1
Изобретение относится к веществам и составам, регулирующим накопление углеводов в растениях.
Предлагается применять в качестве стимулятора накопления сахара в растениях биурет, вещество, которое ранее применялось, в частности, в смеси с мочевиной в качестве вспенивающего агента в производстве губчатой резины.
Сахароза является важным продуктом. Ее нолучают исключительно экстрагированием из натуральных овощных продуктов. Сахарную свеклу и сахарный тростник выращивают преимущественно для переработки их в кристаллический сахар, который, главным образом, является сахарозой.
Качество других культур повышается, если содержание сахара в них возрастает. К нодобным культурам относятся, например, апельсины, ананас, морковь, яблоки, арбузы и т. д. Даже картофель более нрнгоден для приготовления картофельных «чипсов (жареный картофель ломтиками), если соответственно регулировать концентрацию сахара в сыром картофеле. Обычно овощи и плоды имеют лучший вкус, если концентрация сахара в съедобной части большая.
Одной из целей изобретения является повышение концентрации сахара в растениях.
Другая цель изобретения - повышение выхода кристаллического сахара (сахарозы) в культурах, выращиваемых преимущественно для его производства. Согласно изобретению концентрация сахара в растениях возрастает, если их в стадии роста обрабатывают биуретом в достаточном для этого количестве.
Согласно нредпочтительному выполнению предлагаемого изобретения количество биурета, повышающее содержание сахара, наносят на находящиеся в процессе роста овощные культуры, выращиваемые преимущественно для получения кристаллического сахара, например, на растения сахарной свеклы и сахарного тростиика, с целью повышения выхода кристаллического сахара на них и нропорцио нального снижения содержания таких компонентов (натрия, калия, амидиого азота, рафинозы, кестозы), которые своим присутствием препятствуют получению кристаллического сахара из культурных растений.
Биурет является известным продуктом конденсации мочевины, имеющим формулу
ОНО
-С-Шп
H.F-C-NЭто обычно считают загрязняющей примесью в мочевипном удобрении для внекорневой подкормки растений, так как более высокие концентрации биурета, по-видимому, имеют отрицательное действие па листья растений. Повышение концентрации сахара в растениях, обработанных согласно изобретению биуретом, неожиданно, если учесть многочисленные источники, подтверждающие фитотоксическое действие биурета иа растения.
Еще не выяснено, как действует механизм, позволяющий биурету повысить концентрацию сахара в растениях, однако теоретически функции биурета скорее замедляют разложение сахарозы, чем стимулируют ее накопление, т. е. сахароза довольно быстро образуется в растениях посредством фотосинтеза в присутствии углекислоты. Оказалось, что в семенах пшеницы сахароза образуется в результате реакции дпфосфатглюкозы уридина (ДФУ) с ферментом, имеющим название трансглюкозилазы сахарозы-фосфата-ДВУ.
И другие ферменты в состоянии вызвать образование сахарозы. Следовательно, образование сахарозы в растениях - это естественное явление, однако в биологической системе растений сахароза находится в равновесии с фосфатом альфа-глюкозы-1, который является важной структурной группой при образовании полисахаридных цепей п крахмала.
Согласно теории поглощение биурета растением приводит к значительному повышению концентрации сахарозы в тканях растения, ингибируя образование полисахаридных цепей. Очевидно, образование сахарозы в процессе фотосинтеза беспрепятственно продолжается, в то время как реакция образовапия полисахаридов и крахмала ингибируется.
Согласно изобретению, биурет можно использовать для повыщеиия окончательного содержания сахара в любых растениях, в которых образуется сахар.
Выполнение предлагаемого изобретения заключается в повыщении нормального производства кристаллического сахара (сахарозы) из культур, преимущественно выращиваемых для получения кристаллического сахара, например из сахарпой свеклы и сахарного тростника. Содержание сахара с помощью изобретения повыщается также и в целевом продукте других растений, например у картофеля, апельсинов, апанаса, моркови, яблок, дынь, арбузов и т. п.
