ГЕРБИЦИДНОЕ СРЕДСТВО ДЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ГРУНТОВОГО ПРИМЕНЕНИЯ
HERBICIDAL LONG-ACTING COMPOSITION FOR USE IN SOIL

Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству, а именно к гербицидам нового поколения.
Развитие химии и переход сельского хозяйства на интенсивные технологии привели к применению огромного разнообразия химических веществ, для борьбы с вредителями, сорняками и возбудителями болезней культивируемых видов. Используемые в большинстве случаев химические ядохимикаты зачастую не обеспечивают адресную доставку препаратов, что ведет к их рассеиванию и последующему накоплению в биосфере. Ситуация сегодня такова, что традиционное применение пестицидов вступило в противоречие с глобальной проблемой защиты окружающей среды. Это вызывает необходимость поиска более эффективных средств и методов защиты, не оказывающих отрицательного воздействия на человека и окружающую среду в целом [MacDougall, Neal, W.Michael Hanemann, and David Zilberman. The Economics of Agricultural Drainage. Report prepared for the Central Valley Regional Water Control Board (Standard Agreement No. 0-132-150-0) by the Department of Agricultural and Resource Economics, University of California, Berkeley, 1992].
Новым направлением исследований, ориентированных на снижение риска неконтролируемого распространения и накопления пестицидов в биосфере является разработка экологически безопасных форм препаратов нового поколения с контролируемым выходом за счет использования специальных покрытий и (или) носителей из биодеградируемых материалов.
Сравнительно недавно стали появляться работы по получению новых форм гербицидов, инкапсулированных или депонированных в полимерные материалы. Эти исследования весьма немногочисленны. Например, показана принципиальная возможность использования полимера этилцеллюлозы в качестве матрикса для депонирования гербицидов алахлора [Femandcz-Urrusuno et al. Development of controlled release formulations of alachlor in ethylcellulose // Journal of Microencapsulation. 2000. V.17. P.331-342.] и норфлуазона [Sopena et al. Controlled release of the herbicide norflurason into water from ethylcellulose // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2005. V.53. P.3540-3547. В работе [Sopena F., Maqueda C, Morillo E. Microencapsulation of alachlor for reducing its pollution in soil-water system // Abstracts of XVI International Conference on Bioencapsulation. - 2008 - P.58.], описана техника получения полимерных микросфер из этилцеллюлозы с инкапсулированным алахлором. Авторы показали, что в зависимости от исходного содержания алахлора в полимерной форме, возможно регулирование скорости оттока активного начала и контролирование роста сорняков.
Известны применяемые микрокапсульные формы пестицидов, предназначенные для использования в виде водных дисперсий для опрыскивания листьев растений [патент RU №2407288, МПК A01N 47/34, опубл. 10.12.2009 г.].
Такие формы - не безопасны для окружающей среды, и их применение требует специальных мер предосторожности и снижения токсичности.
Ключевым моментом для создания экологически безопасных препаратов является наличие материала, используемого в качестве матрикса, обладающего специальными свойствами, среди которых обязательными являются биоразрушаемость, безопасность для живой и неживой природы, длительная (недели и месяцы) сохраняемость в природной среде, контролируемая деструкция с образованием нетоксичных продуктов, возможность переработки доступными способами, совместимость с депонируемыми препаратами.
Актуальным является направление, направленное на конструирование и применение таких форм химических препаратов, которые безопасны для человека, окружающей среды, полезной биоты, характеризуются простой в изготовлении и удобством в использовании, а также обеспечивающих длительный и равномерный выход препарата в почву в течение вегетационного периода.
Известна форма инкапсулированного галоидацетанилидного гербицида алахлора [патенты США: №4280833, МПК A01N 37/18, опубл. 28.07.1981 г. и №4417916 МПК A01N 43/48, опубл. 29.11.1983 г.], применение которой более эффективно по сравнению некапсулированной формой этого препарата в высокой дозе (0,55 кг/га). Однако применение высоких доз препаратов может иметь негативное воздействие на полезную биоту.
