ПРИМЕНЕНИЕ ПРОИЗВОДНОГО ПИРИДО[2.3-d]ПИРИМИДИНИЛУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ В КАЧЕСТВЕ СТИМУЛЯТОРА РОСТА САХАРНОЙ СВЕКЛЫ Российский патент 2025 года по МПК A01N43/54 A01P21/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к регуляторам роста растений, и может быть применено для регулирования роста гибридов и линий сахарной свеклы.

Преодолению отрицательного действия окружающей среды на развитие растений способствует использование различных регуляторов роста. В связи с этим актуальны исследования в направлении подбора эффективных концентраций и самих соединений. В литературе приводятся результаты использования синтезированных органических соединений ряда пиримидинкарбоновых кислот в качестве регуляторов роста однолетних декоративно-травянистых (Патент РФ 2490893, МПК A01N 43/48, А01Р 21/00, опубл. 27.08.2013; Патент РФ 2659828, МПК A01N 35/08, A01N 43/40, A01N 43/60, A01N 37/10, А01Р 21/00, опубл. 04.07.2018) и многолетних древесных растений (Патент РФ 2656393, МПК A01N 35/08, A01N 37/108, A01N 43/40, A01N 43/60, А01Р 21/00, опубл. 05.06.2018; Патент РФ 2663068, МПК A01N 43/48, A01N 43/54, А01Р 21/00, опубл. 01.08.2018). Известно увеличение роста сеянцев некоторых однолетников, в частности бархатца отклоненного (Tagetes patula L.) после применения 2-бензиламино-4-метилпиримидин-5-илкарбоновой кислоты в концентрации 0,05% или 4-метил-2-(2-фенилэтиламино)пиримидин-5-илкарбоновой кислоты в концентрациях 0,01-0,05% для предпосевной обработки семян (Влияние новых синтезированных химических соединений ряда пиримидинкарбоновых кислот на ростовую активность Tagetes patula L. / Т.В. Вострикова [и др.] // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Химия. Биология. Фармация. - 2012. - №2. - С. 132-135; Патент РФ 2490893, МПК A01N 43/48, А01Р 21/00, опубл. 27.08.2013).

Кроме того, установлено, что 4-метил-2-пиперидин-1-илпиримидин-5-карбоновая кислота повышает всхожесть другого однолетнего декоративно-травянистого растения - сальвии блестящей в концентрациях 0,01% и 0,1% (Ростовая активность декоративных растений под действием химических стимуляторов / Т.В. Вострикова [и др.] // Фундаментальные науки и практика: сб. науч. тр. - Томск, 2010. - Т. 1, №4. - С. 25-26). Описано применение 2-бензиламино-4-метилпиримидин-5-карбоновой кислоты в качестве стимулятора роста и урожайности томата обыкновенного [Патент РФ 2678119, МПК A01N 43/54, A01N 37/10, A01N 43/60, А01Р 21/00, опубл. 23.01.2019]. Способ включает предпосевную обработку семян в водном растворе 2-бензиламино-4-метилпиримидин-5-карбоновой кислоты в концентрации 0,01-0,1% совместно с эмульгатором.

Для сельскохозяйственных растений чаще используют традиционные регуляторы роста. Отмечено повышение урожайности зерна озимой пшеницы при опрыскивании посевов в разные фазы роста коммерческим препаратом Эпин-экстра (эпибрассинолидом) и другими регуляторами роста (Синьков А.А. Влияние регуляторов роста на ограничение абиотических и биотических стрессов при выращивании озимой пшеницы на черноземе выщелоченном юга Нечерноземья: автореф. дисс. … канд. с.-х. наук / А.А. Синьков. - Саратов 2011. - 21 с.).

Было показано, что обработка эпибрассинолидом приводит к ускорению темпов роста томата обыкновенного (Лихачева Т.С. Влияние эпибрассинолида на гормональный баланс, энергодающие процессы, рост и продуктивность растений: томаты, фасоль: дис. канд. биол. наук / Т.С.Лихачева. - М., 2004. - 169 с.). Томат наиболее распространенная культура семейства пасленовых (Solanacea). Известен способ стимуляции роста и урожайности томата обыкновенного с использованием соединений ряда пиримидинкарбоновых кислот (Патент РФ 2663068, МПК A01N 43/54, A01N 37/10, A01N 43/60, А01Р 21/00, опубл. 23.01.2019).

