Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству и представляет собой предложенную впервые антидотную композицию, состоящую из биомассы Bacillus megaterium, Pseudomonas aureofaciens либо других непатогенных бактерий, содержащих поли-бета-гидроксимасляную кислоту, гидролизованной с помощью микромицетов рода Cephaliophora при повышенной температуре, а также определенного набора макро- и микроэлементов. Изобретение включает также способы эффективного использования данной композиции в практике растениеводства в качестве антидота для защиты сельскохозяйственных растений от стрессового воздействия гербицидов и других химических пестицидов.
Уровень техники
Большинство химических пестицидов является веществами, токсичными для живых организмов. Поэтому они, помимо своей основной функции (защиты растений от болезней, сорняков и вредителей), зачастую оказывают побочное стрессовое действие на защищаемую культуру. У растений стрессовый эффект может проявляться в виде замедления роста и других физиологических процессов, в понижении устойчивости к болезням, снижении всхожести, в появлении некротических симптомов (пятна, ожоги, скручивание листьев и др.), что в конечном итоге приводит к значительному недобору урожая. В особенности стрессовое действие на сельскохозяйственные растения характерно для гербицидов. О важности этой проблемы свидетельствует тот факт, что если потери урожая из-за засоренности полей оцениваются в 10-15% (1), то урожайность культурных растений при использовании гербицидов за счет стресса может сокращаться более чем на 50% (2, 3).
В настоящее время основным путем повышения безопасности применения гербицидов, снижения их отрицательного действия на защищаемые культуры является их совместное использование с антидотами - специальными добавками, снижающими фитотоксичность гербицидов.
Без антидотов сейчас уже невозможно представить гербициды ведущих фирм-производителей. Показательным является следующий случай. В 2007 г. на складе в г. Омске был обнаружен контрафактный гербицид «Пума супер 100» якобы производства фирмы «Байер». Как потом выяснилось, он был ввезен по поддельным документам из Венгрии. По полиграфическому исполнению упаковки контрафактный гербицид практически не отличался от настоящего. Более того, он содержал необходимое количество действующего вещества (феноксапроп-П-этила). Однако в гербициде отсутствовал антидот (мефенпир-диэтил) и другие добавки, в результате чего при использовании препарат демонстрировал отрицательные результаты, вызывая сильные ожоги злаков. Отсутствие антидота позволило по этому признаку даже без детального химического анализа выявить подделку (4).
Термин «антидот» заимствован из медицины и относится к «химическим соединениям, способным обезвреживать попавшие в организм яды или отравляющие вещества» (5). В применении к гербицидному стрессу данный термин ввел американский исследователь Хоффман, который в 1947 г. отметил, что 2,4,6-Т (малоактивный аналог гербицида 2,4-Д) способен снимать токсическое действие 2,4-Д на растения томатов. Поскольку 2,4,6-Т сам по себе являлся токсичным соединением, Хоффман продолжил поиск аналогичных веществ с меньшей токсичностью, что привело к открытию в 1962 г. препарата S-449, в 1969 г. - препарата NA (Протект, ангидрид нафталин-1,8-дикарбоновой кислоты), который стал первым коммерческим антидотом в истории земледелия (6).
Антидот NA (аналог) обеспечивает защиту зерновых злаков от повреждающего действия гербицидов класса тиолкарбаматов (5). Помимо NA, в качестве антидотов используются такие аналоги, как N,N-диаллил-2,2-дихлорацетамид (R-25788), α-(цианометоксимино)-α-фенилацетонитрил, α-[(1,3-диоксолан-2-илметокси)имино]-α-фенилацетонитрил, бензиновый эфир 2-хлор-4-трифторметил-5-тиазолкарбоновой кислоты, N-дихлорацетил-1-окса-4-азаспиро[4,5]декан либо их производные (6, 7).
В нашей стране учеными Кубанского государственного аграрного университета (г. Краснодар) предложен антидот для защиты проростков подсолнечника от фитотоксического действия гербицида 2,4-дихлор-фенокси-уксусной кислоты (2,4-Д) (8). Результатом обработки семян предложенным антидотом 2-диэтиламино-6-метокси-4-[(4'-этоксикарбонил-5'-метил-1',2',3'-триазол)-1'-ил]-1,3,5-триазином (аналог) является более эффективное увеличение длины корней и гипокотиля проростков подсолнечника на фоне стрессового действия 2,4-Д.
Недостатком вышеперечисленных антидотов является то, что они должны применяться исключительно методом предпосевной обработки семян, что является дорогим приемом и заметно ограничивает их защитное действие против послевсходовых гербицидов.
Более современные антидоты могут применяться как для обработки семян, так и в баковых смесях с послевсходовыми гербицидами. К ним относится, в частности, группа антидотов-аналогов, разработанных фирмой «БАСФ» на основе производных нафталина (9). Фирмой «Байер» в 2007 г. запатентована принципиальная формула смеси выпускаемых фирмой гербицидов с антидотами. В качестве антидотов в патентную формулу включены клоквинтосет-мексил, изоксадифен-этил, мефенпир-диэтил, 4-дихлорацетил-1-окси-4-азо-спиро-(4,5)-декан, 1-дихлор-ацетил-гексагидро-3,3,8-альфа-триметил-пиррол-[1,2-альфа]-пиримидин-6(2Н)-ол, беноксакор, дихлорамид, фуриазол и 3-дихлорацетил-2,2,5-три-метил-оксизолидин (10).
Аналогично фирмой «Сиба-Гейги АГ» (ныне «Сингента») разработаны антидоты для защиты культурных растений от фитотоксического действия гербицидов ряда сульфонилмочевин, хлорацетанилидов, эфиров арилокси-феноксипропионовых кислот. В качестве активного вещества они содержат производное мочевины с формулой R1-R2-NCONH-C6-H2(Rb)-SO2NHCOA, где А - замещенный фенил или нафтил, Rb - водород, галоген или С4-алкадиенильный мостик (11).
Общими недостатками всех вышеперечисленных аналогов являются следующие:
1. Низкая экологичность. Указанные антидоты являются такими же продуктами сложного химического синтеза, как и сами гербициды. Из этого следуют аналогичные гербицидам проблемы острой и хронической токсичности, медленного разложения в окружающей среде.
2. Высокие нормы расхода. Для достижения эффекта требуются достаточно высокие нормы расхода антидотов (порядка нескольких килограмм на тонну семян или гектар). В результате, при обработке антидотами семян успешно защищаются лишь крупносемянные культуры (кукуруза, соя, сорго, бобы). При использовании в баковых смесях эффективные дозировки антидотов часто превышают нормы расхода самих гербицидов.
3. Узкая специфичность. Большинство современных антидотов отличает высокая избирательность по отношению к конкретному гербициду, растению, срокам и условиям применения, композиции гербицидов конкретного производителя. Нет антидотов широкого спектра действия, которые можно было бы использовать с гербицидами различных производителей. Антидотное действие препаратов проявляется только по отношению к гербицидам, но не к другим группам пестицидов (инсектициды, фунгициды).
В ООО НПФ «Альбит» ранее был разработан препарат «Альбит» для повышения урожая растений и защиты их от болезней (прототип). Препарат представляет собой композицию из солей макро- и микроэлементов, хвойного экстракта, хлорофилло-каротиновой пасты, гидролизата бактерий Pseudomonas aureofaciens ВКМ В 1973Д и гидролизата бактерий Bacillus megaterium (12). Настоящий препарат применяется в качестве регулятора роста растений, однако у него обнаружены и антидотные свойства (13). Прототип не обладает недостатками химических антидотов-аналогов, он может применяться как для обработки семян, так и в баковых смесях с гербицидами, его отличает высокая экологичность, низкие нормы расхода, низкая специфичность к виду сельскохозяйственных растений.
Вместе с тем, серьезным недостатком прототипа является его низкая антидотная активность. Антидотный эффект оценивается как прибавка урожайности (в %) в варианте с использованием антидота и гербицида, по сравнению с вариантом, где использовался только гербицид. По своему физиологическому смыслу - это доля урожая, сохраненная от пестицидного стресса. Антидотный эффект препарата Альбит составляет в среднем 16,6%, в то время как перечисленные выше химические антидоты-аналоги обеспечивают эффект не ниже 50%.
