СРЕДСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РОСТА РАСТЕНИЙ И АКТИВНЫЙ ИНГРЕДИЕНТ В ЕГО СОСТАВЕ
PLANT GROWTH REGULATION AGENT AND ACTIVE INGREDIENT IN ITS COMPOSITION

Группа изобретений относится к средствам для регулирования роста растений и их активным ингредиентам и может быть использована в сельском хозяйстве, в частном приусадебном хозяйстве, в растениеводстве и огородничестве для стимуляции роста растений, повышения урожайности и улучшения качества растительной продукции.
Известно множество различных средств для регулирования роста растений, но большинство из них эффективно только для небольшой группы растений или для отдельной стадии их развития. Также подобные препараты, как правило, либо дорогостоящие, либо малоактивные, либо требуют высоких дозировок. Аналогами заявляемого средства являются препараты, в качестве активного ингредиента содержащие индивидуальное мономерное органическое вещество, стимулирующее различные ростовые процессы растений: прорастание семян, корнеобразование, удлинение стебля, удлинение основного корня и другие. Среди широко применяемых в настоящее время аналогов по действию наиболее близки препараты, в качестве активных ингредиентов содержащие: ауксины, гиббереллины, цитокинины, брассиностероиды, силатраны, мелиссиловый спирт, арахидоновую кислоты, 2,6-диметилпиридин-N-оксид, меламиновую соль бис(оксиметил)фосфиновой кислоты, янтарную кислоту и другие.
-6
-4
Известны средства для регулирования роста растений в виде водного раствора хелатного комплекса переходного металла с двумя анионами диметилового эфира щавелевоуксусной кислоты в концентрациях 0,0001-0,01% (примерно 2,5⋅10-2,5⋅10 М). В качестве активного ингредиента содержат: транс-диаква-транс-бис-[1-окси-1,2-ди(метоксикарбонил)-этенато]цинк [Патент на изобретение UA 19841, МПК A01N 55/02, А01Р 1/00, C07F 13/00, дата публикации 25.12.1997], либо транс-диаква-транс-бис-[1-окси-1,2-ди(метоксикарбонил)этенато]марганец (II) [Патент на изобретение UA 19812, МПК A01N 55/02, А01Р 1/00, C07F 13/00, дата публикации 25.12.1997], либо транс-диаква-транс-бис-[1-окси-1,2-ди(метоксикарбонил)-этенато]никель (II) [Патент на изобретение UA 19840, МПК A01N 55/02, А01Р 21/00, C07F 15/00, дата публикации 25.12.1997].
-11
Общим недостатком этих известных средств для регулирования роста растений и их активных ингредиентов является относительно высокие эффективные концентрации, которые значительно превышают содержание в растениях наиболее активных природных фитогормонов (для брассиностероидов, например, порядок концентраций доходит до 10М). Также известные средства для регулирования роста растений и их активные ингредиенты обладают довольно узким спектром ростостимулирующих эффектов, ограничивающимся лишь удлинением основного стебля и корня в проростках. Отсутствуют данные о влиянии этих известных решений на урожайность, и такое влияние не очевидно из уровня техники.
-8
-4
Известно средство для регулирования роста растений в виде водного раствора активного ингредиента в концентрациях 10-10 М (0,0016-16 мг/л), где в качестве активного ингредиента содержится диметиловый эфир 2-аминофумаровой кислоты [Патент на изобретение RU 2184450, МПК A01N 37/44, дата публикации 10.07.2002].
Существенным недостатком данного известного решения является то, что в процессе синтеза диметилового эфира 2-аминофумаровой кислоты используется диметиловый эфир ацетилендикарбоновой кислоты, обладающий сильным слезоточивым и кожно-нарывным действием, что усложняет процесс производства и повышает его опасность.
-7
-2
В качестве прототипа заявляемого средства для регулирования роста растений было выбрано средство для стимуляции ростовых процессов, повышения эффективности питания и усиления стрессоустойчивости растений в виде водного раствора активного ингредиента в концентрациях 10-10 М, причем в качестве активного ингредиента содержащее кетосукцинамат, или его производное, или его соль [Заявка на изобретение US 20150051072, МПК A01N 43/34, A01N 37/18, A01N 43/40, A01N 43/36, A01N 43/62, C05G 3/00, дата публикации 19.02.2015]. В качестве прототипа заявляемого активного ингредиента средства для регулирования роста растений был выбран кетосукцинамат, или его производное, или его соль [Заявка на изобретение US 20150051072, МПК A01N 43/34, A01N 37/18, A01N 43/40, A01N 43/36, A01N 43/62, C05G 3/00, дата публикации 19.02.2015].