Однако в литературных источниках меньше сведений о способах применения регуляторов роста в отношении сахарной свеклы. Известен способ повышения урожайных свойств семян при воспроизводстве гибридов сахарной свеклы после обработки маточных семян гуминовыми препаратами, что увеличивает урожайность маточных корнеплодов и их сахаристость (Царева Л.Е. Способ повышения урожайных свойств семян при воспроизводстве гибридов сахарной свеклы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2013. - №1 (99). - С. 17-19).

Был использован препарат высоко коллоидного серебра «Зерокс®» (ВКР) в качестве стимулятора роста сахарной свеклы (Патент РФ 2726251, МПК A01N 59/00, A01N 59/16, А01Р 21/00, опубл. 10.07.2020; Vostrikova T.V., Skachkov S.I. Identification of seeds diversity in sugar beet hybrids and lines // . - 2021. - Vol. 18 (N37). - P. 179-188). Способ включает обработку недражированных семян сахарной свеклы препаратом «Зерокс®» (ВКР) путем их замачивания в водном растворе с массовой концентрацией препарата 10% с экспозицией 15 с в объемном соотношении 1:1 при температуре 22-25°С. Однако по способу достигается невысокий стимулирующий эффект при прорастании семян гибридов и линий сахарной свеклы, выраженный в увеличении энергии прорастания семян на 4-12%, средней длины проростка на 16,1-67,5%.

Показана эффективность действия стимулятора роста растений КН-2 (акпинол-альфа) на всхожесть семян, рост корней, листовой поверхности и продуктивность сахарной свеклы при очень низких концентрациях препарата (0,0001-0,001%) (Тайчибеков А.У., Ержанов К.Б., Абдраков Б.К., Бейсембаев М.К., Ералиев С.С. Эффективность стимулятора роста растений КН-2 (акпинол-альфа) на урожай и сахаристость сахарной свеклы // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2018. - №12 (2). - С. 298-302). Это соединение - биостимулятор, который активизирует процессы плодообразования, повышает устойчивость к стрессам и болезням растений, представляет собой триметил-4-гидроксипиперидин-4-бутадиин-1,3 (Абдраков Б.К., Толтаева Б.С., Кашкынбаева Л.Б. Использование биостимулятора роста растений КН-2 (акпинол-альфа) на урожай сахарной свеклы // Научный журнал. - 2022. - №02 (64). - С. 9-12).

Наиболее близким к заявленному изобретению является применение синтезированного органического соединения ряда пиримидинкарбоновой кислоты в качестве стимулятора роста сахарной свеклы, которое является прототипом к заявленному изобретению (Патент РФ 2788114, МПК A01N 43/54, A01N 33/06, A01N 37/10, А01Р 217/00, опубл. 16.01.2023). Способ включает обработку путем замачивания недражированных семян сахарной свеклы в водной суспензии 2-бензиламино-4-метилпиримидин-5-карбоновой кислоты с массовой долей от 0,01% до 0,1%. Однако по способу при концентрации стимулятора роста 0,01% достигается меньшее влияние на длину проростка и энергию прорастания.

Задача изобретения - расширение арсенала стимуляторов роста сахарной свеклы и разработка способа применения производного 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислоты в качестве стимулятора роста сахарной свеклы, позволяющего увеличить длину проростка и энергию прорастания даже при невысокой концентрации - 0,01%.

Технический результат заключается в стимулирующем эффекте на прорастание семян сахарной свеклы, выражающемся в увеличении энергии прорастания семян на 34-37%, всхожести семян на 25-31%, средней длины проростка на 44-60%, массы 100 проростков на 55-75% по отношению к контролю.

Технический результат достигается тем, что в способе применения 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислоты в качестве стимулятора роста сахарной свеклы, включающем обработку недражированных семян сахарной свеклы путем замачивания в водном растворе стимулятора роста в объемном соотношении 1:1 при температуре 22°С, согласно изобретению, используют 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусную кислоту в качестве стимулятора роста сахарной свеклы, производят замачивание семян в водном растворе 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислоты с массовой долей от 0,01% до 0,1% с экспозицией 18 ч.