Раскрытие изобретения
Задачей (техническим результатом) данной заявки является создание эффективного антидота - средства защиты широкого спектра сельскохозяйственных растений от пестицидного стресса, отличающегося высокой экологичностью, низкими нормами расхода, низкой специфичностью при сочетании с различными видами сельскохозяйственных культур и пестицидов, а также высоким антидотным эффектом (свыше 50%).
Поставленная задача достигается путем усовершенствования прототипа (препарат «Альбит») с помощью использования в его составе биомассы грибов рода Cephaliophora, а также определенного набора макро- и микроэлементов, отличающегося от прототипа. Полученная композиция (далее именуемая «антидотная композиция» или «Альбит усовершенствованный») содержит гидролизат бактерий Pseudomonas и Bacillus (или других непатогенных бактерий), полученный с использованием микромицетов рода Cephaliophora, а также смесь водорастворимых соединений макро- и микроэлементов: азот (валовый N) 3,6-15,4 мас.%, фосфор (валовое содержание в пересчете на P2O5) 6,0-10,2 мас.%, калий (валовое содержание в пересчете на K2O) 2,1-8,0 мас.%, магний (валовое содержание в пересчете на MgO) 0,5-4,8 мас.%, серу (валовое содержание в пересчете на 
Активность прототипа (препарат Альбит) обусловлена естественным биополимером поли-бета-гидроксимасляной кислотой (полиоксибутират, поли-бета-гидрокси-бутират, ПГБ), входящим в состав биомассы бактерий Pseudomonas aureofaciens и Bacillus megaterium. Для перевода ПГБ в физиологически активную форму необходим гидролиз клеток бактерий, который в прототипе осуществляют гидролитические ферменты проростков сои. В результате наших собственных экспериментов было неожиданно установлено, что ферменты, содержащиеся в вакуолях микромицетного штамма Cephaliophora tropica D3, при температуре 50-60°С способны с не меньшей эффективностью гидролизовать клетки бактерий; при этом значительно усиливаются антидотные свойства продукта. В частности, при тестировании усовершенствованного препарата в модельной системе (стрессовое воздействие бетанального гербицида на базе десмедифама и фенмедифама на сахарную свеклу в стадии смыкания рядков) антидотный эффект препарата Альбит составил 5,5%, в то время как при использовании модифицированного продукта, в котором как агент гидролиза использовалась вместо проростков сои биомасса С.tropica-21,7%.
Гриб Cephaliophora tropica не патогенен, сапротроф, выделяется из корней растений, подстилки, навоза и гниющих растительных остатков. Данный микромицет не вирулентен, не токсичен, не токсигенен и удовлетворяет требованиям, предъявляемым к промышленным микроорганизмам.
В состав прототипа (препарат «Альбит») входит раствор макро- и микроэлементов, который готовится таким образом, чтобы он при разведении 1:20000 не угнетал рост проростков ячменя. В составе данного раствора нормируется содержание следующих макро- и микроэлементов: магний сернокислый (29,8 г/кг в расчете на конечный препарат), калий фосфорнокислый двузамещенный (91,1 г/кг), калий азотнокислый (91,2 г/кг), карбамид (181,5 г/кг) (14). В пересчете на элементы питания это составляет: азот (N) 9,6%, фосфор (P2O5) 3,7%, калий (K2O) 9,2%, магний (MgO) 1,0%, сера (SO4) 2,4%. С помощью тестирования разных концентраций нами было установлено, что если при изготовлении продукта использовать несколько иные дозировки элементов питания, а именно: N от 3,6 до 15,4% по массе, P2O5 6,0-10,2%, K2O 2,1-8,0%, MgO 0,5-4,8%, SO4 2,5-6,7%, то антидотные свойства продукта значительно возрастают. В частности, содержание калия по сравнению с прототипом должно быть снижено, фосфора и серы - увеличено (см. Таблицу 1).
Сочетание двух указанных подходов (использование биомассы гриба Cephaliophora и модифицированного набора макро- и микроэлементов) обеспечивает качественное повышение антидотной активности (свыше 50%). При этом полностью сохраняются положительные свойства прототипа (ростстимулирующая и иммунизирующая активность, экологичность, низкая специфичность, дешевизна, длительный срок хранения). Таким образом, новый антидот «Альбит усовершенствованный» соответствует критерию «изобретательский уровень».
Антидоты, для получения которых необходимо использование микромицетов рода Cephaliophora, а также содержащие указанный набор макро- и микроэлементов, до настоящего времени в мировой науке и практике не разрабатывались, и сведения о таких препаратах отсутствуют в научно-технической, патентной и иной литературе, что доказывает новизну настоящего изобретения.
Антидотная композиция «Альбит усовершенствованный» приготовляется путем смешивания до равномерного состояния следующих составных частей: гидролизат бактерий Pseudomonas aureofaciens, гидролизат бактерий Bacillus megaterium, смесь нетоксичных солей или других низкомолекулярных водорастворимых соединений макро- и микроэлементов, с тем расчетом, чтобы содержание макро- и микроэлементов в композиции составляло: азота (валовый N) 3,6-15,4 мас.%, фосфора (валовое содержание в пересчете на P2O5) 6,0-10,2 мас.%, калия (валовое содержание в пересчете на K2O) 2,1-8,0 мас.%, магния (валовое содержание в пересчете на MgO) 0,5-4,8 мас.%, серы (валовое содержание в пересчете на SO4) 2,5-6,7 мас.%, а содержание ПГБ - не менее 0,4 мас.%.
Для приготовления антидотной композиции были протестированы различные штаммы бактерий Pseudomonas aureofaciens (ВКМ В 1973Д, H16, В-1249, В-560) и Bacillus megaterium (КМЗ-1, КМЗ-2, КМЗ-3, КМЗ-5, РС2, РС22, В-44, В-112) из Всероссийской коллекции микроорганизмов и Коллекции микроорганизмов ООО НПФ «Альбит», и результаты их использования статистически достоверно не различались.
Для приготовления гидролизатов проводят культивирование бактерий Bacillus megaterium и Pseudomonas aureofaciens в условиях биореактора согласно методикам, общепринятым для аэробных мезофильных бактерий (15). Бактерии выращивают в периодической культуре, в условиях интенсивной аэрации с подпиткой до стационарной фазы роста и титра примерно 1010 клеток/мл. Контролируются показатели pH и pO2 в среде роста. Процесс длится 20-35 часов. Гидролизат биомассы Pseudomonas aureofaciens. Bacillus megaterium либо других бактерий получают путем использования автолизата грибной культуры Cephaliophora tropica для подпитки среды при культивировании бактерий с последующим гидролизом бактериальной биомассы в течение 5-10 часов при температуре 50-60°С. Как было установлено в наших опытах, ферменты С. tropica способны к гидролизу бактериальных клеток только в указанном диапазоне повышенных температур. Грибной автолизат для подпитки получают путем культивирования С. tropica в биореакторе на жидких питательных средах на основе стандартных источников углерода и энергии, например соевой муки, сухого молока, сахарозы и необходимых микроэлементов, обеспечивающей выход биомассы гриба 10-20 г/л (по сухому весу), и для получения автолизата суспензию гриба выдерживают 5-10 часов при температуре 50-60°С. При культивировании бактерий используется столько грибного автолизата, сколько необходимо для подпитки согласно стандартным методикам культивирования микроорганизмов.
Возможен и альтернативный способ получения бактериального гидролизата, при котором суспензия бактерий Р. aureofaciens и В. megaterium смешивается с суспензией гриба С. tropica с последующим выдерживанием объединенной биомассы в биореакторе при перемешивании 5-10 часов при температуре 50-60°С. В этом случае под действием повышенной температуры образуется автолизат С. tropica, который, в свою очередь, гидролизует бактериальные культуры. В обоих случаях (как для подпитки, так и для добавления) гриб С. tropica используется из стационарной фазы роста при периодическом культивировании в биореакторе. Опытным путем было установлено, что при добавлении биомассы С. tropica после культивирования бактерий количество суспензии гриба для эффективного гидролиза не должно быть меньше трети суммарного объема суспензий бактерий.