Применение примерно 0,001-0,03 частей биурета на 1 часть обычно производимой в определенном виде растений сахарозы повысит концентрацию сахара в них в соответствии с настоящим изобретением.
Однако установлено, что при определенных условиях применение большего или меньшего, чем указано выше, количества имеет также благоприятное воздействие. В общем, жела5 тельно на овощные культуры, обычно не выращиваемые для производства кристаллического сахара, наносить меньше биурета, чем, например, иа сахарную свеклу, которые выращивают для получения кристаллического са10 хара.
Нанесение биурета на растение в любом эффективном виде, позволяющем растущему растению поглотить биурет, повысит концентрацию сахара в растущем растепии в соот15 ветствии с настоящим изобретением.
Согласно изобретению этого действия можно достигнуть обработкой растения биуретом до или после всхода сеянцев. Биурет можно вносить, например, в почву до или после посева, или же биуретом можно обрабатывать растения или почву после всхода сеянца. Время оптимального действия определяется мпогими различными факторами, включая способ прил1енения биурета, вид и род растения, состав почвы, преобладание дождя или искусственного орощения и окружающую температуру.
Биурет можно наносить на культуру в твердом виде, причем он с помощью дождя передается растению, или к льтуру можно опрыскивать водным раствором биурета. При опрыскивании можно снизить необходимое количество жидкости, если биурет применяют в виде суспензии в воде.
5 На многие культуры, включая сахарную свеклу, биологически активные вещества распределяют предпочтительно с самолетов в любое время после сильного развития листьев. Так как общий вес полезной нагрузки явля0 ется ограничением, с целью снижения транспортируемого самолетом количества воды, выгодно наносить биурет на культуры в виде концентрированной суспензии.
Оптимальную концентрацию для определен5 ного способа нанесения и определенной культуры обычно определяют опытным путем. Используемое количество биурета должно соответствовать количеству, позволяющему повысить содержание сахара в растениях, однако 0 оно должно быть меньше количества, приводящего к фитотокснческим эффектам в растениях. Обычпо для повышения производства сахара в овощной культуре можно применять примерно 0,001-0,03 частей биурета на 1 часть 5 обычно производимого в определенной овощной культуре сахара. Следовательно, в зависимости от цели применепия и вида применения, концентрация биурета в препарате для обработки растений может варьировать. Более 0 высокие концентрации можно применять р твердых препаратах, применяемых для обработки отдельных частей растений, например листьев. Более низкие концентрации можно применять, например, при впесеиип в почву 5 путем орошения.
Растения предпочтительно обрабатывают биуретом в композиции, состоящей из большой эффективной порции такого наполнителя, как пыль, вода (в водном растворе) или вода и смачивающийся порошок и меньшей эффективной порции биурета. В некоторых пылевидных препаратах, однако, биурет может представлять большую порцию композиций.
В зависимости от цели применения, биурет можно наносить на растения различными способами, причем обычным образом добавляют вещества, улучшающие распределение, прилипающую способность, устойчивость к дождю и т. п. Подобные вещества включают, например. жирные кислоты, смолы, алкилцеллюлозы и другие вещества, иапример смачиватели, клей, казеин, альгинаты, растительное масло (очищенный парафиновый углеводород). Кроме того, можно усилить биологическую активность растений путем добавления к препарату веществ, обладающих бактерицидной или фунгицидной активностью, или веществ, влияющих на рост растений. В случае внесения препарата в почву можио применять также удобрения.
Пылевидные препараты можно получать смещением и измельчением биурета с твердым наполнителем. Можно применять любой твердый наполнитель, не наносящий вреда растению. Можно использовать, например, тальк, диатомовую землю, каолин, бентонит, карбонат кальция, аттацульгит и вещества, содержащие двуокись кремния, а также древесный порошок, пробковый порошок, древесный уголь и другие материалы растительного происхождения.