2-(1,3-Диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусная кислота синтезирована на кафедре органической химии Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Воронежский государственный госуниверситет» и испытана в качестве стимулятора роста. Структурная формула:

Объектом исследований являлись недражированные семена гамма-индуцированной мужскостерильной линии сахарной свеклы МС-2113 (Богомолов М.А., Федулова Т.П. Интрогрессия апомиксиса - новый путь создания гибридов сахарной свеклы Beta vulgaris L.) // Сахарная свекла. - 2018. - №2. - С. 2-4; Богомолов М.А. Использование апомиктичных МС-линий при создании гибридов сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) // Сахар. - 2018. - №8. - С. 41-45; Богомолов М.А. Гетерозис у сахарной свеклы // Сахарная свекла. - 2020. - №7. - С. 27-30).

Под посевными качествами семян сахарной свеклы подразумевали: энергию прорастания, всхожесть семян согласно ГОСТ 22617.2-94 (ГОСТ 22617.2-94 РФ, 21.10.1994). Под ростовыми показателями принимали признаки: длина проростка, масса 100 проростков.

Для получения водного раствора использовали водопроводную воду. Семена замачивали в водном растворе 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислоты с концентрацией 0,01%, 0,05% и 0,1% с экспозицией 18 ч. Семена проращивали в открытых пластиковых контейнерах на фильтровальной бумаге в четырех повторностях по 100 шт. Контейнеры содержали в лабораторных условиях при постоянной температуре 22°С. В качестве контроля использовали семена растений той же линии сахарной свеклы, замачивая их с экспозицией 18 ч в водопроводной воде и в растворе стандартного стимулятора роста эпибрассинолида (коммерческий препарат Эпин-экстра, производства ННПП «НЭСТ М», РФ) в рабочей концентрации согласно инструкции к применению - 0,05%.

Энергия прорастания семян - скорость прорастания, выражаемая в проценте семян, проросших (давших корешки, равные половине длины семени, и ростки) в срок, установленный опытным проращиванием. Для полевых культур он колеблется в пределах от 3 до 15 суток (Сельскохозяйственный словарь-справочник / Главный редактор: А.И. Гайстер. М. - Л.: Сельхозгиз, 1934. - 1280 с.).

Проросток - растение, находящееся в одной из начальных стадий онтогенеза, в период с момента прорастания семени (то есть с момента, когда развивающийся зародыш пробивает семенную кожуру) до момента развертывания листа главного побега (побега, развивающегося из зародышевой почечки) (Коровкин О.А. Анатомия и морфология высших растений: словарь терминов. - М.: Дрофа, 2007. - С. 42, 160, 178. - 268 с.).

Признак «масса 100 проростков» является традиционным при исследовании влияния различных факторов на семена, реакцию проростков и посевные качества семян полевых культур (Колесникова М.В., Безлер Н.В. Биологический способ воспроизводства плодородия почвы в посевах сахарной свеклы // Земледелие. - 2013. - №4. - С. 6-8; Подвигина О.А., Нечаева О.М. Лазерная активация семян сахарной свеклы // Земледелие и защита растений. - 2019. - №5. - С. 41-42).

Проводили анализ влияния водного раствора 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислоты на посевные качества семян сахарной свеклы: энергию прорастания, всхожесть семян и ростовые показатели: длину проростка, массу 100 проростков. Подсчет проростков для изучения энергии прорастания семян производили на 4 день после начала проращивания, для всхожести - на 10 сутки по ГОСТ 22617.2-94 РФ (21.10.1994). Длину проростка измеряли на 10 день начала эксперимента при помощи линейки. Массу 100 проростков определяли на 10 день на технических весах.

Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета программ “Stadia”. Процедура группировки данных и их обработка изложены в работе А.П. Кулаичева (Кулаичев А.П. Методы и средства комплексного анализа данных / А.П. Кулаичев. - М.: ФОРУМ; ИНФА-М, 2006. - 512 с.).

Сравнение средних значений признаков «длина проростка», «масса 100 проростков» осуществляли с использованием t-критерия Стьюдента. Энергию прорастания и всхожесть семян в контрольном и опытных вариантах сравнивали с использованием Z-аппроксимации для критерия равенства частот. Рассчитывали увеличение энергии прорастания, всхожести семян, средней длины проростков и массы 100 проростков сахарной свеклы в опыте относительно контроля (в %).