Недостаток препарата - снижение активности через 2 недели, при снижение дозы инкапсулированного препарата ниже 0,55 кг/га.
Известен способ [патент США №4285720, МПК A01N 25/28, опубл. 25.08.1981 г.], получения микрокапсулированных композиций гербицидов (фосфорорганических инсектицидов, тиокарбаматных гербицидов) с использованием в качестве капсулы полимочевины. Полимочевина достаточно быстро растворяется во влажной почве, что сопровождается быстрым выходом препарата, поэтому изобретение включает использование защитного коллоида. Способ получения капсул сложный и включает несколько фаз: в первой стадии получают физическую дисперсию несмешивающейся с водой фазы в водной фазе. Несмешивающаяся с водой фаза содержит галоидацетанилидный гербицид, капсулированный вместе с другим веществом как описано ниже. Во второй стадии дисперсию поддерживают в области температур от 20 до 90°C, в течение которой протекает реакция конденсации с образованием полимочевины, на поверхности раздела между каплями органической фазы и водной фазы. Водную фазу готовят из воды, поверхностно-активного вещества и защитного коллоида. Защитный коллоид может быть выбран из широкого ряда веществ (полиакрилаты, метилцеллюлоза, поливиниловый спирт, полиакриламид, поли/метилвиниловый эфир (малеиновый ангидрид), привитые сополимеры поливинилового спирта и метилвинилового эфира/малеиновой кислоты лигносульфонаты щелочных и щелочноземельных металлов).
Известна микрокапсулированная гербицидная композиция с контролируемым высвобождением активного вещества [патент RU №2108036, МПК A01N 25/28, опубл. 10.04.1998 г.], заключенная в микрокапсулы из полимочевины, отличающаяся тем, что в качестве активного вещества содержит ацетохлор в смеси с антидотом, заключенный в микрокапсулы. Способ получения включает диспергирование при комнатной температуре органической фазы, содержащей активное вещество и 7-8% смеси полиметиленполифенилизоцианата и изомерных толилендиизоцианатов в водной фазе, а также дополнительно - защитный коллоид и поверхностно-активное вещество, с последующим выдерживанием дисперсии при 40-90°C при перемешивании, охлаждении до комнатной температуры и доведения pH до 10-12. С целью снижения негативного воздействия на полезную биоту композиция в качестве антидота содержит дихлорацетамид.
Недостатки - сложность состава композиции и изготовления, а также способа применения, заключающегося в опрыскивание листьев растений через неделю после посева, что сопровождается рассеиванием препарата, содержащего токсические агенты, в воздухе.
Известно пестицидное дозированное средство в виде единичной прессованной формы [патент RU №2147179, МПК A01N 25/14, опубл. 10.04.2000 г.], включающее активный ингредиент, твердый при 25°C, плохо растворимый в воде, дезинтегрирующий агент на основе поливинилпирролидона, диспергатор, смачиватель и дополнительные вещества, способное распадаться при внесении его в достаточное количество воды с образованием суспензии пестицида. В качестве препарата предложены: гербицид-атразин, симазин, цианазин, трибутилазин, диурон, хлорсульфурон, метсульфурон; инсектицид - дельтаметрин, линдан, карбарил, эндосульфан и др. Пестицидным дозированным средство можно легко манипулировать, оно может быть легко восстановлено в случае падения на землю, т.е. более безопасно по сравнению с жидкими или порошковыми средствами.
Недостаток - сложность способа изготовления и состава дозированного средства (активный ингредиент+связующий агент+агент, лучшающий текучесть+смачивающий/диспергирующий агент+дезинтегрирующий агент+смазка+наполнитель). Прессованные таблетки изготавливают с применением серии стадий: (для изготовления таблетки суспензионный концентрат включают в дезинтегрирующий агент, далее смесь гранулируют, пропуская ее через сита, гранулы сушат в вакуумной печи при 70°C, оставшиеся компоненты смешивают с высушенными гранулами, смесь прессуют).
