СРЕДСТВО ДЛЯ СТИМУЛИРОВАНИЯ РОСТА И РАЗВИТИЯ, ЗАЩИТЫ ОТ ГРИБКОВЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР Российский патент 2009 года по МПК A01N43/42 A01P21/00 A01P3/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для обработки семян или клубней с целью повышения их всхожести и устойчивости к грибным заболеваниям.

Известен тетрагидрат(+)гидротартрата(+)цис-[2S,5R-1,5-диметил-2-(1-окси-3-пропил)]-пирролидиния формулы

,

проявляющий морфогенетическую и росторегулирующую активность (см. патент РФ на изобретение №2186768, МПК C07D 207/08).

Однако данное вещество является трудносинтезируемым и соответственно дорогостоящим.

Известен фунгицид против болезней сельскохозяйственных культур со стимулирующим действием на рост растений общей формулы

Высокая фунгицидная активность в сочетании со стимулирующим действием на рост растений обеспечивает эффективную защиту сельскохозяйственных культур от широко распространенных возбудителей болезней (см. патент РФ на изобретение №2200393, МПК A01N 55/08).

Однако данное вещество имеет сложную структуру.

Известно средство для борьбы с фитопатогенными болезнями культурных растений, являющееся эффективной комбинацией 4-феноксихинолина формулы

с различными фунгицидами (см. патент РФ №2221425, МПК A01N 43/42, A01N 43/40).

Однако входящие в состав галогензамещенные ароматические кольца обычно приводят к появлению токсических свойств. Кроме того, хлорсодержащие ароматические соединения имеют тенденцию накапливаться в почве вследствие высокой устойчивости.

Задачей настоящего изобретения является создание нетоксичного и недорогостоящего стимулятора, достаточно простого в получении.

Технический результат заключается в сохранении эффективности воздействия при удешевлении.

Поставленная задача решается тем, что средство для стимулирования роста и развития, защиты от грибковых заболеваний сельскохозяйственных культур представляет собой соединение 7,7-диметил-2-фенил-4-(4-метоксифенил)-5-оксо-5,6,7,8-тетрагидрохинолин (ТГХ) формулы

Для данного вещества ранее были выявлены антиоксидантное и криопротекторное свойства. Данное соединение может быть получено по методике, опубликованной в работе Харченко В.Г., Маркова Л.И., Казаринова Т.Д., Юдович Л.М. О характере гетероциклизации трикетонов ряда 2-(3-оксопропил)-циклогексан-1,3-диона / Химия гетероциклических соединений - 1985, - №7, - с 915-918.

Авторами выявлены неизвестные ранее свойства данного вещества, которые позволяют использовать его по указанному назначению и могут быть проиллюстрированы следующими примерами.

Пример 1. Лабораторные исследования росторегулирующего действия ТГХ по оценке активности фермента пероксидазы и определение его ауксиновой активности.

Опыты проводили на мягкой яровой пшенице сорта Саратовская 29, огурцах сорта Кустовой, томатах сорта Дубок и картофеле сорта Невский. Перед исследованием по 50 семян для пшеницы, огурца и томата и 3 клубня для картофеля замачивали на 24 часа в растворе ТГХ с концентрацией 10^-4% или 10^-3%. В качестве контроля использовали дистиллированную воду. Стандартом являлись растворы промышленных стимуляторов роста растений иммуноцитофита и экстрасола, обработка которыми производилась по рекомендуемым методикам.

После обработки семенной материал промывался дистиллированной водой и ставился на проращивание. Семена пшеницы, огурца и томата проращивали во влажных рулонах фильтровальной бумаги в термостате при 24-25°С до появления ростков длиной 15-20 мм [см. Большой практикум по физиологии растений / Гавриленко В.Ф., Ладыгина М.Е., Хандобина Л.М. / М.: Высш. шк., 1975, 391 с.].

Обработанные клубни картофеля помещали во влажный субстрат торф - песок, приготовленный в соотношении 1:1, и проращивали также в термостате при 24-25°С.

Полученные ростки отделяли от семян и клубней и растирали с холодным ацетатным буфером (pH 4,7) в соотношении 1:10. Суспензию настаивали в холодильнике в течение 12 часов, затем центрифугировали при 12000 g. В надосадочной жидкости определяли активность фермента пероксидазы по методу с о-фенилендиамином [см. Суслова Т.А., Хорошева Т.М. К вопросу о биохимических аспектах устойчивости люцерны к микоплазмозу // Сб.: Защ. раст. Саратов. 1993. С.111].

Эффекты действия ТГХ определяли по отношению к воде (контроль) и промышленным биостимуляторам (стандарт).

Данные опыта показывают, что для всех изученных культур ТГХ существенно увеличил активность фермента пероксидазы по сравнению с контролем, а для некоторых культур наблюдалась более высокая активность и по сравнению с вариантами применения промышленных биостимуляторов (табл.1), что свидетельствует о включении ТГХ в окислительно-восстановительные процессы в растениях и о его высокой биологической активности.

