ПРЕПАРАТ ДЛЯ ПРОТРАВЛИВАНИЯ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР Российский патент 2023 года по МПК A01N61/02 A01N31/00 A01N25/02 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для приготовления составов для обработки семян.

Яровой ячмень является одним из основных продовольственных, кормовых и технических культур с большим количеством достоинств. Ведущее место в мире по возделыванию ярового ячменя занимает Российская Федерация, несмотря на достаточно высокое сокращение площадей под данной культурой.

Можно выделить несколько причин низкой урожайности ярового ячменя, но одна из главных - это неблагоприятная фитосанитарная обстановка, складывающаяся в начальные этапы развития растений в агрофитоценозах. Нестабильная фитосанитарная обстановка, вызванная размножением вредителей и болезней и вызываемыми им повреждениями способна существенно снизить качество зерна и урожайность. Отмечается, что ежегодно в стране от болезней пропадает около 20-30 млн. т зерна, а партий семян без присутствия патогенных организмов практически не существует [Хазиев А.З., Зайцева Т.В., Хакимуллина Ф.М. Роль протравливания семян в борьбе с корневыми гнилями // Защита и карантин растений. 2015. - №3. - С. 20-23. (1)].

На яровом ячмене регистрируется большое количество заболеваний, наиболее вредоносными считаются гельминтоспориозная и фузариозная корневые гнили [Торопова Е.Ю., Глинушкин А.П., Селюк М.П. и др. Развитие почвенных инфекций у яровой пшеницы и ячменя под влиянием гидротермических стрессов в условиях лесостепи Западной Сибири и Зауралья // Российская сельскохозяйственная наука. 2018. - №2. - С. 25-29. (2)]. По данным ряда авторов [Шпанев A.M., Лаптиев А.Б. Фитосанитарная обстановка в посевах зерновых культур на юго-востоке ЦЧЗ // Зерновое хозяйство России. - 2012. -№5. - С. 65-69. (3); Шешегова Т.К., Щеклеина Л.М. Зависимость развития корневых гнилей зерновых культур от погодных условий и сорта // Защита и карантин растений. 2016. - №10. - С. 17-19. (4)] данные болезни наиболее часто наблюдается на посевах ячменя при оценке фитосанитарного состояния полей, занятых культурой.

Возбудители корневых гнилей (Bipolaris sorokiniana) поражают растения на протяжении всего периода роста, начиная с самых ранних этапов онтогенеза. На ранних этапах поражения происходит гибель всходов на посевах и их изреженность, затем на более поздних этапах проявляется невыколашивание побегов, щуплость зерна или пустоколосица. Продуктивность растений напрямую зависит от степени поражения растений заболеванием и может еще более сильно усугубиться неблагоприятными факторами среды, которые способны вызвать еще более сильное проявление корневых гнилей. Воздействие заболевания напрямую влияет на изреженность посевов, а на более поздних этапах развития воздействует на такие показатели, как число зерен в колосе, массу зерна с колоса и массу 1000 семян [Сидоров А.А. Корневые гнили зерновых культур (этиология, патогенез, сортоустойчивость, защита от болезней): автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук, - Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева. - Москва, 2003 - 36 с. (5)].

По результатам проведенных опытов [Григорьев М.Ф. Типы корневых гнилей зерновых культур и патогенные комплексы их возбудителей в центральном Нечерноземье России / М. Ф. Григорьев // Известия Тимирязевской сельскохозяйственнойной академии. 2019. - №6. - С. 87-100. (6)]. корневые гнили, могут быть вызваны различным комплексом патогенных организмов, даже тех, что не были отмечены ранее, а также доказано, что вредоносность их напрямую будет зависеть от видового соотношения патогенов. В период вегетации на корнях ячменя могут паразитировать фитопатогенные микромицеты из рода Fusarium Link и Bipolaris sorokiniana. В ходе учетов было установлено, что по мере развития культурного растения развитие болезни увеличивалось в 2-3 раза и к окончанию вегетации составляло примерно 53% [Багинова И.В., Соболев В.А., Цыбиков Б.Б. Зараженность семян зерновых культур корневыми гнилями в Бурятии // В сборнике: Актуальные вопросы развития аграрного сектора Байкальского региона материалы научно-практической конференции, посвященной Дню российской науки. ФГБОУ ВО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Р. Филиппова». - 2019. - С. 28-32. (7)].

