ФУНГИЦИДНЫЙ И БАКТЕРИЦИДНЫЙ ПРЕПАРАТ И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Российский патент 2024 года по МПК A01N47/28 A01N55/02 A01N59/20 A01P1/00 A01P3/00 

Область техники

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно, к растениеводству, и касается фунгицидного и бактерицидного препарата на основе меди и тиомочевины или ее производных, а также использования этого препарата при выращивании яровых и озимых зерновых и зернобобовых, овощных открытого и защищенного грунта, древесно-кустарниковых, плодовых, ягодных, эфиромасличных, садовых, декоративных, бахчевых, пропашных, технических и кормовых культур. Изобретение может быть использовано для предпосевной обработки семян, а также для обработки всходов при выращивании растений в парниково-тепличных, приусадебных, парковых и фермерских хозяйствах, а также в агрокомплексах, лесных питомниках, лесничествах, ботанических садах, при озеленении территорий.

Уровень техники

Интенсивное использование в сельском хозяйстве пестицидов и их смесей приводит к некоторому замедлению темпов роста и развития культурных растений, что может не только отрицательно сказываться на росте сельскохозяйственных культур, особенно в условиях водного дефицита и потепления климата, но и на качестве сельскохозяйственной продукции.

В связи с этим при выращивании культурных растений возникает необходимость уменьшения пестицидной нагрузки при обработке семян и посевов культурных растений.

Из уровня техники хорошо известны фунгициды на основе производных дитиокарбаминовых кислот, например манкоцеб, представляющий собой смешанную соль

где X - Zn и Mn; фунгициды на основе замещенных бензимидазолов, например беномил, тиабендазол, фуберидазол, карбендазим; фунгициды на основе производных триазола, например, триадимефон, триадименод, дихлобутразол, флутримазол, флутриафен, этаконазол, пропиконазол, бутразол; фунгициды на основе производных имидазола, например, имазалил и прохлораз; фунгициды на основе эфиров и амидов фосфорных и тиофосфорных кислот; фунгициды на основе аминов, амидинов и гуанидинов, например, на основе солей полигексаметиленгуанидина. Кроме того, широко используются фунгициды на основе химических соединений, относящихся к другим классам.

В качестве альтернативы органическим синтетическим веществам, в сельском хозяйстве также широко применяются пестициды на основе соединений меди (II). Такие вещества отличаются относительной дешевизной и простотой производства, а также обладают способностью подавлять рост широкого спектра не только грибных, но и бактериальных возбудителей болезней растений.

Первым широко используемым в мире сельскохозяйственным противомикробным соединением на основе нерастворимого соединения меди стала бордоская жидкость, представляющая собой смесь медного купороса и известкового молока. Затем стали применяться и другие соединения меди, такие как гидроксид, карбонат, оксихлорид. Соединения меди характеризуются высокой эффективностью, низкой вероятностью развития у фитопатогенов резистентности и низкой токсичности для клеток растений и млекопитающих.

Более эффективными фунгицидными препаратами являются комплексные соединения меди. Например, в патенте РФ № 2536404 раскрыто использование [N,N'-бис(диметиламинометил)тиомочевинощавелевокислого] сульфата меди пентагидрата в качестве средства борьбы с грибковыми заболеваниями растений.

Попадая в почву, медь не остается в ней в растворенной форме так как легко связывается глинистыми минералами и гумусовыми компонентами. Однако удаление меди из почвы в результате выщелачивания, вымывания дождевой водой или поглощения растениями незначительно, поэтому она может накапливаться в окружающей среде, особенно в верхних 15 см почвы, и вызывать биодеградацию. Так, постоянное применение высоких концентраций соединений меди на протяжении более чем векового периода привело к накоплению этого металла в почве сельскохозяйственных земельных площадей в количествах, превышающих в 40-50 раз содержание меди в необработанных почвах. По этой причине применение соединений меди в сельском хозяйстве ограничивается. В связи с этим приобрела актуальность разработка новых форм медных препаратов, сохраняющих свою антимикробную и фунгицидную эффективность при достаточно низких концентрациях металла.

Одной из стратегий максимизации эффективности соединений меди стало уменьшение размеров частиц действующего вещества, так как более мелкие частицы обеспечивают повышенную однородность покрытия, распределения и адгезии и повышают устойчивость препарата к стеканию. Кроме того, обладая большей удельной поверхностью, отношением поверхности к объему, такие частицы обеспечивают более быстрое выделение активных ионов Cu²⁺. Однако, возможности данного подхода лимитированы технологическими ограничениями, не позволяющими получать агрегативно устойчивые частицы с диаметром менее 1 мкм с достаточной экономической эффективностью.