В наших исследованиях было также установлено, что при получении гидролизата бактерий альтернативным способом (смешивание с грибом после культивирования), вместо бактерий Pseudomonas aureofaciens и Bacillus megaterium (как в прототипе) для приготовления композиции «Альбит усовершенствованный» могут быть использованы иные бактериальные штаммы родов Bacillus, Pseudomonas, Alcaligenes, Arthrobacter, Azospirillum, Azotobacter, Lactobacillus, Methylobacterium, Klebsiella, Ralstonia, Rhizobium, Rhodospirillum, Rhodococcus и других, причем можно использовать как чистые бактериальные культуры, так и совместно выращенные ассоциации. Непременным условием при этом является непатогенность используемых штаммов, а также их способность содержать ПГБ в количестве не ниже 0,4% по массе финальной композиции. ПГБ может при этом включать остатки сополимеров других полигидроксиалканатов (гамма-гидроксибутират, гидроксивалерианат, гидроксигексанат, гидроксиоктанат и другие сополимеры). Для получения антидотной композиции в этом случае требуется использовать биомассу бактерий, как правило, из стационарной фазы роста в условиях, стандартных для культивирования данного конкретного штамма при периодическом культивировании в биореакторе. Состав питательной среды используется исходя из потребностей каждого конкретного штамма и не имеет принципиального значения для эффективности композиции. В наших опытах было также установлено, что для получения гидролизата можно использовать суспензию не только грибов вида Cephaliophora tropica, но и любых непатогенных штаммов рода Cephaliphora (например, Cephaliophora irregularis, С. longispora). Максимально возможное содержание ПГБ в композиции определяется имеющимся в настоящее время уровнем биотехнологий получения данного биополимера и составляет около 3%.
В качестве источника необходимых количеств макро- и микроэлементов в антидотной композиции могут использоваться любые приемлемые с сельскохозяйственной точки зрения водорастворимые соли и другие низкомолекулярные соединения. В частности, источником азота может служить мочевина, нитрат калия, нитрат аммония, хлорид аммония, нитрат кальция, сульфат аммония, ацетат аммония и т.д., источником фосфора - одно- или двузамещенные фосфаты калия либо натрия, источника калия - сульфат, хлорид, ацетат калия и т.д.
В композицию можно добавлять приемлемые с сельскохозяйственной точки зрения наполнители, служащие для усиления и стабилизации эффекта, лучшего прилипания к растениям, устранения расслоения композиции и т.д. Ими в частности могут выступать такие вещества как вода, крахмал, пектин, силикатный клей, каолин, гуматы, пестициды, консерванты, агрохимикаты и другие. В частности для устранения неприятного запаха, которым, как правило, обладает микробная биомасса, в композицию можно добавить экстракт хвойный натуральный по ТУ 81-05-97-70 либо пасту хвойную хлорофилло-каротиновую. Существенным условием при использовании наполнителей является сохранение содержания ПГБ, а также макро- и микроэлементов на указанном выше допустимом уровне.
После объединения всех компонентов производится перемешивание и диспергирование антидотной композиции на жерновах, диспергаторе, гомогенизаторе либо другом приспособленном устройстве. Диспергированная готовая антидотная композиция фасуется в потребительскую тару.
После розлива в укупоренную тару из нержавеющей стали, поливинилхлорида, полиэтилена высокого давления, полиэтилен-терефталата или других полимерных материалов антидотная композиция может храниться без потери активности в течение 3 лет при температуре от минус 20°С до +25°С. Как и в прототипе, в композиции «Альбит усовершенствованный» насыщенный раствор макро- и микроэлементов выступает в качестве консерванта.
Благодаря использованию биологической ферментации в процессе производства, антидотная композиция «Альбит усовершенствованный» обладает экологичностью и дешевизной (по данным показателям не уступает прототипу - препарату Альбит и в несколько раз превосходит антидоты, получаемые с помощью химического синтеза). В отличие от химических аналогов, антидотная композиция характеризуется низкой специфичностью и может применяться для защиты широкого спектра сельскохозяйственных растений (кукуруза, лен, овощные, подсолнечник, просо, пшеница озимая и яровая, рапс озимый и яровой, свекла сахарная, ячмень озимый и яровой и другие) от повреждающего действия широкого спектра гербицидов. В частности, как было показано в наших опытах, с композицией могут быть использованы гербициды на основе таких действующих веществ как 2,4-Д (2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота), дикамба, клопиралид, метсульфурон-метил, триасульфурон, трибенурон-метил, флорасулам, тралкоксидим, десмедифам, фенмедифам, трифлусульфурон-метил, этофумезат, хлорсульфурон, амидосульфурон, йодосульфурон-метил, трибенурон-метил, трифлуралин, квизалофоп-П-тефурил, феноксапроп-П-этил, галоксифоп-Р-метил, хизалофоп-П-этил, флуазифоп-П-бутил и других. Эффективность антидотной композиции значительно выше, чем у прототипа (антидотный эффект >50%). Антидотная композиция не снижает эффективность гербицидов против сорняков.
В изобретение также входят способы эффективного применения предложенной композиции.
Для защиты сельскохозяйственных растений (полевых, садовых, овощных, декоративных культур открытого и защищенного грунта) от стрессового воздействия листовых гербицидов (за исключением гербицидов сплошного действия) в баковую смесь с гербицидами добавляют антидотную композицию из расчета 10-1000 мл композиции на гектар посевов (что соответствует 0,01-10 мл композиции на литр рабочей жидкости гербицида).
Эти рекомендации основаны на проведенных нами модельных экспериментах (таблица 2).
Перед посевом антидотной композицией можно обрабатывать семена, всходы которых планируется опрыскивать гербицидом. В этом случае расход композиции должен составлять от 0,01 до 3 литров композиции на тонну семян, причем более высокая дозировка выбирается исходя из экономической целесообразности для более крупносемянных культур (кукуруза, подсолнечник). Для зерновых колосовых культур предпочтительным является использование композиции в дозировке 0,04 л/т семян. При гербицидной обработке культурные растения, выросшие из семян, обработанных антидотом, получают преимущества перед сорняками.
Гербицидный стресс зачастую связан с глубокими физиолого-биохимическими изменениями в клетках растений, наблюдаемыми на протяжении достаточно длительного периода (нарушения синтеза антиоксидантных ферментов, аминокислот, липидов клеточной стенки). Поэтому использование антидотной композиции «Альбит усовершенствованный» дает результаты также и после применения гербицидов. При этом, как показали проведенные нами опыты, защитного эффекта можно ожидать при использовании композиции в течение 1-10 суток после гербицидов. В этом случае антидотную композицию следует применять для опрыскивания растений в ходе самостоятельной обработки в таких же дозировках, как и при сочетании в баковой смеси с гербицидами (Таблица 3).
Химические антидоты, применяемые в настоящее время, способны защищать растения только от стресса, вызываемого гербицидами. В то же время, пестициды других классов, а также листовые подкормки удобрениями также могут оказывать стрессовое воздействие на растения, что приводит к потере урожая. В частности, инсектициды и фунгициды оказывают на растения ретардантный эффект (в том числе снижение всхожести семян), листовые подкормки удобрениями могут вызвать ожоги листьев. Предложенная антидотная композиция способна эффективно бороться и с такими стрессами (таблица 3).
В отношении других классов пестицидов (родентициды, моллюскоциды, репелленты, феромоны, авициды, альгициды, регуляторы роста растений) антидотное действие композиции «Альбит усовершенствованный» на хозяйственно значимом уровне не отмечено.
Увеличение дозировки пестицидов по сравнению с рекомендованной ведет к увеличению и их стрессового действия на растения. Между тем, зачастую такое повышение настоятельно необходимо в условиях эпифитотийного распространения вредных объектов. Совместное использование пестицида с антидотной композицией в этом случае способно минимизировать стресс. Как было установлено в наших специальных опытах, для всех испытанных пестицидов сочетание с «Альбитом усовершенствованным» позволяет повышать дозировки минимум на 1/3 без угнетения растений. Аналогично, нами было установлено, что при снижении расхода пестицидов на величину до 1/3 от рекомендуемой нормы их стрессовое воздействие сохраняется. При этом, антидотная композиция способна компенсировать снижение хозяйственной эффективности пестицидов, сохраняя урожайность на уровне не ниже исходного (полная норма внесения пестицида). Эти результаты иллюстрируются данными таблицы 4.