Известны гербицидные средства для грунтового применения, содержащие послевсходовые гербициды [патент RU №2261596, МПК A01N 25/08, опубл. 10.10.2005 г., (прототип)]. Гербицидное средство содержит одно или несколько послевсходовых гербицидов и материал-носитель из группы фуллерова земля, аэрогель, высокомолекулярные полигликоли и полимеры на основе акриловой кислоты, метакриловой кислоты и их сополимеров, при условии, что если в качестве материала -носителя содержится фуллерова земля гербицид не является Паракватом. Гербициды воздействуют на листья и являются гербицидами из группы 4-[гидрокси(метил)фосфиноил]-b-гомоаланил-b-аланил-b-аланин (Биланафос), 1,1'-этилен-2,2'-бипиридилдиилий (Дикват), аммониевая соль DL-гомоаланин-4-ил(метил)-фосфиновой кислоты (Глюфозинат-аммония), Н-(фосфонометил)глицин (Глифозат) и 1,1'-диметил-4,4'-бипиридиний (Паракват) и глюфозинат-аммония, содержащими материал-носитель из группы аэрогели, высокомолекулярные полигликоли и полимеры на основе акриловой кислоты, метакриловой кислоты и их сополимеров. Дополнительно содержит по меньшей мере одно вещество из группы довсходовых гербицидов, регуляторов роста растений, фунгицидов, инсектицидов, антидотов, питательных веществ, средств обработки посевного материала и удобрений, а также вспомогательные вещества-добавки из группы поверхностно-активных веществ, смачивателей, эмульгаторов, адьювантов, солей аммония, консервантов, красителей, пеногасителей, клеящих веществ, растворителей, буферных систем и УФ-стабилизаторов. Изобретение позволяет использовать гербицидное средство до прорастания сорняков, применять послевсходовые гербициды в довсходовом способе.
Недостатки прототипа - сложность состава, в т.ч. необходимость использования ряда вспомогательных веществ (ПАВЫ, эмульгаторы и др.).
Техническим результатом изобретения является разработка экологически безопасного, длительно действующего, эффективного и простого гербицидного средства для грунтового применения, пригодного для внесения в почву вместе с семенами, т.е. в довсходовом периоде.
Технический результат достигается тем, что в гербицидном средстве длительного действия для грунтового применения, содержащем гербицид, материал-носитель и растворитель, новым является то, что в качестве гербицида содержится системный гербицид Зеллек-супер, в качестве материала-носителя - полимеры класса полигидроксиалканоаты, а в качестве растворителя - дихлорметан, при следующем соотношении компонентов, масс.%: Гербицид 10-50%; ПГА 48-83%; Растворитель 2-7%.
А также тем, что в качестве матрикса для депонирования гербицида используется два типа полимера: гомополимер 3-гидроксимасленой кислоты и сополимеры 3-гидроки сбутирата и 3-гидроксивалерата с соотношением мономеров в сополимере от 100:0 до 80:20 мол.%.
А также тем, что выполнено в виде гранул или пленки.
Технический результат достигается также и тем, что в способе подавления сорных растений обработкой последних до всходов гербицидом, новым является то, что в качестве гербицида используют системный довсходовый гербицид Зелек-супер в форме гербицидного средства по одному из пп.1-3.
Заявляемые технические решения отличаются от прототипа тем, что в качестве гербицида используют системный гербицид Зеллек-супер (действующее вещество галоксифоп). Препарат обладает системной активностью, быстро поглощается листьями сорняков и переносится к точкам роста, корням и корневищам; нарушает фотосинтез, в результате чего приостанавливается рост наземной массы и корневой системы сорняков, появляется хлороз. Растения вянут, их ткани высыхают, зачастую приобретая красноватую антоциановую окраску. Спектр гербицидной активности - однолетние и многолетние злаковые.
В качестве материала для депонирования гербицида применяют полимеры микробиологического происхождения из группы линейных полимеров гидроксипроизводных алкановых кислот (полигидрокисалканоаты, ПГА).