На огурце проведено исследование ТГХ на ауксиновую активность.

Ауксиновую активность определяли с помощью биотеста [см. Практикум по росту и устойчивости растений / Учебное пособие / Полевой В.В., Чиркова Т.В., Лутов Л.А. / С.-Петерб.: Изд. С.-П. ун-та, 2001, 212 с.].

По изменению длины проростка, помещенного в раствор биологически активного вещества, и образованию на нем изгиба оценивали ауксиновую активность вещества. В варианте с ТГХ длина проростка возросла по сравнению с контролем (5 мм) на 4 мм и отмечено разрастание тканей (изгиб). В случае иммуноцитофита - промышленного стимулитора роста прирост составил лишь 2 мм.

Данные лабораторных испытаний указывают на проявление ТГХ ауксиновой активности.

Пример 2. Росторегулирующая активность ТГХ на различных сельскохозяйственных культурах в условиях открытого грунта.

Полевые опыты в открытом грунте проводили в течение 5 лет (2002-2006 г.г.) на мягкой яровой пшенице Саратовская 29 в условиях Ивантеевского района Саратовской области, огурце сорта Кустовой в условиях Самарской области, томатах сорта Дубок в условиях Волгоградской области, картофеле сорта Невский в условиях Аркадакского района Саратовской области. Закладку опытов, уборку и учет урожайности проводили по методике государственных сортоиспытаний сельскохозяйственных культур (Москва, 1985, вып.2, 286 с.).

Перед посевом семена и клубни обрабатывали путем замачивания в растворе ТГХ с концентрацией 10^-4 или 10^-3% (ОД мг/л или 1 мг/л вещества) [см. В.Ф.Велик, Р.А.Кротова. Качество семян, способы предпосевной их подготовки // Сб. Овощеводство открытого грунта. - М.: Колос, 1984, с.108]. Контролем служила вода, в качестве эталона (стандарта) растворы промышленных биостимуляторов роста и развития растений иммуноцитофита и экстрасола.

Томаты высаживались рассадным способом в открытый грунт через 45 дней после посева семян.

Пшеницу, огурцы, картофель высаживали непосредственно в грунт замоченными и подсушенными семенами и клубнями.

Повторность опытов 4-кратная. Размер учетных делянок для всех культур - 25 м², защитная зона - 1,5 м.

Для учета брали по 10 растений с каждой повторности.

Опыты закладывали на черноземных почвах. Подготовка почвы включала лущение, зябевую вспашку на глубину 25-30 см, весеннее боронование, двукратную культивацию. Картофель высаживали гребневым способом.

Перед посадкой рассады томатов вносили минеральные удобрения (суперфосфат 4 ц/га, хлористый калий 2 ц/га), при культивации вносили аммиачную селитру (1,5 ц/га).

В качестве удобрений на картофеле использовались аммиачная селитра, двойной суперфосфат, хлористый калий и аммофосфат (2:3:2:3).

В период вегетации томатов и огурцов было проведено 6-10 поливов, для картофеля провели 4 полива.

Учет урожая проводился со всех учетных делянок (табл.2, 3, 4, 6).

Из таблиц 2, 3, 4, 6 видно, что предпосевная обработка семенного материала ТГХ в виде растворов с концентрацией 10^-4% и 10^-3% способствует увеличению урожая у различных культур по сравнению с контролем на 4-48%.

Особенно эффективно обработка ТГХ сказалась на томатах сорта "Дубок" и картофеле сорта "Невский".

Под влиянием ТГХ существенно возросла крупность плодов томата и клубней картофеля по сравнению с контролем, на 40 и 15% соответственно. При одинаковом общем среднем количестве плодов с куста большая масса плодов дала более высокую общую урожайность с делянки.

Использование ТГХ для выращивания пшеницы и огурцов также привело к увеличению их продуктивности на 4-6% по сравнению с контролем.

Во всех вариантах опытов с ТГХ на пшенице увеличилось количество продуктивных стеблей на делянке, число зерен в колосе, масса1000 зерен.

Из таблицы 5 видно, что обработка семян томатов ТГХ способствовала повышению полевой всхожести семян, а также сдвинула на более ранние сроки этапы наступления органогенеза, что привело к получению ранней товарной продукции и снижению степени развития основных грибных заболеваний.

Пример 3. Изучение ТГХ в качестве индуктора устойчивости к грибным заболеваниям у различных сельскохозяйственных культур.

В полевых условиях проводили для всех культур учет степени развития основных грибных заболеваний: на пшенице - бурой ржавчины, мучнистой росы, корневой гнили; на огурцах - мучнистой росы; на томатах - септориоза, вершинной гнили, фитофтороза; на картофеле - фитофтороза [см. Фитосанитарная экспертиза с/х культур (рекомендации) 7 Москва, ФГНУ, Росинформагротех, МСХ РФ. Москва, 2002, 134 с.].