Как видно из таблицы, антидотный эффект композиции при увеличении дозировки пестицида растет, благодаря чему урожайность маслосемян рапса в вариантах с композицией остается на уровне варианта с применением 100% дозировки инсектицида (20,0 ц/га), несмотря на ретардантный эффект повышенных дозировок. После повышения дозы препарата свыше 130% от нормы, несмотря на рост антидотного эффекта композиции, уровень урожайности варианта со 100% дозой пестицида не достигается. При снижении дозировки пестицида в пределах 1/3 нормы расхода антидотный эффект композиции практически не снижается и также компенсирует уменьшение урожайности.
Поскольку дозировки пестицидов часто на практике завышаются или занижаются, данная способность композиции повышает возможности практического использования изобретения.
Проведенные специальные токсикологические исследования по острой и хронической токсичности установили, что изменения, внесенные в «Альбит усовершенствованный» по сравнению с прототипом (препарат «Альбит») не привели к повышению токсичности композиции, которая так же как и прототип, принадлежит к 4 классу опасности. В опытах установлена высокая эффективность композиции на широком круге сельскохозяйственных растений при сочетании с различными гербицидами и другими пестицидами, причем антидотный эффект композиции проявляется уже при сверхнизких (в сравнении с аналогами) дозировках 10 мл/га.
Таким образом, предложенная антидотная композиция отличается от аналогов экологичностью, низкими нормами расхода, низкой специфичностью при сочетании с различными видами сельскохозяйственных культур и пестицидов, а также высоким антидотным эффектом.
Осуществление изобретения иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1
Для получения основной антидотной композиции проводят культивирование микробных культур Bacillus megaterium PC22, Pseudomonas aureofaciens BKM В 1973Д, Cephaliophora tropica D1 в биореакторе.
Посевными культурами указанных микроорганизмов инокулируют ферментеры рабочим объемом 500 л. Микробные культуры выращивают при 28°С в периодической культуре, с контролем pH и pO2, в условиях интенсивной аэрации с подпиткой согласно общепринятым методикам для аэробных микроорганизмов (16). Гриб Cephaliophora tropica D1 выращивают на среде следующего состава: соевая мука 50 г/л, сухое молоко 10 г/л, сахароза 40 г/л, раствор микроэлементов (полный набор) - 1 мл/л, до середины стационарной фазы роста (накопление сухой биомассы 10-20 г/л). Выросшую биомассу гриба выдерживают в течение 10 часов при температуре 60°С. Полученный автолизат грибной биомассы используют для подпитки при культивировании бактерий. При культивировании бактерий используется столько грибного автолизата, сколько необходимо для подпитки исходя из стандартных методик (16).
Бактерии Bacillus megaterium PC22 выращивают на среде следующего состава: (NH4)2Cl2 15,0 г/л, K2HPO4 4,0 г/л, соевая мука 20 г/л, 1 М раствор MgSO4 1 мл/л, раствор микроэлементов 1 мл/л, сахароза 60 г/л. Подтитровку осуществляют 0,1 н раствором аммиака. Осуществляют подпитку автолизатом гриба С. tropica D1 в автоматическом режиме. Культивируют в течение 20 часов, до начала стационарной фазы роста культуры (титр примерно 1010 клеток/мл, содержание ПГБ 1,50 мас.%). Количество ПГБ здесь и далее определяют гравиметрическим методом (17), который учитывает поли-бета-гидроксимасляную кислоту вместе с сополимерами поли-гидроксиалканатами.
Бактерии Pseudomonas aureofaciens BKM В 1973Д выращивают на среде следующего состава: K2HPO4 1,0 г/л, KH2PO4 0,3 г/л, NH4Cl 0,5 г/л, молоко сухое 20 г/л, соевая мука 20 г/л, раствор микроэлементов 1 мл, сахароза 10 г/л. Осуществляют подпитку автолизатом С. tropica D1 в автоматическом режиме. Культивируют в течение 20 часов до начала стационарной фазы роста культуры (титр примерно 1010 клеток/мл, содержание ПГБ 0,4 мас.%).
После окончания культивирования суспензии Pseudomonas aureofaciens BKM В 1973Д и Bacillus megaterium PC22 выдерживают в биореакторах в течение 10 часов при температуре 60°С и получают по 367,8 кг гидролизата каждой из бактерий. О факте гидролиза судят по лизису клеточных стенок микроорганизмов при микроскопировании.
Гидролизаты (всего 735,6 кг) тщательно смешивают до образования равномерной суспензии. Добавляют источники макро- и микроэлементов: карбамид 78,4 кг, NaH2PO4 101,4 кг, KCl 33,2 кг, MgCl2 11,8 кг, FeSO4 39,5 кг. Общее количество данных химикатов на партию составляет 264,4 кг, после смешивания с гидролизатами получают 1000 кг композиции.
В финальной композиции содержится азота (валовый N) 3,6 мас.%, фосфора (валовое содержание в пересчете на P2O5) 6,0 мас.%, калия (валовое содержание в пересчете на K2O) 2,1 мас.%, магния (валовое содержание в пересчете на MgO) 0,5 мас.%, серы (валовое содержание в пересчете на SO4) 2,5 мас.%. Биополимер поли-бета-гидроксимасляная кислота содержится в финальной композиции в количестве 0,70 мас.%.
Аналогичным образом готовятся дополнительные композиции с использованием только гидролизата Bacillus megaterium PC22 (735,6 кг на композицию) и только Pseudomonas aureofaciens BKM В 1973Д (735,6 кг на композицию). Содержание ПГБ в полученных гидролизатах составляет 1,1% и 0,3% соответственно.
После объединения всех компонентов производится перемешивание и диспергирование антидотной композиции на гомогенизаторе. Разные варианты антидотных композиций хранятся при температуре от минус 20°С до +25°С. Рабочий раствор композиций используется для защиты сельскохозяйственных растений от пестицидного стресса.
Пример 2
Антидотная композиция готовится как в примере 1 (основная) с тем отличием, что бактерии Bacillus megaterium и Pseudomonas aureofaciens культивируются совместно в составе ассоциации, что обеспечивает более высокий выход ПГБ.
Для получения антидотной композиции проводят культивирование микробных культур Bacillus megaterium PC2, Pseudomonas aureofaciens H16, Cephaliophora irregularis AGR-1 в биореакторе.
Посевными культурами указанных микроорганизмов инокулируют ферментеры рабочим объемом 500 л. Микробные культуры выращивают при 28°С в периодической культуре, с контролем рН и pO2, в условиях интенсивной аэрации с подпиткой согласно общепринятым методикам для аэробных микроорганизмов (16).
Гриб Cephaliophora irregularis AGR-1 выращивают на среде следующего состава: соевая мука 50 г/л, сухое молоко 10 г/л, сахароза 40 г/л, раствор микроэлементов (полный набор) - 1 мл/л, до середины стационарной фазы роста (накопление сухой биомассы 10-20 г/л). Выросшую биомассу гриба выдерживают в течение 5 часов при температуре 50°С. Полученный автолизат грибной биомассы используют для подпитки при культивировании бактерий. Используется столько грибного автолизата, сколько необходимо в качестве источника углерода и энергии согласно стандартным методикам (16).
Ассоциацию бактерий Bacillus megaterium PC2 и Pseudomonas aureofaciens H16 выращивают на среде следующего состава: (NH4)2Cl2 15,0 г/л, K2HPO4 4,0 г/л, соевая мука 20 г/л, 1 М раствор MgSO4 1 мл/л, раствор микроэлементов (полный набор) 1 мл/л, сахароза 60 г/л. Подтитровку осуществляют 0,1 н. раствором аммиака. Осуществляют подпитку автолизатом гриба Cephaliophora irregularis AGR-1 в автоматическом режиме. Культивируют в течение 25 часов, до середины стационарной фазы роста культуры (титр каждой из бактерий примерно 1011 клеток/мл, содержание ПГБ в суспензии 3,08 мас.%).