Ряд авторов [Лапина В.В., Смолин Н.В. Защита яровых зерновых культур от корневых гнилей. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2014. - 268 с. (8); Шешегова Т.К. Анализ фитосанитарного состояния почвы яровых зерновых культур в кировской области (аналитический обзор) // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2015. - №5 (48). - С. 10-14. (9)] обращает внимание на зависимость динамики распространения корневых гнилей от погодных условий. Высокие температуры более 25°С способствуют развитию данной болезни на посевах ярового ячменя, а также большое влияние оказывает степень пораженности семенного материала, присутствия инфекционного микроорганизмов в почве, запасов влаги в почве.

Ряд авторов [Иванченко Т.В., Игольникова И.С. Действие химических средств и баковых смесей, влияющих на растения ячменя ярового и на вредоносность патогенов в условиях нижнего Поволжья // Научно-агрономический журнал. - 2018. - №1 (102). - С. 39-42. (10)] при анализе опытных образцов зерновых культур выявили, что все партии заражены корневыми гнилями, а общий процент зараженности составил 61%. Авторы отмечают, что самым эффективным способом защиты ярового ячменя является химический метод защиты, так как применение протравителей и их баковых смесей способствует наилучшему снижению распространения инфекции.

В тоже время в современном сельском хозяйстве биопрепараты, в том числе и протравители начинают занимать все более широкие позиции, особенно в связи с выращиванием экологически чистой (органической) продукции [Морозов Д.О. Биологизированная система защиты зерновых культур // АгроСнабФорум. - 2015. - №5(133). - С.33. (11); Игольникова Л.В. Биотехнология выращивания полевых культур // Научно-агрономический журнал. - 2019. - №1(104). - С. 31-37. (12); Емелев С.А. Активность биологических протравителей семян на яровом ячмене // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2020. - №9(191). - С. 5-10. (13)].

Наиболее экономически выгодным и эффективным агротехническим, а также достаточно экологически безопасным способом защиты яровых зерновых является применение фунгицидных препаратов. Благодаря применению фунгицидов обеспечивается защита растений от целого комплекса болезней. Стоит также отметить, что в настоящее время активно в качестве протравителей используют биопрепараты, способные значительно сократить расходы и уменьшить пестицидную нагрузку на окружающую среду [Щербаков А. В. Будущее - за биологизированным земледелием // АгроФорум. - 2022. - №1. - С. 14-15. (14)].

Известен фунгицид беномил (фундазол), применяемый для протравливания семян пшеницы, ячменя, овса, ржи, риса, проса и др. культур при нормах расхода 1-1,5 кг/т [Мельников Н.Н. и др. Пестициды и регуляторы роста растений. Справочник. М.: Химия, 1995 г. С. 219. (15)].

Известен фунгицид карбоксин (витавакс), используемый для протравливания семян зерновых культур в борьбе с пыльной головней и др. заболеваниями при нормах расхода 1,5-2,6 кг/т [Мельников Н.Н. и др. Пестициды и регуляторы роста растений. Справочник. М.: Химия, 1995 г. С. 251-252. (16)].

Известен состав для обработки семян [Патент РФ 1467805, Опубл. 23.02.1991. (17)], содержащий активный ингредиент и вспомогательные вещества, включая диспергатор, в качестве которого он содержит концентрат сульфитно-спиртовой барды (КССБ) в количестве 6,0-7,0 мас. %.

Недостатком известных препаратов является то, что они представлены в формах смачивающихся порошков и водных суспензий, которые становятся нестабильными при хранении, происходит агломерация твердых частиц, в результате чего снижается удерживаемость фунгицида на поверхности семян, требуется увеличение дозы активного ингредиента. Кроме того, данные препараты недостаточно эффективны в отношении ряда возбудителей болезней зерновых культур.

В последние годы особый интерес у физиологов растений и агрономов вызывают тритерпеновые соединения, которые в эволюционном аспекте являются наиболее древними регуляторами роста и развития растений [Кинтя П.К., Фадеев Ю.М., Акимов Ю.А. Терпеноиды растений / П.К Кинтя, - Кишинев: Штиинца, 1990. - 152 с. (18)].