-4
-2
Недостатком прототипов является ограниченный спектр ростостимулирующего воздействия, заданный следующими эффектами: повышение всхожести семян, усиление роста внекорневой биомассы, увеличение массы клубеньков (у сои), увеличение кустистости и числа зерен в колосе (у пшеницы). Также отсутствуют конкретные данные о влиянии прототипов на повышение урожайности растений. Кроме того, применение веществ по прототипам конкретно для стимуляции ростовых процессов предполагает использование относительно высоких предпочтительных концентраций кетосукцинамата (или его соли) в водных растворах (10-10 М), что требует существенных расходов активного ингредиента.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое средство для регулирования роста растений - расширение арсенала средств для регулирования роста растений, позволяющих повысить эффективность стимуляции роста растений.
Технический результат заявляемого средства для регулирования роста растений - повышение эффективности стимуляции роста растений за счет расширения спектра ростостимулирующих эффектов и возможности стимулирования роста растений при низких концентрациях активного ингредиента.
Сущность заявляемого средства для регулирования роста растений заключается в следующем.
Средство для регулирования роста растений представляет водный раствор активного ингредиента. В отличие от прототипа, в качестве активного ингредиента оно содержит сложный эфир щавелевоуксусной кислоты общего вида:
1
2
-11
-3
1
18
где R и R независимо выбраны из ряда C-C-алкильных групп, или его соль, или их смесь, при этом содержание активного ингредиента соответствует концентрации от 10 М до 10М.
Техническая задача, на решение которой направлен заявляемый активный ингредиент средства для регулирования роста растений - расширение арсенала активных ингредиентов средств для регулирования роста растений, позволяющих повысить эффективность стимуляции роста растений.
Технический результат заявляемого активного ингредиента средства для регулирования роста растений - повышение эффективности стимуляции роста растений за счет расширения спектра ростостимулирующих эффектов и возможности стимулирования роста растений при низкой дозировке активного ингредиента.
Сущность заявляемого активного ингредиента средства для регулирования роста растений заключается в следующем.
Активный ингредиент средства для регулирования роста растений представляет собой сложный эфир щавелевоуксусной кислоты общего вида:
1
2
1
18
где R и R независимо выбраны из ряда C-C-алкильных групп, или его соль, или их смесь.
-11
-3
Средство для регулирования роста растений с заявляемым активным ингредиентом может представлять собой водный раствор заявляемого активного ингредиента, раствор в диметилсульфоксиде или другом органическом растворителе, раствор в масле, любую другую жидкость, эмульсию, гель, пасту, смолу, порошок, смачиваемый порошок, гранулы и иные виды средств для регулирования роста растений. Данные препаративные формы предпочтительно выбираются так, чтобы оптимизировать регулирующее действие на рост растений. При этом содержание активного ингредиента в средствах для регулирования роста растений в процессе применения должно соответствовать концентрации от 10 до 10 М. Способы и вещества для изготовления средств для регулирования роста растений в виде паст, растворов, эмульсий, гелей, смол, порошков и другие известны из уровня техники.
Заявляемое средство для регулирования роста растений может дополнительно содержать органический растворитель в количестве, необходимом для первоначального растворения его активного ингредиента. Первоначально активный ингредиент удобно растворить в органическом растворителе, а затем разбавлять водой до достижения нужной концентрации. Это упрощает процесс приготовления водного раствора. Предпочтительно в качестве органического растворителя заявляемое средство содержит диметилсульфоксид. Известно, что диметилсульфоксид повышает проницаемость биологических мембран, усиливая транспорт внутрь клетки биологически активных веществ. Этот эффект может дополнительно повышать эффективность активного ингредиента.
Заявляемое средство предполагает использование довольно малых концентраций активного ингредиента в водных растворах. По этой причине средство для регулирования роста растений на основе заявляемого активного ингредиента удобно продавать, хранить, предлагать к продаже опосредованно, в виде концентрированных растворов активного ингредиента, предназначенных для последующего разбавления до нужной концентрации. Растворителем для таких концентрированных растворов может служить вода, органический растворитель (например, диметилсульфоксид) либо смеси различных растворителей. Допустима любая удобная концентрация активного ингредиента в таком концентрированном растворе, предпочтительно: 0,01-99% по массе. Также средство для регулирования роста растений на основе заявляемого активного ингредиента может распространяться в виде твердого порошка, таблеток, геля, пасты и других форм с любым содержанием активного ингредиента, предпочтительно: 0,01-99%. Также заявляемый активный ингредиент может распространяться в чистом виде.