После окончания культивирования суспензию бактерий выдерживают в биореакторе в течение 5 часов при температуре 50°С и получают гидролизат. О факте гидролиза судят по лизису клеточных стенок микроорганизмов при микроскопировании.
Берут 146,1 кг гидролизата и добавляют в него источники макро- и микроэлементов: карбамид 335,5 кг, NaH2PO4 172,4 кг, KCl 126,6 кг, MgCl2 113,4кг, FeSO4 106,0 кг. Общее количество данных химикатов на партию составляет 853,9 кг, его смешивают с 146,1 кг гидролизата и получают 1000 кг композиции.
В результате в композиции содержится: азот (валовый N) 15,4 мас.%, фосфор (валовое содержание в пересчете на P2O5) 10,2 мас.%, калий (валовое содержание в пересчете на K2O) 8,0 мас.%, магний (валовое содержание в пересчете на MgO) 4,8 мас.%, сера (валовое содержание в пересчете на SO4) 6,7 мас.%. Биополимер поли-бета-гидроксимасляная кислота содержится в финальной композиции в количестве 0,45 мас.%.
После объединения всех компонентов производится перемешивание и диспергирование антидотной композиции на гомогенизаторе до равномерного состояния густой пасты. Готовая антидотная композиция «Альбит усовершенствованный» переносится из диспергатора в емкость из нержавеющей стали и далее фасуется в потребительскую тару (бутылки из полиэтилена высокого давления), хранится при температуре от минус 20°С до +25°С. Рабочий раствор композиции используется для защиты сельскохозяйственных растений от пестицидного стресса.
Пример 3
Основная антидотная композиция «Альбит усовершенствованный» готовится аналогично основной композиции по примеру 1 с тем отличием, что суспензия Cephaliophora tropica добавляется к бактериям Bacillus megaterium и Pseudomonas aureofaciens уже после их культивирования. Для получения антидотной композиции проводят культивирование микробных культур Bacillus megaterium РС2, Pseudomonas aureofaciens H16, Cephaliophora tropica D3 в биореакторах.
Посевными культурами указанных микроорганизмов инокулируют ферментеры рабочим объемом 500 л. Микробные культуры выращивают при 28°С в периодической культуре, в условиях аэрации согласно общепринятым методикам для аэробных микроорганизмов (16). Все 3 культуры культивируют на одинаковой среде следующего состава: соевая мука 70 г/л, сахароза 90 г/л, молоко сухое 15 г/л, пептон 25 г/л, поваренная соль 6 г/л, KH2PO4 9 г/л, раствор микроэлементов - 1,5 мл/л, до середины стационарной фазы роста (25 часов). Содержание ПГБ в суспензии В. megaterium составляет 2,18 мас.%, Р. aureofaciens 0,7 мас.%.
Смешивают водорастворимые соли макро- и микроэлементов: аммиачную селитру NH4NO3 257,2 кг, фосфат натрия двузамещенный Na2HPO4 120,0 кг, карбонат калия K2CO3 60,2 кг, ацетат магния Mg(CH3COO)2 21,2 кг, медный купорос CuSO4·5H2O 78,0 кг. В результате получается смесь 536,5 кг солей. Исходя из того, что содержание ПГБ в финальной композиции должно быть не меньше 0,4 мас.%, а на объединенный микробный гидролизат с учетом массы солей должно приходиться 463,5 кг, берут по 173,8 кг каждой из бактериальных суспензий и смешивают с 115,9 кг суспензии гриба С. tropica D3 (треть от суммы суспензий бактерий) и тщательно перемешивают. Объединенную суспензию выдерживают в биореакторе в течение 7 часов при температуре 55°С и получают гидролизат. О факте гидролиза судят по лизису клеточных стенок микроорганизмов при микроскопировании. При добавлении С. tropica менее 1/3 от суммы суспензий бактерий убеждаются в том, что лизис прошел не полностью.
Смешивают 463,5 кг объединенного гидролизата и полученные ранее 536,5 кг солей, получают 1000 кг антидотной композиции. После объединения всех компонентов производится перемешивание и диспергирование антидотной композиции на гомогенизаторе до равномерного состояния. В результате в композиции содержится: азот (валовый N) 9,0 мас.%, фосфор (валовое содержание в пересчете на P2O5) 6,0 мас.%, калий (валовое содержание в пересчете на K2O) 4,1 мас.%, магний (валовое содержание в пересчете на MgO) 0,6 мас.%, сера (валовое содержание в пересчете на SO4) 3,0 мас. %. Биополимер поли-бета-гидроксимасляная кислота содержится в финальной композиции в количестве 0,50 мас.%.
Аналогичным образом готовятся дополнительные композиции с использованием только гидролизата Bacillus megaterium (347,6 кг на композицию) и только Pseudomonas aureofaciens (347,6 кг на композицию). Содержание ПГБ в полученных гидролизатах составляет 0,76% и 0,24% соответственно. Основная и дополнительные композиции используются для защиты сельскохозяйственных растений от пестицидного стресса.
Пример 4
Серию антидотных композиций получают согласно примеру 3 с тем отличием, что вместо Pseudomonas aureofaciens H16 и Bacillus megaterium PC2 для их приготовления используют представительную выборку других штаммов непатогенных бактерий, способных синтезировать ПГБ: Alcaligenes eutrophus, Azospirillum braziliense, Azotobacter chroococcum, Bacillus firmus, Bacillus megaterium, Lactobacillus plantarum. Methyl obacterium organophilum, Pseudomonas aureofaciens, Pseudomonas chlororaphis, Ralstonia eutropha, Rhizobium meliloti, Rhodospirillum rubrum, Rhodococcus jostii, Wausteria eutropha.
Для получения антидотных композиций проводят культивирование вышеперечисленных культур бактерий и гриба Cephaliophora tropica D3 в биореакторах рабочим объемом 500 л. Микробные культуры выращивают в периодической культуре с подпиткой, согласно стандартным методикам и на средах, обычно используемых для культивирования данных микроорганизмов. Например, для Azotobacter chroococcum это стандартная жидкая среда 'Azotobacter broth' следующего состава: сахароза 20 г/л, КН2РО4 0,15 г/л, MgSO4·7Н2О 0,2 г/л, K2HPO4 0,05 г/л, CaCl2 0,02 г/л, Na2MoO4 2 мг/л, FeCl3 1 мг/л, Na2MoO4·2Н2O 1 мг/л. Бактерии и гриб культивируют примерно до середины стационарной фазы роста. Для получения каждой антидотной композиции, как и в предыдущем примере, используют 463,5 кг объединенного гидролизата гриба и бактерий, и 536,5 кг солей.
Испытывают антидотную активность готовых антидотных композиций в полевых опытах на яровой пшенице сорта «Альбидум 188». Опыты проводят в Соль-Илецком районе Оренбургской обл. на южных черноземах Предуралья. Почва - чернозем южный, содержание гумуса 2,3-4%, азота 8-10 мг, фосфора 1,5-3,3 мг, калия 32-37 мг на 100 г почвы. Климат региона резко-континентальный, с холодной зимой и жарким летом. Количество осадков по средним многолетним данным составляет 367 мм, в том числе за май-июль - 83 мм, ГТК этого периода равен 0,44, среднесуточная температура воздуха +20,6°С, относительная влажность воздуха мая - 55%, июня - 57% и июля - 55%. В таких условиях пестицидный стресс наиболее ярко выражен. Агротехника - типичная для южной почвенно-климатической зоны Оренбургской области. Проводится прямой посев семян пшеницы сеялками СЗС-2,1Л в начале мая. Боронование в один след поперек направления рядков средними зубовыми боронами. Норма высева 4 млн всхожих семян на 1 га (140 кг/га). Предшественник - яровая пшеница.
Гербицид, содержащий 100 г/л действующего вещества феноксапроп-П-этила, применяется в дозировке 0,6 л/га в фазу полного кущения с использованием опрыскивателя ОПШ-15. Расход рабочей жидкости 200 л/га. Данный вариант считается контрольным. Опытные варианты - обработка тем же гербицидом, но в смеси с антидотными композициями согласно таблице 5. Площадь опытных делянок составляет (12×400 м) 4800 м2, повторность опытов 4-кратная. Уборка урожая производится в третьей декаде августа комбайном «Sampo-130». Урожайность в контроле составляет 10,5 ц/га. Для каждой делянки (повторности) вычисляется антидотный эффект. Данные обрабатываются статистически с помощью дисперсионного анализа (однофакторный метод).
