состава приводит к повышению защитного эффекта за счет усиленной антибактериальной активности, проникающей способности и длительности действия предлагаемого оригинального состава.

Реализация заявляемого изобретения не ограничивается приведенными выше примерами. Отличительной особенностью данного изобретения является возможность создания наноразмерной препаративной формы заявленного состава (Панарин Е.Ф. Нанодисперсные системы на основе полимеров и их биологические свойства. Материалы Международной конференции. Теоретические аспекты формирования наноструктур. Ташкент. 2004, С.60), что приведет к разработке высокоэффективных препаратов нового поколения для сельскохозяйственного производства по сравнению с существующими стандартными формами препаратов как альтернатива экологически опасным фунгицидам.

Литература

Афиногенов Г.Е., Панарин Е.Ф. Антимикробные полимеры, Санкт-Петербург: Гиппократ, 1993, 263 с.

Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ. - М. 2006 г. С.131, 132, 134.

Красильников А.П. Справочник по антисептикам, Минск: Высшая школа, 1995, С.126; Nitrofural (Nitrofurazone), First draft prepared by Dr. K.N. Woodward, Veterinary Medicine Directorate Ministry of Agriculture, Fichries and Food, Weybridge, Surrey, United Kingdom).

Лебединцева О.В., Тютерев С.Л. Стратегия и тактика использования защитно-стимулирующих составов для обработки семян сельскохозяйственных культур. Агрохимия, 1994, N 10, C.67-80.

Методические указания по государственным испытаниям фунгицидов, антибиотиков и протравителей семян сельскохозяйственных культур. М., 1985, 130 с.

Новожилов К.В, С.Д. Тютерев С.Л. и др. Препарат для хранения семенного картофеля. Авторское свидетельство N 875656, 1981, СССР.

Панарин Е.Ф. Нанодисперсные системы на основе полимеров и их биологические свойства. Материалы Международной конференции. Теоретические аспекты формирования наноструктур. Ташкент. 2004, С.60.

Панарин Е.Ф., Кочеткова И.С., Тютерев С.Л., Лебединцева О.В., Выцкий В.А. Способ предпосевной обработки семян. Патент РФ №2133568.

Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. Органический анализ, Ленинград: Химия, 1981, 243 с.

Тютерев С.Л., Панарин Е.Ф., Новожилов К.В., Попова Э.В., Хацкевич Л.К, Кочеткова И.С., Дорофеева Т.Б., Лазарев A.M., Азанова В.В. Перспективы использования синтетического полимерного препарата Катапол в качестве средства защиты растений. Вестник защиты растений, №3, 2002, С.3-13.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Состав включает, мас.%: полимерный препарат Катапол - 0,05-0,2, фурацилин - 0,005-0,015, диметилсульфоксид - 0,1, вода - остальное. Изобретение позволяет повысить антибактериальную активность состава. 11 табл., 1 ил.

Состав для предпосевной обработки семян овощных культур и клубней картофеля от бактериальных болезней, содержащий водный раствор полимерного препарата Катапол, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фурацилин и диметилсульфоксид при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Катапол0,05-0,20Фурацилин0,005-0,015Диметилсульфоксид0,1ВодаДо 100