ПГА характеризуются:
2
2
4
2
- медленной и регулируемой биоразрушаемостью в почве под воздействием типичной почвенной микрофлоры, обладающей ПГА-деполимеризующими ферментами до безопасных для природы конечных продуктов (СО и НО в аэробных условиях и до СН и НО - в анаэробных условиях);
- возможностью их переработки из различных фазовых состояний (из порошков, растворов, эмульсий, расплавов) различными общедоступными способами (холодным прессованием порошков, техникой полива растворов полимеров и последующего испарения растворителя, микродропинга и др.);
- возможностью получения изделий различной геометрии в виде пленок, мембран, прессованных объемных форм, микрогранул, микро- и наночастиц;
- возможностью смешивания в порошках, растворах, эмульсиях с различными веществами и препаратами (лекарственными средствами, красителями, удобрениями, пестицидами)
Используют ПГА различной химической структуры, что позволяет влиять на свойства полимерного матрикса и способ его получения.
Признаки, отличающие заявляемые технические решения от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1. представлена формула гербицида Зеллек-супер (действующее вещество галоксифоп) - системный гербицид. На фиг 2. представлены формулы используемых типов ПГА: гомополимер 3-гидроксимасляной кислоты (П3ГБ), сополимеры 3-гидроксимасляной и 3-гидроксивалериановой кислот (П3ГБ/3ГВ). На фиг.3 даны снимки внешнего вида пленочной формы гербицидного средства для грунтового применения, разработанного из раствора одного из представителей ПГА и гербицида. На фиг.4 даны снимки микрогранул, полученных техникой микродропинга из раствора ПГА и гербицида. На фиг.5. представлены динамика биоразрушения полимерного матрикса микрогранул (а) в почве и профили высвобождения гербицида (б) (исходное соотношение полимер:гербицид - 53:40. На фиг.6. представлены динамика биоразрушения полимерного матрикса микрогранул (а) в почве и профили высвобождения гербицида (б) исходное соотношение полимертербицид - 83:10. На фиг.7 представлены динамика биоразрушения полимерного пленочного матрикса (а) в почве и профили высвобождения гербицида (б) (исходное соотношение полимер:гербицид - 48:50. На фиг.8 даны результаты свидетельствующие о высокой эффективности разработанных форм гербицидного средства для грунтового применения, а именно,- подавление роста модельного растения (сорняка), в качестве которого использовали однолетнее травянистое растение полевица побегоносная (Agrostis stolonifera L.): 1 - контроль (без применении гербицида), 2 - традиционное опрыскивание раствором гербицида на 19 сутки после всхода растений, 3 - форма гербицида в виде микрогранул внесена в почву одновременно с семенами, 4 - пленочная форма гербицида внесена в почву одновременно с семенами.
Гербицидное средство для грунтового применения длительного действия разработано в виде пленочной формы и микрогранул различного размера из экологически чистых биоразрушаемых полимеров класса ПГА. Изготовление формы не требует дополнительных реагентов и стадийных длительных процедур, форма вносится в почву одновременно с семенами и не требует дополнительной обработки растений в вегетационном периоде.
Получение и применение заявляемого долговременного гербицидного средства для грунтового применения иллюстрируется следующими вариантами примеров:
Пример 1.
Для приготовления долговременного гербицидного средства для грунтового применения используют один из типов ПГА, полученный микробиологическим способом на опытном производстве (Гигиенический сертификат соответствия Главной санитарной службы РФ соответствия условий производству материалов для медицины №24.49.05.000.М.007682.01.05 от 24.01.2005 г), согласно: Техническим условиям на полимер 3-гидроксимасляной кислоты (П3ГБ) (ТУ №2200-003-03533441-2005 рег.27.04.2004 №068/003057) или Техническим условиям на сополимер 3-гидроксимасляной и 3-гидроксивалериановой кислот (П3ГБ/3ГВ) (ТУ №2200-001-03533441-2004 рег.27.04.2004 №068/002870). Торговая марка полимеров и изделий из них Биопластотан [свидетельство на товарный знак №315652].