Интерес к данной группе соединений обусловлен широким спектром их действия на растения, возможностью направлено регулировать отдельные этапы роста и развития с целью мобилизации потенциальных возможностей растительного организма, и, следовательно, использовать их в качестве стимуляторов для повышения урожайности качества сельскохозяйственной продукции.

Задача изобретения - повышение дисперсности рабочих жидкостей, улучшение удерживаемости фунгицидов на поверхности семян, увеличение биологической активности фунгицидов, увеличение урожайности культур.

Препарат для протравливания семян зерновых культур характеризуется тем, что семена яровых зерновых культур опрыскивают 0,01% водным раствором препарата, состоящего из 30% соснового дегтя, 10% изопропилового спирта, и дистиллированной воды - остальное.

Деготь сосновый [Патент РФ 2578695, Опубл. 27.03.2016. Бюл. №9. (19)] - продукт сухой перегонки хвойных пород древесины. Деготь используют как дезинфицирующее, инсектицидное средство для лечения кожных заболеваний в составе многих мазей, широко используемых в медицине. За счет содержания фенолов и смол деготь обладает сильным восстанавливающим, антисептическим, противопаразитарным, подсушивающим, противовоспалительным, анестезирующим действием; уменьшает эритему, успокаивает зуд. При хронических аллергодерматозах и некоторых других инфильтративных процессах в коже деготь оказывает рассасывающее действие, уменьшают гиперемию кожи.

Изопропиловый спирт представляет собой жидкость без цвета, с резким спиртовым запахом. Изопропанол хорошо растворяет натуральные и некоторые синтетические смолы, этилцеллюлозу, поливинил бутирал, большинство масел, отличный дезинфектант, используемый в медицине и ветеринарии. В развитых странах изопропанол широко используется в товарах личной гигиены и в медицине благодаря своей относительно низкой токсичности.

Объекты исследований - растения ячменя ярового (Triticum aestivum L) сортов Зазерский 85. В качестве препарата сравнения использовали фунгицидный протравитель (90 г/л дифеноконазол+45 г/л тебуконазол). Изучаемый препарат применяли в виде водного раствора в концентрациях 0,1; 0,01; 0,001% (10,0; 1,0; 0,1 мл/л).

Семена растений для опыта стерилизовали в 70%-ном этаноле, затем промывали дистиллированной водой. После экспозиции в течение 18 ч в растворах дистиллированной воды (контроль) 0,1; 0,01; 0,001% растворах изучаемого препарата определяли энергию роста и всхожесть в чашках Петри. Энергию роста определяли на 3-й день, лабораторную всхожесть на 7.

Семена для установления влияния препаратов на комплекс патогенов обрабатывали препаратами исходя из расчета 10 л рабочего раствора на 1 т. семян. Через 14 дней после протравливания проращивали во влажной камере [ГОСТ 12044-93. Методы определения зараженности болезнями (20)].

Определение энергии роста показало, что изучаемый препарат в концентрации 0,1% достоверно угнетал ростовые процессы. На данном варианте снижение составило 27%. На низких концентрациях изучаемого препарата 0,01% и 0,001% энергия была выше, чем на контроле на 3 и 2% соответственно. Также следует отметить снижение энергии роста на фунгицидном протравителе по сравнению с контролем вследствие определенного ретардантного эффекта действующих веществ препарата (табл.1).

Определение всхожести семян определяли на 7 день опыта. Установленная ранее тенденция повторилась. Изучаемый препарат в концентрации 0,1% достоверно снижал показатель вследствие высокого содержания в растворе действующих веществ. Между контролем и вариантами с концентрацией 0,01% и 0,001% значимых различий не обнаружено. Фунгицидный протравитель существенно снижал лабораторную всхожесть семян ячменя на 8% (табл.2).

Таким образом следует сделать вывод об отсутствии ретардантного эффекта препарата на основе продуктов пиролиза древесных смол в концентрациях 0,01% и 0,001%.

Семена после протравливания изучаемым препаратом и фунгицидным протравителем для выявления внешней и внутренней зараженности болезнями проращивали во влажной камере. Семена раскладывали в чашки Петри без дезинфекции. Инкубация составляла 14 суток при 10°С в темноте. Анализ комплекса патогенов представлен в табл. 3.