Другим подходом увеличения эффективности действия пестицидов на основе меди является поиск более активных химических форм данного металла, например соединений меди (I). Например, одновалентная медь в форме оксида Cu₂O является основным действующим веществом - 860 г/кг - коммерчески доступного фунгицида НОРДОКС 75 ВГ производителя Nordox, Норвегия. Недостатком этого препарата является крупный размер частиц оксида меди, что снижает эффективность препарата.

В связи с этим возникает задача разработки более эффективных фунгицидных и бактерицидных препаратов на основе меди.

Указанный технический результат достигается при использовании фунгицидного и бактерицидного препарата и способа его использования, более подробно описанных далее.

Описание изобретения

При экспериментальном изучении биологической активности различных комплексных соединений меди (I) было обнаружено, что комплексы Cu²⁺ с производными тиомочевины и тиомочевиной характеризуются высокой фунгицидной и бактерицидной активностью, а также приемлемой для использования в сельском хозяйстве химической стойкостью, низкой фитотоксичностью.

Это позволяет сделать вывод о возможности использования этих препаратов в сельском хозяйстве в качестве фунгицидов и бактерицидных препаратов при выращивании растений.

Заявляемое изобретение относится к фунгицидному или бактерицидному препарату, который может быть применен при выращивании растений, в том числе яровых и озимых зерновых и зернобобовых, овощных открытого и защищенного грунта, древесно-кустарниковых, плодовых, ягодных, эфиромасличных, садовых, декоративных, бахчевых, пропашных, технических и кормовых культур.

Заявляемое изобретение относится к фунгицидному или бактерицидному препарату, включающему, по крайней мере, одно комплексное соединение меди (I) с тиомочевиной или метилтиомочевиной, или N,N'-диметилтиомочевиной, или этилтиомочевиной, или N,N'-диэтилтиомочевиной, или этилентиомочевиной, или N,N'-бис(диметиламино-метил)тиомочевиной.

Заявляемое изобретение относится также к способу использования фунгицидного или бактерицидного препарата при выращивании растений, в том числе яровых и озимых зерновых и зернобобовых, овощных открытого и защищенного грунта, древесно-кустарниковых, плодовых, ягодных, эфиромасличных, садовых, декоративных, бахчевых, пропашных, технических и кормовых культур.

Заявляемое изобретение относится к способу использования фунгицидного или бактерицидного препарата при выращивании растений, в котором семена растений или вегетирующие растения обрабатывают раствором, включающим препарат.

Изобретение иллюстрируется примерами альтернативных вариантов его выполнения.

Пример 1

В качестве фунгицидного и бактерицидного препарата использовали комплексное соединение меди (I) с этилентиомочевиной (ETU) - формиат бис-имидазолидин-2-тионилмеди (I) [CuETU₂]⁺HCOO^-.

Препарат получали следующим образом. Расчетное количество измельченного карбоната меди помещали в снабженную мешалкой и термометром колбу с необходимым количеством дистиллированной воды комнатной температуры. Полученную смесь перемешивали в течение 10 минут для образования водной суспензии. В полученную суспензию при перемешивании через капельную воронку последовательно вводили растворы, содержащие расчетные количества комплексообразователя этилентиомочевины, восстановителя аскорбиновой кислоты и муравьиной кислоты. Затем реакционную смесь нагревали до 60°С и перемешивали в течении 2 часов. В ходе реакции наблюдается интенсивное выделение углекислого газа. По истечении 2 часов, суспензия практически полностью растворяется, а реакционная смесь представляет собой прозрачный раствор формиата бис-имидазолидин-2-тионилмеди (I) [CuETU₂]⁺HCOO^-. После этого реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры, перемешивали еще 30 минут и фильтровали. Полученный фильтрат использовали в качестве бактерицидного и фунгицидного препарата.

Была изучена бактерицидная и фунгицидная активность полученного препарата in vitro в отношении фитопатогенных микроорганизмов Erwinia atroseptica, Sclerotinia sclerotiorum и UgLaTF7 Fusarium equiseti, являющихся возбудителями таких болезней растений как бактериальный ожог, склеротипиоз, корневая и стеблевая гнили. Кроме того, микробиологическую активность полученного препарата сравнивали с двумя коммерчески доступными аналогами: «Косайд 2000» (на основе гидроксида меди, производитель DU PONT, США) и «Зерокс» (на основе коллоидного серебра, производитель АгроХимПром, Россия).

Бактерицидный эффект в отношении Erwinia atroseptica определяли методом подсчета числа колониеобразующих единиц КОЕ. Для этого бактерии выращивали на агаризованной среде LB в течение суток при 28°С, после чего смывали стерильной водой и разбавляли в соотношении 1/1 или 1/500. Смыв помещали в пробирку, куда добавляли препарат в таком количестве, чтобы конечная концентрация по действующему веществу составила расчетную (2, 20, 200 и 600 ppm по меди, либо 0,2, 2, 20, 60 ppm по серебру), и выдерживали в течение 30 мин. В контрольные пробирки добавляли воду в том же объеме, что и фунгицид. После инкубирования 50 мкл суспензии ресуспендировали и распределяли с помощью стерильного шпателя по поверхности агаризованной среды и через 72 ч инкубации при +28°С рассчитывали количество колоний.