Полимер синтезирован штаммами бактерий Ralstonia eutropha ВКПМ В-5786 [патент РФ №2053292] и Cupriavidus eutropha ВКПМ В-10646 [патент РФ №2439143] на сахарах или ацетате натрия, или смесях водорода и углекислоты, или синтез-газе [патенты РФ №№2051968, 2207375, 2053292]. Выделение полимера из бактериальной биомассы осуществляют дихлорметаном (или хлороформом).
х
Полимер выделяют из экстракта после его концентрирования на роторном испарителе Rotavapor R-210 (Швейцария) осаждением в изопропаноле. Полученный полимер высушивают при 40°С в боксе-ламинаре. Определение степени кристалличности сополимера осуществляют на рентгеноспектрометре D8 ADVANCE фирмы «Вгакег» (Германия) (графитовый монохроматор на отраженном пучке), степень кристалличности (С) составляет 60-75%. Молекулярную массу полимера определяют с использованием системы гель-проникающей хроматографии «Waters Alliance GPC 2000 Series» фирмы «Waters» (США) с набором полистероловых стандартов (Sigma). Химический состав полимеров определяют на хроматомасс-спектрометре Agilent 5975Inert, фирмы Agilent (США) после предварительного метанолиза пробы полимера. Температуру плавления образца определяют на дериватографе СТА - STA 449 Jupiter фирмы NETZSCH (Германия), параметр составляет 160-175°С.
В качестве гербицидного препарата используют системный гербицид Зеллек (действующее вещество галоксифоп).
Для получения формы гербицида длительного действия, предназначенного для грунтового применения, используют смесь раствора полимера в дихлорметане и гербицида (состав гербицидного средства длительного действия для грунтового применения в виде микрогранул приведены в таблице 1).
Смесь тщательно перемешивают с использованием верхнеприводной мешалки при скорости перемешивания от 300 об/мин в течение 1-2 мин.
Для получения гербицидного средства длительного действия для грунтового применения в виде микрогранул полученный раствор полимера с гербицидом с помощью перистальтического насоса капельно дозируют в осадительную ванну с изопропанолом, в котором происходит кристаллизация полимера и образование микрогранул. Варьируя плотность растров (3-7% по весу), диаметр шлангов можно получать микрочастицы высокого качестве различного размера (от 1-2 до 5 мм и более). Внешний вид микрогранул показан на фиг.4. Соотношение «полимер/гербицид» может варьировать (таблицы 1).
3
Эффективность действия разработанной формы гербицида проверяют следующим образом: в образцы садово-огородной почвы (масса 100 г), размещенные в контейнерах емкостью 500 см, (по 3 повторности на каждую экспериментальную точку) одновременно с посевом семян травянистого растения вносят разработанную формы гербицида в виде микрогранул. Влажность почвы поддерживают на уровне 50%. Период наблюдения - до 42 суток. Для регистрации динамики разрушения полимерного матрикса периодически образцы вынимают из почвы, тщательно промывают и высушивают до постоянного веса (взвешивание проводят на аналитических весах IV класса точности, Metier, США). Остаточное содержание полимера в форме определяют на газовом хроматографе с масс-спектрометрическим детектором GCD plus ("Hewlett-Packard", США) после предварительного метанолиза образцов.
-1
Биодеградацию полимера оценивают по убыли массы образцов. Удельную скорость биодеградации β, сут) определяют по формуле:
<mrow><mi>β</mi><mo>=</mo><mi>ln</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>X</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>X</mi><mn>2</mn></msub></mrow></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mi>τ</mi></mrow>
1
2
где X - исходная масса образцов (мг), Х - масса образцов в ходе деградации (мг), τ - промежуток времени, сут.
Концентрацию гербицида в почве регистрируют после его экстракции из почвы этиловым спиртом с последующей очисткой экстракта. Далее после серии процедур (концентрирования, промывки, стабилизации pH и обезвоживания) содержание гербицида определяют хроматографически. Для построения калибровочной кривой применяют галоксифоп с концентрацией 99,8% чистоты.