На фиг. 1 приведена табл. 1 (Количественные признаки сахарной свеклы после обработки семян 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислотой) с результатами изменения количественных признаков сахарной свеклы после обработки семян раствором 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислоты: энергии прорастания, всхожести семян, средними значениями длины проростка и массы 100 проростков, где * - различия с контролем достоверны (Р<0,05); ** - различия с контролем достоверны (Р<0,01); ¹ - различия с вариантом обработки «Эпин» достоверны (Р<0,05); ² - различия с вариантом обработки «Эпин» достоверны (Р<0,01).

На фиг. 2 приведена табл. 2 (Увеличение количественных признаков сахарной свеклы относительно контроля (в %) после обработки семян 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислотой) значений увеличения количественных признаков сахарной свеклы относительно контроля (в %) после обработки семян 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислотой.

Пример

Использовали недражированные семена гамма-индуцированной мужскостерильной линии сахарной свеклы МС-2113. Семена замачивали в водных растворах 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислоты с массовой долей 0,01%, 0,05% и 0,1% с экспозицией 18 ч. Семена проращивали в открытых пластиковых контейнерах на фильтровальной бумаге в четырех повторностях по 100 шт. Контейнеры содержали в лабораторных условиях при постоянной температуре 22°С. В качестве контроля использовали семена растений той же линии сахарной свеклы, замачивая их с экспозицией 18 ч в воде и в растворе стандартного стимулятора роста эпибрассинолида (коммерческий препарат Эпин-экстра, производства ННПП «НЭСТ М», РФ) в рабочей концентрации согласно инструкции к применению - 0,05%.

Анализируя табл. 1, отмечаем повышение энергии прорастания и всхожести семян сахарной свеклы после обработки семян растворами 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислоты во всех вариантах у исследуемой линии по сравнению с контролем (Р<0,05; Р<0,01) и в сравнении со стандартным стимулятором роста коммерческим препаратом Эпин-экстра - вариантом обработки «Эпин» (Р<0,05; Р<0,01).

Из табл. 1 видно положительное влияние обработки недражированных семян сахарной свеклы водными растворами 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислоты на длину проростка и массу 100 проростков и увеличение средних значений относительно контроля и варианта обработки «Эпин» (Р<0,05; Р<0,01).

В табл. 2 представлено увеличение количественных признаков сахарной свеклы относительно контроля (в %) после обработки 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислотой. Во всех вариантах использования водных растворов отмечается положительное влияние обработки семян на их посевные качества и стимуляция ростовых показателей.

Таким образом, обработка недражированных семян сахарной свеклы водным раствором 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислоты обеспечивает увеличение энергии прорастания семян на 34-37%, всхожести семян на 25-31%, средней длины проростка на 44-60%, массы 100 проростков на 55-75% по отношению к необработанным семенам. Изобретение позволяет использовать 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусную кислоту в качестве стимулятора роста сахарной свеклы.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к регуляторам роста растений. 2-(1,3-Диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусную кислоту применяют в качестве стимулятора роста сахарной свеклы, при этом недражированные семена сахарной свеклы замачивают в водном растворе с массовой долей 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислоты от 0,01 до 0,1% в объемном соотношении семена: водный раствор 1:1 при температуре 22°С с экспозицией 18 ч. Предлагаемое применение 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислоты расширяет арсенал средств стимуляторов роста сахарной свеклы и обеспечивает увеличение энергии прорастания семян на 34-37%, всхожести семян на 25-31%, средней длины проростка на 44-60%, массы 100 проростков на 55-75% по отношению к необработанным семенам. 2 ил., 1 пр.

Применение 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислоты в качестве стимулятора роста сахарной свеклы, включающее обработку недражированных семян сахарной свеклы замачиванием в водном растворе 2-(1,3-диметил-2,4,7-триоксо-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидропиридо[2.3-d]пиримидин-6-ил)уксусной кислоты с массовой долей от 0,01 до 0,1% в объемном соотношении 1:1 при температуре 22°С с экспозицией 18 ч.