Фунгицидный эффект в отношении Sclerotinia sclerotiorum и UgLaTF7 Fusarium equiseti оценивали в чашках Петри как отношение (выраженное в процентах) радиального прироста мицелия фитопатогена на агаризованной гороховой среде с добавлением препарата к его приросту на контрольной агаризованной среде без фунгицида (отношение, равное 100 - нет фунгицидного эффекта, равное 0 - полное подавление роста фитопатогена). Агаровый блок с мицелием диаметром 5 мм помещали в центр чашки Петри, после чего ее инкубировали при температуре +23-25°С и естественном освещении. Замер исследуемых колоний гриба проводили при достижении их диаметра в контроле от 0,5 до 0,75 от размера чашки Петри. Оценку радиального прироста осуществляли в 4 концентрациях фунгицидов (2, 20, 60 и 200 ppm по меди, либо 0,2, 2, 6 и 20 ppm по серебру) в двух повторностях. Кроме того, для каждого фунгицида определяли показатель эффективной концентрации ЕС₅₀, необходимой для замедления скорости радиального прироста колонии фитопатогена по сравнению с контролем в 2 раза.

Результаты лабораторных испытаний (табл. 1-4) показали, что препарат [CuETU]₂НСОО^- способен подавлять рост всех трех изученных фитопатогенов даже в небольшой концентрации, не превышающей 60 ppm по металлической меди, ppm -миллионная доля, 1 ppm = 10^-4%. Эффективные бактерицидные концентрации для полученного препарата существенно ниже, чем для аналогичного коммерчески доступного препарата на основе гидроксида меди «Косайд 2000». Данные о фунгицидной активности показывают, что из трех исследованных препаратов только препарат [CuETU]₂HCOO^- способен подавлять рост фитопатогенных грибов UgLaTF7 Fusarium equiseti в концентрациях, приемлемых для использования в сельском хозяйстве. Полученные данные говорят о наличии у полученного препарата выраженной антимикробной активности в отношении как бактериальных, так и грибных фитопатогенов при низкой концентрации действующего вещества.

Группа примеров 1

В группе примеров 1 в качестве фунгицидного или бактерицидного препарата использовали комплексные соединения меди (I) с тиомочевиной или метилтиомочевиной, или N,N'-диметилтиомочевиной, или этилтиомочевиной, или N,N'-диэтилтиомочевиной, или этилентиомочевиной, или N,N'-бис(диметиламино-метил)тиомочевиной, в качестве противоиона использоваля формиат, или ацетат, или цитрат, или фосфит. Препараты получали аналогично примеру 1. Препараты получали и тестировали аналогично примеру 1.

Во всех случаях эффективность полученных препаратов в отношении протестированных штаммов была выше эффективности препаратов-аналогов, что свидетельствует о достижении заявленного технического результата.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к растениеводству, и касается средств защиты растений. Фунгицидный и бактерицидный препарат для растений включает по крайней мере одно комплексное соединение меди (I) с тиомочевинной, или метилтиомочевиной, или N,N'-диметилтиомочевиной, или этилтиомочевиной, или N,N'-диэтилтиомочевиной, или этилентиомочевиной, или N,N'-бис(диметиламинометил)тиомочевиной. Раствор препарата применяют при выращивании растений путем обработки семян растений или вегетирующих растений. Предлагаемый фунгицидный и бактерицидный препарат обладает высокой активностью, не накапливается и не вызывает биодеградацию почвы. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 2 пр.

1. Фунгицидный и бактерицидный препарат для растений, включающий по крайней мере одно комплексное соединение меди (I) с тиомочевиной, или метилтиомочевиной, или N,N'-диметилтиомочевиной, или этилтиомочевиной, или N,N'-диэтилтиомочевиной, или этилентиомочевиной, или N,N'-бис(диметиламинометил)тиомочевиной.

2. Фунгицидный и бактерицидный препарат по п. 1, отличающийся тем, что может быть применен при выращивании растений, в том числе яровых и озимых зерновых и зернобобовых, овощных открытого и защищенного грунта, древесно-кустарниковых, плодовых, ягодных, эфиромасличных, садовых, декоративных, бахчевых, пропашных, технических и кормовых культур.

3. Способ выращивания растений с использованием фунгицидного и бактерицидного препарата по п. 1, характеризующийся тем, что семена растений или вегетирующие растения обрабатывают раствором, включающим препарат по п. 1.