Факультативный паразит Alternaria spp. присутствовал на более чем половине отобранных для изучения семян. Наилучший эффект в его подавлении отмечен при использовании в качестве протравителя химического фунгицида. Вместе с тем изучаемый препарат снижал распространение Alternaria spp.на 40-50%.

Патоген, вызывающий корневые гнили ячменя Fusarium spp. также определен на почти половине семян контрольного варианта. Снижение при обработке семян изучаемым препаратом было менее эффективным по сравнению с химическим протравителем на 12-23%.

Сапрофиты, вызывающие плесневение семян Mucor mucedo L. и Rizopus sp. встречались на единичных семенах.

Таким образом, установлено, что эффективная концентрация раствора препарата находится в интервале 0,01-0,001%. В этом интервале были продолжены следующие лабораторные исследования рулонной культуры ячменя.

Для установления влияния изучаемого препарата интенсивность поражения семян грибными патогенами было проведено проращивание семян в рулонах на протяжении 14 дней до фазы 2 настоящего листа (табл. 4). Для проращивания семян использовали два слоя увлажненной до полной влагоемкости фильтровальной бумаги. Размер полосок фильтровальной бумаги для каждой пробы по 50 семян - 10×55 см (±2 см).

На контрольном варианте после 14 дней проращивания семян установлена высокая степень распространения комплекса патогенов - более 58%.

Применение фунгицидного протравителя существенно снижало данный показатель - на 50%. Хотя изучаемый препарат и уступал синтетическому протравителю по своему действию, достоверные различия с контролем отмечены и на всех изучаемых концентрациях. Снижение распространения патогенов составило 19-27%.

Немаловажным параметром при установлении влияния препаратов на комплекс патогенов является степень развития болезней, поскольку именно она определяет влияние болезней на дальнейший рост и развитие проростков. Полученные нами данные свидетельствуют о существенном поражении опытных растений на контроле - чуть менее 50% некрозов (табл.5).

Обработка семян синтетических фунгицидным протравителем существенно снижала развитие болезней. Легкие повреждения отмечены у 15% изучаемых растений, а их балл повреждения был ниже на 1,6 по сравнению с контролем. Обработка семян изучаемым препаратом снижала интенсивность поражения по сравнению с контролем на 11-26%, но также достоверно уступала варианту с применением протравителя на основе синтетических химических соединений.

Следует отметить, что применение фунгицидных протравителей, несмотря на высокую эффективность в борьбе с комплексом патогенов, негативно влияет на рост проростков семян. Снижение длины проростка по сравнению с контролем составило 0,8 см (табл. 6).

В тоже время применение изучаемого препарата вместе со снижением поражения растений положительно сказалось и на увеличении длины проростков. По сравнению с контролем данный параметр увеличился на 0,5-1,4 см.

Другая закономерность установлена при анализе длины корней ячменя. Фунгицидный протравитель несколько увеличивал данный показатель - на 0,8 см в среднем по опыту (табл. 7). Во многом это объясняется снижением развития корневых гнилей на данном варианте.

Изучаемый препарат последовательно увеличивал длину корня по сравнению с контролем - на варианте с концентрацией 0,01% - на 0,1 см, на варианте с концентрацией 0,001% - 0,3 см. В то же время изучаемые варианты уступали синтетическому протравителю по влиянию на данный показатель.

Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют о возможности применения изучаемого препарата для протравливания яровых зерновых культур в концентрации 0,01% (10 мл/л) для снижения негативного воздействия абиотических факторов и для увеличения устойчивости к комплексу патогенов.

Проведенные исследования позволили установить наиболее эффективный диапазон концентраций изучаемого препарата - 0,01%.

Выявлено что исследуемый препарат достоверно увеличивает лабораторную всхожесть семян, длину ростка и корня ярового ячменя по сравнению с контрольным вариантом.

В концентрации 0,01-0,001% препарат снижает интенсивность развития патогенов ярового ячменя, но существенно уступает по эффективности синтетическим протравителям. Вместе с тем препарат не оказывает угнетающего действия на развитие проростков ячменя в отличие от фунгицида.

Таким образом, в полевых испытаниях препарата рационально использовать его в качестве протравителя семян (10 мл/л).