Заявляемое средство для регулирования роста растений (равно, как и описанный выше концентрированный раствор активного ингредиента) может дополнительно содержать вспомогательные агенты, например солюбилизаторы, эмульгаторы, гелаторы, спредеры и стикеры (то есть, соответственно, агенты, способствующие распределению и прилипанию), смачивающие агенты, диспергирующие агенты, фиксирующие агенты, дезинтегрирующие агенты, красители. Это делает применение заявляемого средства более удобным, придает ему нужные эстетические свойства.
Заявляемое средство может дополнительно содержать фунгициды, регуляторы роста растений, другие пестициды или агрохимикаты, например, для того чтобы производить обработку всеми нужными препаратами единовременно, а не последовательно, что может существенно упростить и ускорить процесс обработки.
Далее представлены общие признаки для группы изобретений.
Активный ингредиент согласно заявляемым изобретениям может представлять собой или сложный эфир щавелевоуксусной кислоты, или его соль, или смесь сложного эфира щавелевоуксусной кислоты и его соли и находится преимущественно в виде трех форм, состоящих между собой в динамическом равновесии: кетонной, енольной и енолят-аниона:
Количество сложного эфира щавелевоуксусной кислоты, таким образом, является суммой количеств всех его форм.
-11
-3
Сложные эфиры щавелевоуксусной кислоты являются СН-кислотами, способными образовывать устойчивые при обычных условиях соли (еноляты) с различными катионами, например с натрием, калием и др. Соответственно, соль сложного эфира щавелевоуксусной кислоты также может быть использована в качестве заявляемого активного ингредиента и активного ингредиента для предлагаемого средства, наравне с самим сложным эфиром щавелевоуксусной кислоты. В заявляемом диапазоне концентраций от 10 до 10 М водный раствор предлагаемой соли сложного эфира щавелевоуксусной кислоты полностью эквивалентен по биологическим свойствам аналогичному по концентрации водному раствору соответствующего сложного эфира. Это связано с тем, что в разбавленных водных растворах предлагаемый сложный эфир щавелевоуксусной кислоты подвергается кислотной диссоциации, а соответствующая ему соль - гидролизу. При этом соотношение диссоциированной и недиссоциированной формы в растворе соли будет таким же, как и в растворе эфира. Это можно вывести из уравнения константы диссоциации одноосновной кислоты (для разбавленных растворов):
-
a
lg([A]/[AH])=pH-pK,
-
где [А] - равновесная концентрация аниона кислоты;
[АН] - равновесная концентрация недиссоциированной формы кислоты;
рН - водородный показатель;
а
рК - отрицательный десятичный логарифм константы диссоциации кислоты.
-
а
Видно, что отношение [А] к [АН], по сути, есть функция только от рН раствора (рК - постоянная величина). В заявляемых низких концентрациях биологически активного ингредиента сам он практически не оказывает никакого воздействия на рН. Следовательно, не имеет значения, в каком виде будет взято вещество для приготовления водного раствора - в виде СН-кислоты или соли - итоговое содержание различных форм будет одинаковым (при прочих равных условиях).
Аналогичная ситуация будет, если мы возьмем смесь предлагаемого сложного эфира и его соли в произвольном соотношении.
Те же выводы будут справедливы относительно средств для регулирования роста растений на основе заявляемого активного ингредиента в виде неводных растворов и для средств на твердых носителях, так после обработки этими средствами будет происходить проникновение активного ингредиента во внутреннюю водную среду растения, где активный ингредиент будет существовать в виде водного раствора.
Возможность непосредственного использования солей сложных эфиров щавелевоуксусной кислоты значительно упрощает синтез заявляемого активного ингредиента и получение соответствующего заявляемого средства. В качестве соли сложного эфира щавелевоуксусной кислоты заявляемые изобретения могут содержать натриевую соль диметилоксалоацетата, натриевую соль диэтилоксалоацетата, калиевую соль диметилоксалоацетата, калиевую соль диэтилоксалоацетата и т.д., включая любую другую соль с таким катионом, который не образует с анионами сложного эфира щавелевоуксусной кислоты устойчивых в водной среде хелатных комплексов.