Результаты опыта представлены в таблице 5.
Из результатов, приведенных в таблице 5, видно, что все композиции, приготовленные в соответствии с примерами 1-4, в составе которых содержание ПГБ превышает 0,4%, по антидотной активности не уступают химическому эталону (мефенпир-диэтил) и качественно превосходят прототип (Альбит). Вид используемых бактерий, использование одного либо двух штаммов, чистых культур либо ассоциаций практически не оказывает влияния на результат (антидотный эффект >50%). Отмеченные закономерности достоверны с Р=95%. Снижения гербицидной активности против комплекса сорной растительности при сочетании гербицида с антидотными композициями не отмечается.
Пример 5
В композиции, приготовленные согласно примерам 1 (основная), 2, 3 (основная), 4 (на основе Azospirillum braziliense и Azotobacter chroococcum), добавляют отдушку водный хвойный экстракт 19,2 кг, либо наполнитель крахмал 10,0 кг, либо прилипатель NaКМЦ, 2,5 кг, либо стерильную дистиллированную воду 100 кг или 100 литров, либо стабилизатор пектин 50,0 кг, либо активатор гумат калия 36,5 кг, либо консервант и фунгицид ТМТД 32,0 кг на 1000 кг композиции. Количество добавок определяется их сельскохозяйственным назначением. При определении содержания ПГБ демонстрируют, что содержание данного биополимера в полученных композициях не снизилось менее 0,4 мас.%. В полевом опыте согласно примеру 4 демонстрируют, что антидотный эффект полученных композиций составляет 67-80%, превосходя химический эталон и прототип, и достоверно не отличается от эффекта данных композиций без добавок.
К 1000 кг композиции, приготовленной согласно примеру 3 (основная), добавляют стерильную дистиллированную воду в количестве 300 кг. Определяют снижение содержания ПГБ до 0,35 мас.% и существенное уменьшение антидотной активности в полевом опыте (с 71% до 24%).
Пример 6
Готовят композицию «Альбит усовершенствованный» как описано в примере 3 (основная композиция). Демонстрируют антидотную активность композиции по защите растений яровой пшеницы от гербицидного стресса. Полевой опыт проводят как описано в примере 4, но посевы во всех вариантах опрыскивают чистым гербицидом на основе феноксапроп-П-этила, а семена в опытных вариантах перед посевом обрабатывают антидотной композицией с нормой расхода 0,01, 1,5 и 3 литров на тонну семян. По результатам уборки урожая отмечают антидотный эффект соответственно 55,7, 65,9 и 52,3 % по сравнению с контролем (гербицидная обработка без обработки семян). Проводят аналогичный опыт, но в качестве гербицида используют гербицид сплошного действия на основе глифосата. Демонстрируют антидотный эффект композиции на уровне 120,5-211,3%. В таких же опытах используют композиции на основе примеров 1 (основная), 2, 4, 5. Демонстрируют, что отличия в антидотном эффекте от композиции на основе примера 3 статистически недостоверны.
Пример 7
Готовят основную композицию «Альбит усовершенствованный» как описано в примере 3. Демонстрируют антидотную активность композиции по защите растений сахарной свеклы от гербицидного стресса.
Опыт проводят в Рамонском районе Воронежской области на делянках ОПХ ВНИИ сахарной свеклы. Агротехника - стандартная рекомендованная для данной зоны. Используют растения гибрида ЛМС-94. Почва - чернозем типичный. Предшественник - озимая пшеница. Повторность вариантов 4-кратная. Площадь опытной делянки - 18 м2. Посев дражированных семян проводится в конце апреля. Растения в контрольном варианте на стадии смыкания ботвы в рядках обрабатывают смесью гербицидов из расчета 168 г/га этофумезата +136,5 г/га десмедифама + 106,5 г/га фенмедифама. Расход рабочей жидкости 300 л/га. В опытных вариантах растения в баковой смеси с гербицидом обрабатывают антидотной композицией в нормах расхода от 1,0 до 1100,0 мл/га.
Урожайность в контроле составляет 167,5 ц/га. Дополнительно закладывают абсолютный контроль с ручной прополкой сорняков. Он позволяет оценить величину потерь урожая от гербицидного стресса (85,3%). Снижения гербицидной активности против комплекса сорной растительности при сочетании гербицида с антидотной композицией не отмечается. По результатам уборки урожая корнеплодов оценивают антидотное действие композиции. Демонстрируют антидотный эффект свыше 50% в диапазоне норм расхода композиции 10-1000 мл на гектар посевов (таблица 2). В таких же опытах используют композиции на основе примеров 1 (основная), 2, 4, 5. Демонстрируют, что отличия в антидотном эффекте от композиции на основе примера 3 статистически недостоверны.
Пример 8
Готовят композицию «Альбит усовершенствованный» как описано в примере 3 (основной). Демонстрируют антидотную активность композиции по защите растений льна-долгунца от гербицидного стресса.
Полевой опыт на растениях сорта «Тверской» проводят в Торжокском районе Тверской области на опытном поле Всероссийского НИИ льна. Почва - дерново-подзолистая среднесуглинистая окультуренная. Размер делянки - 0,5 га, размещение делянок рендомизированное, повторность 4-кратная. Норма высева семян 16 млн/га, посев в середине мая. Предшественник - яровой ячмень. Агротехника опытных делянок стандартная для Волго-Вятского региона. Обработка почвы: осенняя - зяблевая вспашка на глубину пахотного слоя, весенняя - культивация, боронование, прикатывание. Экстремальные метеоусловия в период проведения опыта не отмечаются.
Закладываются следующие варианты:
1) Абсолютный контроль - ручная прополка;
2) Контроль - обработка посевов в фазе «елочки» льна гербицидами из расчета 7,9 г/га калиевой соли хлорсульфурона + 100 г/га хизалофоп-П-этила;
3) Опытные варианты - обработка посевов антидотной композицией «Альбит усовершенствованный» 70 мл/га в баковой смеси с гербицидами и после гербицидной обработки.
Уборка урожая осуществляется в конце августа. Способ уборки и учета урожая культуры: ручное теребление льна и вязка в снопы, сушка снопов, обмолот, очистка семян; учет урожая с пересчетом массы продукции после взвешивания на 100%-ную чистоту и 19%-ную влажность льносоломы.
Урожайность льносоломы в контроле составляет 21,5 ц/га. Сравнение абсолютного контроля с контролем позволяет оценить величину потерь урожая из-за пестицидного стресса - 67,2%. Антидотная композиция практически полностью его компенсирует.
Использование антидотной композиции не снижает эффективности гербицидов против комплекса сорной растительности (торица полевая, марь белая, пикульник, горец, ромашка, пастушья сумка обыкновенная, аистник цикутолистный, фиалка трехцветная, бодяк щетинистый, осот полевой, пырей ползучий, просо куриное, хвощ полевой) и она во всех опытных вариантах остается на уровне 88-92%.
Результаты опыта представлены в таблице 6.
Как следует из результатов опыта, эффективность композиции при ее использовании после применения гербицидов практически не уступает опрыскиванию в баковой смеси с гербицидами. Оптимальные результаты достигаются при использовании композиции в течение 10 суток после применения гербицидов.
В таких же опытах используют композиции на основе примеров 1 (основная), 2, 4, 5. Демонстрируют, что отличия в антидотном эффекте от композиции на основе примера 3 статистически недостоверны.
Пример 9
Готовят композицию «Альбит усовершенствованный» как описано в примере 3. Демонстрируют активность композиции по защите сельскохозяйственных растений от стрессового воздействия различных классов пестицидов.
Серию опытов проводят в Рамонском районе Воронежской области на опытном поле Всероссийского НИИ защиты растений. Агротехника - стандартная рекомендованная для данной зоны. Используют яровую пшеницу сорта «Дарья», пшеницу озимую сорта «Безенчукская 380», яровой ячмень сорта «Приазовский 9», рапс яровой сорта «Ратник». Почва - чернозем типичный. Предшественник - озимая пшеница. Повторность 4-кратная, размер делянок 10×10 м2, размещение рандомизированное. Методика проведения эксперимента стандартная для деляночных опытов (18).