3
2
Эффективность действия разработанной долговременной формы гербицида оценивают на модельном растение (сорняк) - однолетнее травянистое растение полевица побегоносная (Agrostis stolonifera L.). Образцы садово-огородной почвы (масса 100 г), размещенные в контейнерах емкостью 500 см, (по 3 повторности на каждую экспериментальную точку) засевают семенами Agrostis stolonifera L (норма высева 30 г семян на 1 м). Одновременно в экспериментальные контейнеры вносят разработанные формы гербицида из расчета действующего начала в количестве, аналогично положительного контроля (традиционное опрыскивание всходов раствором гербицида). Растения опрыскивают водным раствором гербицида на 19 сутки после начала эксперимента (фаза начала кущения). Высота всходов опрыскиваемых растений составила 1,5-2,0 см. Негативным контролем служат растения, выращиваемые в почве обычным способом, без применения препарата. Эксперимент проводят в условиях естественного фотопериода при комнатной температуре. Влажность почвы поддерживалась на уровне 50%. Период наблюдения до 42 суток. Оценку подавления роста растений проводят визуально, подсчетом количества ростков на единицу площади, измерением высоты растений и определением интегрального количества образованной зеленой биомассы (взвешивание на весах).
Полимерный матрикс с депонированным гербицидом разрушается под воздействием почвенной микрофлоры. На динамику разрушения полимерного матрикса влияют состав полимера, и его содержание в форме, тип формы. Убыль массы образцов в виде гранул варьируется в зависимости от степени нагруженности формы препаратом, т.е. соотношения «полимертербицид» (фиг.5а-6а). Так, через 19 суток после начала эксперимента остаточная масса полимера гранул составила 54%, через 42 суток - 26%; при этом период полураспада полимера составил 20 суток. Остаточная масса полимерного матрикса гранул с меньшей нагруженностью гербицидом и большим содержанием полимера в форме (фиг.6; таблица 1), была выше и через 19 суток составила 77% от исходной, что выше практически в 1,5 раза, чем в первом варианте. Однако к концу периода наблюдений, через 42 суток наблюдения, в обоих вариантах опыта остаточная масса гранул сравнялась и составила 25% от исходной. Период полураспада полимера в этом варианте составил 30 суток.
Динамика биоразрушения сополимерных матриксов (П3ГБ/3ГВ) протекает аналогично разрушению гомополимера П3ГБ, скорость разрушения сополимера П3ГБ/3ГВ на 10-20% выше, чем гомополимера, однако эти различия не существенны и не влияют на общую картину выхода гербицида из формы и эффективность его действия.
С увеличением содержания гербицида в форме возрастает скорость его выхода в почву (фиг.5 б-6 б). Конечная концентрация препарата в почве составила для более нагруженных Зеллеком гранул 3 мг/100 г, что в 2 раза выше по сравнению с концентрацией препарата в почве, в которой экспонировали гранулы с 10%-м содержанием Зеллека (фиг.5 и 6). Средняя скорость выхода гербицида из готовой формы препарата в зависимости от соотношения компонентов может составлять от 0,0375 до 0,075 мг/сут.
Разработанная долговременная форма гербицида Зеллек в виде разрушаемых полимерных микрогранул более эффективна по сравнению с традиционным применением препарата опрыскиванием растений. При использовании гербицида в форме гранул на 10 сутки (фиг.8 в) после посева наблюдался незначительный рост сорняков (около 15-20% всходов в сравнении с контролем). В ходе эксперимента по мере разрушения полимерного матрикса и выхода препарата в почву и его доставки к корневой системе растений количество ростков постепенно снижалось, всходы быстро вяли и высыхали. Подавление роста растений, оцениваемое по количеству биомассы растений в конце периода наблюдения составило 96-99% по сравнению с биомассой в контроле. Обработка растений препаратом Зеллек-супер методом опрыскивания в рекомендованных дозах оказалась менее эффективной (фиг.8 б), этот способ не препятствует фазе прорастания семян и не снижает всхожесть, при этом способе борьбы с сорняками обработке подвергаются вегетирующие растения в фазе начала кущения. Поэтому после обработки растений гербицидом, опрыскивание всходов, их рост прекращается в более поздние сроки, а именно через 3-5 суток после опрыскивания, то есть на сроке 23-25 суток после высева семян сорняка, сухая биомасса погибших растений остается на почве, что требует времени для ее полного удаления с поля.