Предпочтительно в качестве заявляемого активного ингредиента и активного ингредиента заявляемого средства используется натриевая соль сложного эфира щавелевоуксусной кислоты. Это упрощает процесс синтеза активного ингредиента, так как данные соли выпадают из реакционной смеси в виде осадка, который легко отфильтровать, промыть и высушить. Так получается сразу конечный продукт приемлемой чистоты в виде твердого рассыпчатого порошка, что также упрощает процесс хранения, транспортировки и фасовки действующего вещества при одновременном обеспечении высокого срока годности.
Синтез заявляемых сложных эфиров щавелевоуксусной кислоты и их натриевых солей можно осуществить по общей методике, известной из уровня техники, например Wislicenus W., Grossmann A., Liebigs Annalen der Chemie, vol. 277, (1893) p. 375-383:
Другие соли с любым из допустимых катионов можно получить либо при взаимодействии сложного эфира щавелевоуксусной кислоты с соответствующим основанием, либо при взаимодействии натриевой соли сложного эфира щавелевоуксусной кислоты с ионообменной смолой, либо иным методом.
Предлагаемое средство и средство для регулирования роста растений на основе заявляемого активного ингредиента могут быть применены на практике следующим образом: путем опрыскивания семенного материала растений средством для регулирования роста растений; методом погружения семенного материала растений в средство для регулирования роста растений; посредством опрыскивания растений или их частей в фазе роста или покоя; путем полного или частичного погружения целого растения или отделенных его частей в средство для регулирования роста растений; путем погружения корневой системы растения, черенков, прививочного материала в средство для регулирования роста растений; через инъекции средства для регулирования роста растений внутрь растений; посредством поливания почвы средством для регулирования роста растений; добавлением средства для регулирования роста растений или его растворов в смолы, воски, пасты, гели, пластилины, замазки, садовые вары, краски, удобрения, агрохимикаты, пестициды и другие субстанции, контактирующие с растениями, или иным образом.
1
18
Использование в составе заявляемых веществ C-C-алкильных групп предпочтительно. Заявляемое средство для регулирования роста растений и заявляемый активный ингредиент выполняют свою функцию во всем выбранном диапазоне алкильных групп, поскольку все вещества данного диапазона являются гомологами, содержащими сходные по природе алкильные заместители.
-11
-3
-11
-3
-3
-11
Предлагается содержание активного ингредиента в количестве от 10 до 10 М. Это обусловлено тем, что на всем протяжении диапазона от 10 М до 10 М, согласно экспериментам, наблюдаются ростостимулирующие эффекты. При количестве более 10 М расход действующего вещества слишком высок, что не дает экономического преимущества по сравнению с аналогами. Для количества, менее 10 М, проявление ростостимулирующего эффекта маловероятно, так как ни одно из известных средств для регулирования роста растений не показало достоверной активности при столь низких концентрациях.
Заявляемая группа изобретений, в отличие от прототипов, имеет ряд существенных отличительных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемых веществ критерию «новизна».
Известно применение щавелевоуксусной кислоты в составе средства для регулирования роста растений в качестве буфера, для уменьшения влияния вредителей и патогенных микроорганизмов, для улучшения метаболизма растений посредством влияния на функцию трансаминирования альфа-кетокислот и гидроксидикарбоновых кислот, в качестве стерилизатора и для оказания бактериостатического действия, в качестве средства для повышения эффективности регуляторов роста растений и другие способы. Таким образом, щавелевоуксусная кислота используется как добавка к основному компоненту (стимулятору роста), улучшающая его свойства и не известно, что щавелевоуксусная кислота сама проявляет свойства стимулятора роста растений, а именно способствует повышению всхожести семян и энергии прорастания, удлинению стебля и основного корня, усилению роста боковых корней и повышению урожайности.