Предпочтительно биурет наносят на растущее растение в водиой эмульсии или суспензии. В подобном случае выгодно смешивать биурет со смачивающимся порошком, содержащим эффективное количество суспендирующего агента, смачивателя или поверхностноактивного вещества, и затем вводить его в водный наполнитель.
Биурет растворяется в количестве 0,5; 2,0; 25 и91 г на 100 г воды при О, 25, 75 и 100°С соответственно. При определенных дозировочных единицах невыгодно применять биурет в водном растворе, так как для обработки необходимо большее количество раствора. Поэтому, согласно изобретению, особенно выгодно диспергировать и распределять биурет в виде твердого вещества или водной суспензии смачивающегося порошка. Это можно осуществлять измельчением биурета до мелкого порошка и диспергированием полученного мелкого порошка в растворе смачивателя в воде. Для обеспечения хорошей устойчивости водной смеси для подобного диспергирования биурета обычно предпочтительио применяют биурет, измельченный до размера 200 меш.
Смачивающийся порошок можио получать тонким измельчением смеси из биурета, силикагеля в качестве диспергирующего средства.
глины в качестве суспендирующего агента и смачивателя.
Следовательно, в случае пpи reпeпяя биурета в преиарате из смачивающегося порошка, который затем смачивается с водой, обычно выгодно добавлять поверхностпо-активное вещество или смачиватель, который эффективно повышает прилипающую способность расиыляемой воды к листьям и другим частям
растении.
Можно использовать любое поверхностноактивное вещество, не вредящее растению. Примерами пригодных поверхностпо-активных веществ являются лигнипслльбонаты, метилолеилтуараты, полиоксиэтиле 1ы, полиоксиэтилеповые сорбитаны. например монолауоат полггоксиэтилеиоБОго сорбитана i; моноолеат полиоксиэтиленового сорбитар.а полиэтилендиамин полиэтилепоксида, их смеси и т. п. Размер определенпых частиц в композиции из смачивающегося пооошка пс является критическим, пока частицы достаточно мелкие для суспендироватптя. Обычно размер частиц зависит от прибора для опрыскпвапця, пр Меняемого для распределения окончательной водной композиции. Размер частиц должен быть менее 50, предпочтительно менее 200, лучше всего 325 меш. Обычно эффективность при опрыскивании и распылении комцозицни возрастает с уменьшением размера частиц компопентов. Пригодные суспендирлющие агенты содержат такие глины, как бентонит, барденнт и аттапульгнт. Эти глипы упрочняют препарат из смачивающегося порошка в сухом
состоянии и также служат в качестве суспендирующих агентов, если препараты смещивают с водой.
Пример 1. Этот пример поясняет эффект биурета на производство сахара в кориеплодах сахарной свеклы сорта Миннесота. Биурет наносят па растения сахарной свеклы в виде водной суспензии, которую получают, изготовляя смачиваюш.ийся поропюк тонким измельчением (менее 100 меш, стандарт СШЛ). Смеси из биурета, глкнообразного суспепципующего агента, порошка двуокиси кремния в качестве вспомогательного средства и лигносульфояата натрия в качестве смачивателя, пподаваемого под торговым названием Кеах45А.
Соотиошепия компонентов, применяемых в смеси из смачивающегося порошка, приведены в табл. 1.
Таблица 1
о а
Вес, фунт
Компоненты
90
Гидрат биурета (1096 воды)
10 Порошок двуокиси кремния
5 Barden clay (аттапульгит)
5 Reax (лигносульфонат натрия)
7
Смачивающийся порошок, приведенный в табл. 1, суспендируют в воде в различных концентрациях и опрыскивают листья сахарной свеклы за шесть недель до сбора. После оирыскивания суспензия высыхает на листьях и некоторое время сиустя на листьях сахарной
свеклы появляется белый остаток. Не наблюдается никакого изменения цвета, формы или расположения листьев.
Табл. 2 показывает, что концентрация сахара в корнеплодах свеклы во время сбора неносредственно зависит от количества биурета, нанесенного на листья.