Источники информации, принятые при экспертизе:

1. Хазиев А.З., Зайцева Т.В., Хакимуллина Ф.М. Роль протравливания семян в борьбе с корневыми гнилями // Защита и карантин растений. 2015. - №3. - С. 20-23.

2. Торопова Е.Ю., Глинушкин А.П., Селюк М.П. и др. Развитие почвенных инфекций у яровой пшеницы и ячменя под влиянием гидротермических стрессов в условиях лесостепи Западной Сибири и Зауралья // Российская сельскохозяйственная наука. 2018. - №2. - С. 25-29.

3. Шпанев A.M., Лаптиев А.Б. Фитосанитарная обстановка в посевах зерновых культур на юго-востоке ЦЧЗ // Зерновое хозяйство России. - 2012. - №5. - С. 65-69.

4. Шешегова Т.К., Щеклеина Л.М. Зависимость развития корневых гнилей зерновых культур от погодных условий и сорта // Защита и карантин растений. 2016. - №10. - С. 17-19.

5. Сидоров А.А. Корневые гнили зерновых культур (этиология, патогенез, сортоустойчивость, защита от болезней): автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук, - Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева. - Москва, 2003 - 36 с.

6. Григорьев М.Ф. Типы корневых гнилей зерновых культур и патогенные комплексы их возбудителей в центральном Нечерноземье России / М.Ф. Григорьев // Известия Тимирязевской сельскохозяйственнойной академии. 2019. - №6. - С. 87-100.

7. Багинова И.В., Соболев В.А., Цыбиков Б.Б. Зараженность семян зерновых культур корневыми гнилями в Бурятии // В сборнике: Актуальные вопросы развития аграрного сектора Байкальского региона материалы научно-практической конференции, посвященной Дню российской науки. ФГБОУ ВО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Р. Филиппова». - 2019. - С. 28-32.

8. Лапина В.В., Смолин Н.В. Защита яровых зерновых культур от корневых гнилей. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2014. - 268 с.

9. Шешегова Т.К. Анализ фитосанитарного состояния почвы яровых зерновых культур в кировской области (аналитический обзор) // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2015. - №5 (48). - С. 10-14.

10. Иванченко Т.В., Игольникова И.С. Действие химических средств и баковых смесей, влияющих на растения ячменя ярового и на вредоносность патогенов в условиях нижнего Поволжья // Научно-агрономический журнал. - 2018. - №1 (102). - С. 39-42.

11. Морозов Д.О. Биологизированная система защиты зерновых культур // АгроСнабФорум. - 2015. - №5(133). - С. 33.

12. Игольникова Л.В. Биотехнология выращивания полевых культур // Научно-агрономический журнал. - 2019. - №1(104). - С. 31-37.

13. Емелев С.А. Активность биологических протравителей семян на яровом ячмене // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2020. - №9(191). - С. 5-10.

14. Щербаков А. В. Будущее - за биологизированным земледелием // АгроФорум. - 2022. - №1. - С. 14-15.

15. Мельников Н.Н. и др. Пестициды и регуляторы роста растений. Справочник. М.: Химия, 1995 г. С. 219.

16. Мельников Н.Н. и др. Пестициды и регуляторы роста растений. Справочник. М.: Химия, 1995 г. С. 251-252.

17. Патент РФ 1467805, Опубл. 23.02.1991.

18. Кинтя П.К., Фадеев Ю.М., Акимов Ю.А. Терпеноиды растений / - Кишинев: Штиинца, 1990. - 152 с.

19. Патент РФ 2578695, Опубл. 27.03.2016. Бюл. №9.

20. ГОСТ 12044-93. Методы определения зараженности болезнями.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Препарат для протравливания семян зерновых культур характеризуется тем, что семена яровых зерновых культур опрыскивают 0,01% водным раствором препарата, состоящего из 30% соснового дегтя, 10% изопропилового спирта, и дистиллированной воды - остальное. Изобретение позволяет повысить дисперсность рабочих жидкостей, улучшить удерживаемость фунгицидов на поверхности семян, увеличить биологическую активность фунгицидов, увеличить урожайность культур. 7 табл.

Препарат для протравливания семян зерновых культур, характеризующийся тем, что семена яровых зерновых культур опрыскивают 0,01% водным раствором препарата, состоящего из 30% соснового дегтя, 10% изопропилового спирта и дистиллированной воды - остальное.