Из таблицы 7 видно, что обработка всех культур раствором ТГХ снизила развитие и распространенность основных грибных заболеваний, характерных для данных растений.

Так, под влиянием обработки ТГХ у пшеницы степень пораженности бурой ржавчиной снизилась на 0,1%, мучнистой росой на 0,4%, корневой гнилью на 6% по сравнению с контролем.

Существенный эффект от обработки ТГХ получен на огурцах. Развитие такого вредоносного для огурцов заболевания как мучнистая роса под влиянием обработки снизилось на 7%, что продлило период вегетации на 2 недели.

Положительный эффект от обработки ТГХ получен и для томатов. В варианте с ТГХ снизилась степень развития таких заболеваний как септориоз, вершинная гниль и, особенно, фитофтороз (на 2,2% по сравнению с контролем).

Развитие фитофтороза под влиянием обработки снизилось и у картофеля - на 13% по сравнению с контролем.

Снижение степени распространенности основных заболеваний под влиянием обработки биологически активными веществами позволяет исключить химические способы борьбы с этими заболеваниями и получить экологически чистую продукцию.

По результатам проведенных лабораторных и полевых исследований препарата ТГХ можно сделать заключение об его высокой биологической активности и протекторном действии на растения. Обладая многофункциональными регуляторными функциями, ТГХ включается в процессы репликации, транскрипции и трансляции, повышает активность ДНК и усиливает синтез и-РНК, что, в свою очередь, сопровождается интенсификацией роста и развития растений.

Таблица 2 Влияние ТГХ на продуктивность пшеницы Саратовская 29 (2002-2004 г.г.) Вариант опыта Длина колоса, см Число зерен в колосе, шт. Масса 1000 зерен, г Количество продуктивных стеблей на делянке, шт. Урожай           ц/га Прибавка, % Контроль 6,9 17 29 310 13,3 - ТГХ - 10^-4% 7,0 21 31 336 13,9 4,5 ТГХ - 10^-3% 7,0 24 34 347 14,1 6,0 Стандарт 7,0 20 30 331 13,8 3,7 НСР₀₅ 0,04 0,12 1,3 9,8 0,15  

Таблица 3 Влияние ТГХ на продуктивность огурца сорта Кустовой (2004-2006 г.г.) Вариант опыта Средняя масса 1 плода, кг Среднее количество плодов с куста, шт. Урожай       кг/м² прибавка, % Контроль 0,18 12 42,7 - ТГХ - 10^-4% 0,15 16 44,3 3,7 Стандарт 0,19 19 47,5 11,2 НСР₀₅ 0,01 0,12 0,56  

Таблица 4 Влияние ТГХ на продуктивность томата сорта Дубок (2002-2004 г.г.) Вариант опыта Средняя масса 1 плода, кг Среднее количество плодов с 1 растения, шт. Урожай       кг/м² прибавка, % Контроль 59,0 10,1 2,1 - ТГХ - 10^-3% 68,6 8,9 2,8 33,3 ТГХ - 10^-4% 81,2 9,3 3,1 47,6 Стандарт 66,3 8,7 2,7 28,6 НСР₀₅ 1,3 0,07 0,06  

Таблица 5 Влияние ТГХ на прохождение этапов органогенеза у томатов сорта Дубок (среднее за 2002-2004 г.г.) Вариант опыта Полевая всхожесть, % Даты наступления фаз органогенеза     Всходы Фаза 1 листа Фаза бутонизации Фаза цветения Фаза созревания Контроль 78 11,05 14,05 13,06 18,06 14,07 ТГХ - 10^-3% 88 12,05 15,05 14,06 18,06 12,07 ТГХ - 10^-4% 95 9,05 11,05 10,06 13,06 8,07 Стандарт 89 11,05 12,05 12,06 16,06 11,07

Таблица 6 Влияние ТГХ на продуктивность картофеля сорта Невский (2004-2006 г.г.) Вариант опыта Появление всходов Количество клубней с 1 куста, шт. Масса 1 клубня, г Урожай,         ц/га прибавка, % Контроль 5,06 10 150 70 - ТГХ - 10^-3% 2,06 11 173 90 28,6 Стандарт 30,05 12 162 92 31,4 HCP₀₅   0,2 1,4 0,09  

Описывается средство для стимулирования роста и развития, защиты от грибковых заболеваний сельскохозяйственных культур, представляющее собой 7,7-диметил-2-фенил-4-(4-метоксифенил)-5-оксо-5,6,7,8-тетрагидрохинолин формулы 1. Изобретение может быть использовано для обработки семян или клубней с целью повышения их всхожести и устойчивости к грибным заболеваниям. Технический результат заключается в сохранении эффективности воздействия при удешевлении. 7 табл.

Средство для стимулирования роста и развития, защиты от грибковых заболеваний сельскохозяйственных культур, представляющее собой 7,7-диметил-2-фенил-4-(4-метоксифенил)-5-оксо-5,6,7,8-тетрагидрохинолин.