Таблица 2
Примечание. Коэффициент пересчета: I фунт/аг{р 1,12 кг/га.
Было найдено, что проходящая в растениях реакция дала не только больше сахарозы (кристаллического сахара), ио также пропорционально снизила концентрацию других компонентов (Na, К, амидного азота, рафинозы и кестозы), которые своим присутствием препятствуют получению кристаллического сахара из корнеплодов.
Данные табл. 2 определены с помощью стандартной методики, заключающейся в том, что сначала изготовляют пробу сахарной свеклы и получаемую мелассу очищают сзльфатом свинца и затем поляриметром измеряют содержание сахара в 26 г мелассы.
Индекс загрязнения, приведенный в табл. 2, является стандартным показателем загрязнения, применяемым Министерством сельского хозяйства США для определения чистоты сахара. Ои определяется по следующей эмпирической формуле:
3,5 Na-f2,5 К+9,5 амидного азота, части/млн, сахар, вес. %
в которой 35, 2,5 и 9,5 - коэффициенты.
Следовательно, индекс загрязнения является эмпирическим выражением количества сахарозы, которую нельзя получить из сиропа, и количество натрия, калия, амидного азота, и некристаллических Сахаров, рафинозы и кестозы показывает количество компонентов, которые своим присутствием препятствуют получению кристаллического сахара. Следовательно, самые лучшие корнеплоды свеклы для производства кристаллического сахара имеют самый низкий индекс загрязнения.
Как видно, применение примерно 20 фунтов/акр (22,4 кг/га) биурета приводит к существенному повышению содержания кристаллического сахара в корнеплодах свеклы. Более высокие дозы биурета до 100 фунтов/акр
(112 кг/га) еще больше повышает содержание сахара, в особенности кристаллического. Пример 2. Приготовляют смачивающийся порошок тонким измельчением до размера зерен менее 200 меш (стандарт США) смеси из биурета, аттанульгита в качестве суспендирующего агента, порошка двуокиси кремния в качестве вспомогательного средства и двух поверхностно-активных веществ - лигносульфоиата и метиленоилтаурата. Смесь компонентов имеет приведеиный ниже в табл. 3 состав.
Таб.1ица 3
Количество,
Компонент фунты
Гидрат биурета
Порошок двуокиси кремния
Аттапульгит
Igepon Т-77 (метиленоилурат)
Marasperse N (лигносульфонат)
Суспендированный в воде порошок в концентрации 12,5-25 фунтов/акр (14,0-
28,0 кг/га) наносят на сахарную свеклу сорта Минесота непосредственно после посева, но до всхода растений. В течение шести недель после всхода наблюдают опытные делянки в отиошении симптомов токсичности, которые,
однако, не появились. При сборе отбирают пробы и перерабатывают их с целью определения выхода сахара и степени загрязнения способом, описанным в примере 1. В табл. 4 приведены полученные значения по содержанию сахара в процентах и загрязиению.
Как показывает табл. 4, содержание сахара в свеклах возрастает с большей дозой биурета. Биурет также увеличивает урожайность свеклы и снижает концентрации загрязнений в корнеплодах. Каждый из этих эффекПримечание. Коэффициенты пересчёта: 1 фунт/акр -1,12 кг/га. Данные табл. 4 также показывают, что делянки, обработанные 25 фунтами биурета на 1 акр (28 кг/га), имеют не только самую вы- 5
сокую среднюю концентрацию сахара, но также дают самую высокую урожайность корнеплодов. Это является особенно важным достижением ввиду того, что азотные соединения обычно не являются хорошими производитетов способствует повышению содержания экстрагируемого сахара.
Таблица 4
грязнении и снижением концентрации сахара. Формула изобретения
Применение биурета в качестве стимулятора накопления сахара в растениях. лями сахара. Обычные азотные удобрения приводят к повышению производства корнеплодов, однако это связано с повышением за