В уровне техники щавелевоуксусная кислота или ее амид, или хелатные комплексы со сложным эфиром щавелевоуксусной кислоты в качестве лиганда используются как средства для регулирования роста растений при довольно высоких концентрациях, что намного выше, чем наиболее эффективные концентрации использования заявляемого средства. При столь низких концентрациях, типичных при использовании заявляемого средства, производные щавелевоуксусной кислоты не должны проявлять ростостимулирующие свойства. Это вытекает из того, что щавелевоуксусная кислота и ее амид (кетосукцинамат) являются важными участниками метаболизма растений, они и так содержатся в тканях растений в больших концентрациях. Таким образом, неочевидным для специалиста является то, что заявляемый активный ингредиент и средство для регулирования роста растений на его основе проявляют ростостимулирующие свойства при заявляемых низких концентрациях. Кроме того, известные аналоги проявляют довольно узкий спектр ростостимулирующих эффектов.
Также прямым образом не следует из уровня техники применение сложного эфира щавелевоуксусной кислоты или его соли в качестве активного ингредиента средства для регулирования роста растений.
Применение заявляемого активного ингредиента и водного раствора сложного эфира щавелевоуксусной кислоты, или его соли, или смеси этого сложного эфира и соли в предлагаемой концентрации позволяет достичь неочевидного технического результата, заключающегося в повышении эффективности стимуляции роста растений за счет расширения спектра ростостимулирующих эффектов и возможности стимулирования роста растений при низких концентрациях активного ингредиента. По сравнению с прототипами и большинством других аналогов заявляемые средство и активный ингредиент имеют более широкий спектр ростостимулирующих свойств.
Вышеперечисленное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой группы изобретений критерию «изобретательский уровень».
Заявляемые средство для регулирования роста растений и активный ингредиент могут быть получены и применены с помощью известных средств и операций, с использованием доступных веществ, что позволяет сделать вывод об их соответствии критерию «промышленная применимость».
Заявляемые изобретения могут быть реализованы следующим образом.
Пример 1.
Натриевая соль диметилового эфира щавелевоуксусной кислоты (ДМОА) и натриевая соль диэтилового эфира щавелевоуксусной кислоты (ДЭОА) были получены в ФГБУН Институте органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН (г. Москва) следующим образом. В колбу на 250 мл при перемешивании вносят 50 ммоль метилата натрия или этилата натрия и смесь 100 мл диэтилового эфира с 50 ммоль диметилоксалата или диэтилоксалата соответственно. Затем добавляют 51 ммоль метилацетата или этилацетата. Далее реакционную смесь кипятят 1 час с обратным холодильником. После охлаждения выпадает белый осадок продукта - натриевая соль диметилового эфира щавелевоуксусной кислоты или натриевая соль диэтилового эфира щавелевоуксусной кислоты соответственно. Полученную соль фильтруют, промывают диэтиловым эфиром и сушат.
Полученные натриевая соль диметилового эфира щавелевоуксусной кислоты и натриевая соль диэтилового эфира щавелевоуксусной кислоты обладают следующими характеристиками:
1
13
6
3
3
6
3
3
1) Характеристики полученной натриевой соли диметилового эфира щавелевоуксусной кислоты. Выход 6,83 г (75%). Н-ЯМР (300 МГц, ДМСО-d), δ (м.д.): 3.44 (s, 3Н, СН), 3.61 (s, 3Н, СН), 5.10 (s, 1H, СН). С-ЯМР (300 МГц, ДМСО-d), δ (м.д.): 48.96 (СН), 51.38 (СН), 82.35 (СН), 167.77 (СО), 168.36 (СО), 169.96 (СО).
пл
6
3
3
2
2
6
3
3
2
2
1
3
3
3
3
13
2) Характеристики полученной натриевой соли диэтилового эфира щавелевоуксусной кислоты. Выход 7,36 г (70%). Т=188-190°С. Н-ЯМР (300 МГц, ДМСО-d), δ (м.д.): 1.13 (t, 3Н, СН, J=7 Гц), 1.20 (t, 3Н, СН, J=7 Гц), 3.92 (q, 2Н, СН, J=7 Гц), 4.07 (q, 2Н, СН, J=7 Гц), 5.09 (s, 1H, СН). С-ЯМР (300 МГц, ДМСО-d), δ (м.д.): 13.92 (СН), 14.62 (СН), 56.71 (СН), 59.97 (СН), 82.76 (СН), 167.41 (СО), 168.59 (СО), 169.66 (СО).
Описанная выше методика синтеза проста в осуществлении, универсальна и легко масштабируема до промышленных объемов. В ней использованы дешевые доступные реагенты и растворители, простое оборудование. Конечный продукт выпадает в виде твердого осадка, который легко отфильтровать, промыть и высушить, получив вещество приемлемой чистоты и с высоким выходом. Что особенно упрощает выделение и очистку. Это определяет высокую доступность и низкую стоимость заявляемых средства и активного ингредиента.