Свойства гербицидного средства длительного действия для грунтового применения в виде микрогранул приведены в таблице 1.
Пример 2.
Способ получения полимера и смешения его с гербицидом - аналогичен Примеру 1.
Составы пленочного гербицидного средства длительного действия для грунтового применения приведены в таблице 2.
Гербицидное средство депонируют в полимерную основу в виде пленок (фиг.3). Способ приготовления пленочного гербицидного средства длительного действия для грунтового применения основан на использовании техники испарения растворителя из раствора полимера. Раствор полимера смешивают с гербицидом в различном соотношении (таблица 2), перемешивают верхнеприводной мешалкой при скорости перемешивания от 300 об/мин в течение 1-2 мин и выливают на поверхность обезжиренных стекол (или тефлона, или полированного металла), далее высушивают при комнатной температуре в течение 3-4 суток. Из полученных пленок (фиг.3а) высекают образцы размером от 5×5 до 20×20 мм и более (фиг.3б).
Оценивают долговременность действия разработанной формы гербицида и эффективность подавления роста растений - аналогично Примера 1.
Деградация пленочных образцов вследствие большей площади и большего контакта поверхности формы с почвой и ее микробной составляющей происходила быстрее по сравнению с разрушением полимера микрогранул (фиг.7а). Остаточная масса полимера пленок в зависимости от соотношения полимер:гербицид в форме к концу эксперимента может составлять от 5 до 10% (от исходной массы); период полураспада полимера - от 10-12; у гранул, соотвественно, период полураспада 20-30 мкток. При этом средняя скорость выхода препарата из пленок может составлять до 0,15 мг/сутки. В связи с тем, что разрушение матрикса пленок происходит быстрее, более высокая концентрация гербицида достигается на более ранних сроках. Так, к 20-м суткам концентрация Зеллека составляет порядка 6 мг/100 г почвы (фиг.76), далее концентрация препарата остается на этом уровне до конца наблюдения. Более быстрый выход препарата из пленочной формы по сравнению с гранулами обеспечивает более эффективное подавление роста растений (фиг.8).
Анализ фото, представленных на фиг.8 свидетельствует о том, что форма доставки гербицида в зону действия оказывает существенное влияние на чувствительность исследованного растения. Пленочная форма гербицида еще более эффективна, чем в виде микрогранул. При использовании пленочной формы роста тестового растения практически не было (фиг.8 г). В этом варианте более эффективный выход препарата из полимерного матрикса создавал более высокую концентрацию Зеллека в почве и полностью подавлял развитие растений, не допуская их роста.
Характеристики и эффективность действия пленочного гербицидного средства длительного действия для грунтового применения приведены в таблице 2.
Преимущества разработанного гербицидного средства длительного действия для грунтового применения, депонированного в полимерный матрикс, заключатся в том, что его вносят в почву одновременно с семенами растений, этим достигается адресность препарата и исключается опасность для окружающей среды, имеющая место при опрыскивании растений ядохимиками. Гербицид депонируют в биоразрушаемый полимерный матрикс, в качестве которого используют линейные термопластичные и биоразрушаемые полимеры микробиологического происхождения полигидроксиалканоаты (ПГА). В результате постепенного биоразрушения полимерного матрикса происходит постепенный выход гербицида в почву в течение длительного времени (до 30 и более суток), это обеспечивает более эффективное подавление растений на протяжении периода вегетации. Варьирование способа получения формы (микрогранулы, пленки) и соотношения в форме компонентов («полимертербицид») возможно регулирование скоростью оттока препарата. В результате адресной доставки препарата и стабилизации концентрации гербицида, в почве длительное время обеспечивается высокая эффективность подавление роста сорнякового растения по сравнению с общепринятым способом использования гербицида в виде водного раствора и опрыскивания растений.