Опыт на огурцах защищенного грунта гибрида «Атлет» закладывают в СХПК «Тепличный» г. Липецк. Почва - почвенный грунт легкого механического состава с содержанием гумуса 6,8%, pH=7,1%. Предшественник - томаты. Обработка почвы - глубокое рыхление, пропаривание, предпосевное культивирование и фрезерование. Удобрения - навоз 30 т/га, NPK 120 кг/га. Мероприятия по уходу за посевами - принятая в хозяйстве технология.
Для борьбы с вредными объектами (сорняки, болезни, членистоногие, нематоды) в опытах используют гербицид (из расчета 144 г/га дикамбы кислоты + 600 г/га 2,4-Д диметиламинная соль), фунгицид (дифеноконазол 30 г/т + ципроконазол 6,3 г/т), инсектицид (бета-циперметрин 25 г/га), акарицид (лямбда-цигалотрин 7,5 г/л), нематицид (аверсектин С 0,4 г/м2), а также внекорневую подкормку мочевиной (25 кг/га в физическом весе). Все препараты применяются в соответствии с утвержденными регламентами применения (14). Расход рабочей жидкости при обработке семян составляет 10 л/т, посевов - 300 л/га.
Контролем служит вариант с обработкой пестицидом или агрохимикатом, опытные варианты - к контролю добавлена обработка антидотной композицией из расчета 50 мл/га (либо 50 мл/т семян).
Дополнительно закладывают абсолютный контроль с нехимическим устранением вредных объектов (ручная прополка сорняков, феромонные ловушки для насекомых, пропаривание почвы). Он позволяет оценить величину потерь урожая от пестицидного стресса (50-140% в зависимости от культуры), а также ростстимулирующую активность антидотной композиции (прибавка урожая на фоне абсолютного контроля). Последняя значительно ниже антидотной активности и составляет от 5 до 17%.
Результаты опыта, представленные в таблице 3, свидетельствуют о способности композиции «Альбит усовершенствованный» компенсировать фитотоксическое действие разных классов пестицидов и агрохимикатов.
Пример 10
Готовят основную композицию «Альбит усовершенствованный» как описано в примере 3. Демонстрируют активность композиции по защите растений рапса от стрессового воздействия инсектицида.
Опыт закладывают на опытном поле ВНИИ биологической защиты растений (г. Краснодар). Почва - чернозем выщелоченный, сверхмощный малогумусный (3,2-4,5% в пахотном слое). Обработка почвы: осенью - зяблевая вспашка, весной - культивация. Размер делянок 8×8 м2, размещение рандомизированное, повторность 4-кратная.
Культура: яровой рапс сорта «Таврион». Норма высева семян 5 кг/га, посев в 3 декаде апреля. Предшественник - озимая пшеница. Уборка урожая малогабаритным комбайном марки «Hege», взвешивание на весах ВТЦ-10.
В контрольных вариантах обработка инсектицидом (из расчета 7,5 г/га дельтаметрина или 30 г/га препаративной формы при 100% норме расхода) проводится двукратно в фазы стеблевания и начала цветения. В опытных вариантах к инсектициду добавляется «Альбит усовершенствованный» в дозировке 60 мл/га. Варьируются концентрации инсектицида от 10 до 180% от рекомендованной нормы. Для обработки используется ручной опрыскиватель ОПР-10, расход рабочей жидкости 300 л/га.
Результаты опыта, представленные в таблице 4, свидетельствуют о том, что при снижении или повышении расхода инсектицида в пределах 1/3 нормы за счет антидотной активности композиция способна поддерживать урожайность на уровне варианта со 100% дозировкой инсектицида.
Параллельно по такой же схеме проводится опыт по обработке рапса гербицидом (150 г/га флуазифоп-П-бутила при 100% дозировке) совместно с антидотной композицией. Получают аналогичные результаты.
В таких же опытах используют композиции на основе примеров 1 (основная), 2, 4, 5. Демонстрируют, что отличия в антидотном эффекте от композиции на основе примера 3 статистически недостоверны.
Список использованной литературы
1. Маханькова Т.А., Кириленко Е.И., Голубев А.С. Ассортимент гербицидов для зерновых культур. Защита и карантин растений, №3, 2011, с.16-18.
2. Parker С. Herbicide Antidotes - A Review. Pesticide Science, V. 14, 1983, p.40-48.
3. Игнатенко В.А. Выбор пестицидов для сои: здесь нельзя ошибаться. «Поле Августа», №4, 2005, с.5-6.
4. Подземельных В.А. «Пума Супер», но фальшивая. Защита и карантин растений, №3, 2007, с. 8-9.
5. Питина М.Р., Познанская Н.Л., Промоненков В.К., Швецов-Шиловский Н.И. Современный уровень и перспективные направления защиты сельскохозяйственных культур от нежелательных последствий применения гербицидов. Агрохимия, №4, 1986, с.107-136.
6. Hatzios K.K. Crop Safeners for Herbicides: Development, Uses, and Mechanisms of Action (Ed. R.E. Hoagland). Academic Press, 1988. 377 p.
7. Познанская Н.Л. Антидоты для растений. Химическая энциклопедия в 5 т. (Гл. ред. И.Л. Кнунянц). М.: Советская энциклопедия, 1988, Т.1, с.177.
8. Чеснюк А.А., Михайличенко С.Н., Фирганг С.И., Котляров Н.С., Заплишный В.Н., Стрелков В.Д., Патент RU 2277334 С2, 15.09.2004.
9. Saupe Т., Kast J., Misslitz U., Hagen H., Nilz G., Pfister J., Walter H., Landes A., EP 0456090 (A2), 13.11.1991.
10. Feucht D., Dahmen P., Drewes M.W., Pontzen R., Andree R., Linker K. - H., EP 1743527 (A2), 17.01.2007.
11. Буркхардт У., Солиман Р., Тепфль В., Вэспе Х. - Р., Патент RU 2060006 С1, 13.04.1990.
12. 3лотников А.К, Злотникова И.К., Санцевич Н.И., Мельников В.А., Патент RU 2147181 С1, 07.09.1999.
13. Гамуев В.В., Рябчинский А.В., Злотников А.К., Шуляковская Л.Н., Апасов И.В. Альбит в качестве антидота при использовании с гербицидами. Защита и карантин растений, №7, 2007, с.25-26.
14. Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. 2012 год. Приложение к журналу «Защита и карантин растений». М., 2002, 580 с.
15. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. Пер. с англ. М.: Мир, 2002, 589 с.
16. Перт С.Д. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. М.: Мир, 1978, 332 с.
17. Kofronova О., Ptackova L., Chaloupka J. Poly(3-hydroxybutyrate) granules of Bacillus megaterium. Folia Microbiologica, V.39(2), 1994, p.166-167.
18. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1973, 332 с.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ | 2008 |
|
RU2421291C2 |
| ПРЕПАРАТ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЯ РАСТЕНИЙ И ЗАЩИТЫ ИХ ОТ БОЛЕЗНЕЙ | 1999 |
|
RU2147181C1 |
| СЕЛЕНСОДЕРЖАЩИЙ ПРЕПАРАТ ДЛЯ ЖИВОТНОВОДСТВА | 2010 |
|
RU2422043C1 |
| БИОПРЕПАРАТ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ РАСТЕНИЙ И ЗАЩИТЫ ИХ ОТ БОЛЕЗНЕЙ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 2018 |
|
RU2758787C2 |
| Органо-минеральное удобрение с ростостимулирующими свойствами | 2020 |
|
RU2731730C1 |
| Способ защиты шмелей от токсического действия митохондриально-направленных пестицидов | 2019 |
|
RU2728447C1 |
| СЕЛЕНСОДЕРЖАЩИЙ КОМПЛЕКС МИКРОЭЛЕМЕНТОВ | 2011 |
|
RU2473680C2 |
| СПОСОБ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ | 2014 |
|
RU2572342C1 |
| Штамм эндомикоризного гриба Rhizophagus intraradices и микробиологическое удобрение на его основе | 2024 |
|
RU2826882C1 |
| БИОПРЕПАРАТ АГАТ-25К ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЯ РАСТЕНИЙ | 1996 |
|
RU2111196C1 |
Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству Предложена антидотная композиция, состоящая из биомассы Bacillus megaterium, Pseudomonas aureofaciens либо других непатогенных бактерий, содержащих биополимер поли-бета-гидроксимасляную кислоту в количестве не менее 0,4 мас.% в расчете на финальную композицию, гидролизованной с помощью микромицетов рода Cephaliophora при температуре 50-60°С, а также определенного набора макро- и микроэлементов: азот (валовый N) 3,6-15,4 мас.%, фосфор (валовое содержание в пересчете на P2O5) 6,0-10,2 мас.%, калий (валовое содержание в пересчете на K2O) 2,1-8,0 мас.%, магний (валовое содержание в пересчете на MgO) 0,5-4,8 мас.%, сера (валовое содержание в пересчете на SO4 2-) 2,5-6,7 мас.%. Изобретение включает также способы эффективного использования данной композиции в практике растениеводства в качестве антидота для защиты сельскохозяйственных растений от стрессового воздействия гербицидов и других химических пестицидов. Предложенная композиция обладает экологичностью, низкими нормами расхода, низкой специфичностью при сочетании с различными видами сельскохозяйственных культур и пестицидов, высоким антидотным эффектом. Композиция позволяет сохранить свыше 50% урожая сельскохозяйственных растений при использовании высокотоксичных пестицидов. 7 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 табл., 10 пр.
1. Антидотная композиция для защиты сельскохозяйственных растений от стрессового действия пестицидов и агрохимикатов, состоящая из следующих составных частей: смесь приемлемых с сельскохозяйственной точки зрения водорастворимых соединений макро- и микроэлементов: азот (валовый N) 3,6-15,4 мас.%, фосфор (валовое содержание в пересчете на P2O5) 6,0-10,2 мас.%, калий (валовое содержание в пересчете на K2O) 2,1-8,0 мас.%, магний (валовое содержание в пересчете на MgO) 0,5-4,8 мас.%, сера (валовое содержание в пересчете на 
) 2,5-6,7 мас.%, гидролизаты бактерий Pseudomonas aureofaciens и Bacillus megaterium в количестве не менее 0,4 мас.% бактериального биополимера поли-бета-гидроксимасляной кислоты (включая сополимеры) в расчете на конечную композицию, характеризующаяся тем, что при культивировании указанных бактерий в биореакторе в качестве подпитки используется автолизат грибной культуры Cephaliophora tropica, а по завершении культивирования суспензия бактерий для получения гидролизата выдерживается в течение 5-10 часов при температуре 50-60°C.
2. Антидотная композиция согласно п.1, для получения которой используется ассоциация (совместно выращенная культура) Bacillus megaterium и Pseudomonas aureofaciens.
3. Антидотная композиция для защиты сельскохозяйственных растений от стрессового действия пестицидов и агрохимикатов, состоящая из следующих составных частей: смесь приемлемых с сельскохозяйственной точки зрения водорастворимых соединений макро- и микроэлементов: азот (валовый N) 3,6-15,4 мас.%, фосфор (валовое содержание в пересчете на P2O5) 6,0-10,2 мас.%, калий (валовое содержание в пересчете на K2O) 2,1-8,0 мас.%, магний (валовое содержание в пересчете на MgO) 0,5-4,8 мас.%, сера (валовое содержание в пересчете на ) 2,5-6,7 мас.%, суспензии бактерий Bacillus megaterium и Pseudomonas aureofaciens в количестве не менее 0,4 мас.% бактериального биополимера поли-бета-гидроксимасляной кислоты (включая сополимеры) в расчете на конечную композицию, суспензия грибной культуры Cephaliophora tropica (не менее трети от суммы бактериальных суспензий), характеризующаяся тем, что после завершения культивирования перед смешиванием с макро- и микроэлементами суспензии всех трех микробных штаммов объединяются и выдерживаются в течение 5-10 часов при температуре 50-60°C.
4. Антидотная композиция для защиты сельскохозяйственных растений от стрессового действия пестицидов и агрохимикатов, состоящая из следующих составных частей: смесь приемлемых с сельскохозяйственной точки зрения соединений макро- и микроэлементов: азот (валовый N) 3,6-15,4 мас.%, фосфор (валовое содержание в пересчете на P2O5) 6,0-10,2 мас.%, калий (валовое содержание в пересчете на K2O) 2,1-8,0 мас.%, магний (валовое содержание в пересчете на MgO) 0,5-4,8 мас.%, сера (валовое содержание в пересчете на ) 2,5-6,7 мас.%, биомасса любых чистых либо смешанных культур непатогенных бактерий - продуцентов поли-бета-гидроксимасляной кислоты, в количестве не менее 0,4 мас.% поли-бета-гидроксимасляной кислоты (включая сополимеры) в расчете на конечную композицию, характеризующаяся тем, что при культивировании указанных бактерий в биореакторе в качестве подпитки используется биомасса культуры гриба рода Cephaliophora, либо данная биомасса добавляется в композицию после культивирования бактерий.
5. Антидотная композиция согласно любому из пп.1-4, в состав которой добавлены любые приемлемые с сельскохозяйственной точки зрения наполнители, служащие для усиления и стабилизации эффекта, лучшего прилипания к растениям, устранения расслоения композиции, устранения неприятного запаха и другие, при условии сохранения содержания поли-бета-гидроксимасляной кислоты (включая сополимеры) в количестве не менее 0,4% от общей массы композиции.
6. Способ защиты сельскохозяйственных растений от стрессового воздействия гербицидов, заключающийся в том, что растения, которые обрабатывают гербицидами, выращивают из семян, предварительно обработанных антидотной композицией по любому из пп.1-5, из расчета 10-3000 мл композиции на тонну семян.
7. Способ защиты сельскохозяйственных растений от стрессового воздействия гербицидов (за исключением гербицидов сплошного действия), заключающийся в том, что в баковую смесь с гербицидами добавляют антидотную композицию по любому из пп.1-5, из расчета 10-1000 мл композиции на гектар посевов, либо данной композицией, из расчета 10-1000 мл композиции на гектар посевов, опрыскивают посевы после применения гербицидов.
8. Способ защиты по п.7, характеризующийся тем, что антидотную композицию применяют для опрыскивания растений в ходе самостоятельной обработки в течение 10 суток после применения гербицидов.
9. Способ защиты сельскохозяйственных растений от стрессового воздействия пестицидов и агрохимикатов различных классов, включающий обработку растений либо семян растений антидотной композицией по любому из пп.1-5, в дозировке 10-3000 мл композиции на тонну семян либо 10-1000 мл композиции на гектар посевов, в условиях, когда стрессовым фактором для растений выступают гербициды, фунгициды, инсектициды, акарициды, нематициды либо листовые подкормки удобрениями.
10. Способ защиты сельскохозяйственных растений от стрессового воздействия пестицидов и агрохимикатов различных классов, включающий обработку растений антидотной композицией по любому из пп.1-5 в дозировке 10-3000 мл композиции на тонну семян либо 10-1000 мл композиции на гектар посевов, в условиях, когда стрессовым фактором для растений выступают гербициды, фунгициды, инсектициды, акарициды, нематициды либо листовые подкормки удобрениями, характеризующийся тем, что при использовании антидотной композиции расход пестицидов и агрохимикатов может быть снижен либо увеличен в пределах одной трети рекомендованной дозировки без снижения урожайности.
| ПРЕПАРАТ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЯ РАСТЕНИЙ И ЗАЩИТЫ ИХ ОТ БОЛЕЗНЕЙ | 1999 |
|
RU2147181C1 |
| ГАМУЕВ В.В | |||
| и др | |||
| Альбит в качестве антидота при использовании с гербицидами, Защита и карантин растений, N7, 2007, стр.25-26 | |||
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕПАРАТА ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН И ВЕГЕТИРУЮЩИХ РАСТЕНИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР, ПЛОДОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ И ЯГОДНЫХ КУСТАРНИКОВ | 2001 |
|
RU2216173C2 |
| СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПЛОДОВЫХ КУЛЬТУР ОТ ГРИБНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ | 2009 |
|
RU2386241C1 |