Пример 2.
ДМОА был синтезирован в ФГБУН Институте органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН (Москва) по методике, описанной в примере 1. Используемый для испытаний ДЭОА был куплен у фирмы Acros Organics BVBA.
-3
-5
-6
-7
-8
-9
-11
-3
-5
-6
-7
-8
-9
-11
Далее ДМОА и ДЭОА в отдельности были растворены в диметилсульфоксиде с получением растворов с концентрацией 10 г/л, в которые затем добавили воду с получением водных растворов ДМОА с концентрациями 10 М, 5,5⋅10 М, 5,5⋅10 М, 5,5⋅10 М, 5,5⋅10 М, 5,5⋅10 М, 10 М и ДЭОА с концентрациями 10 М, 4,8⋅10 М, 4,8⋅10 М, 4,8⋅10 М, 4,8⋅10 М, 4,8⋅10 М, 10 М.
Полученные водные растворы ДМОА и ДЭОА были исследованы в Испытательном центре почвенно-экологических исследований ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева» (г. Москва, 2015 г.) по методике, изложенной ТА. Сергеевой (Методика лабораторных испытаний гербицидов, Защита растений, 1963 г., №2, стр. 42-43). Проведен первичный лабораторный скрининг ДМОА и ДЭОА на семенах пяти различных культур: подсолнечник сорта «Воронежский 638», соя сорта «Вилана», люцерна сорта «Вега», огурец сорта «Нежинский» и томат сорта «Волгоградец».
В качестве контроля использовалась вода.
Единичный опыт проводили в стеклянной чашке Петри, на дно которой укладывался круг фильтровальной бумаги, пропитанный 5-ю мл выбранного для опыта рабочего раствора. После чего на поверхность обработанной фильтровальной бумаги равномерно укладывали по 25 семян. Чашку Петри выдерживали при температуре 21-23°С с подсветкой люминесцентными лампами в течение 7 дней. Повторность опыта в пределах одного варианта четырехкратная.
В опыте определяли число и процент нормально проросших семян на 3-и сутки (энергия прорастания) и на 7-ые сутки (всхожесть) после начала опыта. На 7-ые сутки проводился также замер основных биометрических показателей: высоты побега (мм), длины основного корня (мм) и числа боковых корней (шт.). Результаты опытов представлены в таблицах 1-5.
Таблица 1 - результаты лабораторных испытаний ДМОА и ДЭОА на семенах томата (фиг. 1)
Таблица 2 - результаты лабораторных испытаний ДМОА и ДЭОА на семенах подсолнечника (фиг. 2)
Таблица 3 - результаты лабораторных испытаний ДМОА и ДЭОА на семенах люцерны (фиг. 3)
Таблица 4 - результаты лабораторных испытаний ДМОА и ДЭОА на семенах сои (фиг. 4)
Таблица 5 - результаты лабораторных испытаний ДМОА и ДЭОА на семенах огурца (фиг. 5)
Из результатов опытов было получено, что водные растворы ДМОА и ДЭОА в заявляемых концентрациях обладают выраженной способностью стимулировать прорастание семян, удлинение корня, удлинение стебля побега, рост боковых корней.
Пример 3.
ДМОА был синтезирован в ФГБУН Институте органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН (Москва) по методике, описанной в примере 1. Используемый для испытаний ДЭОА был куплен у фирмы Acros Organics BVBA.
-3
-8
-9
-9
-10
-10
-11
-11
-3
-8
-9
-9
-10
-10
-11
-11
Далее ДМОА и ДЭОА в отдельности были растворены в диметилсульфоксиде с получением растворов с концентрацией 10 г/л, в которые затем добавляли воду с получением водных растворов ДМОА с концентрациями 10 М, 5,5⋅10 М, 5,5⋅10 М, 1,8⋅10 М, 5,5⋅10 М, 1,8⋅10 М, 1,8⋅10 М, 10 М и ДЭОА с концентрациями 10 М, 4,8⋅10 М, 4,8⋅10 М, 1,6⋅10 М, 4,8⋅10 М, 1,6⋅10 М, 1,6⋅10 М, 10 М.
Проведены полевые испытания полученных водных растворов ДМОА и ДЭОА на яровой пшенице сорта «Любава». Испытания проводились в условиях агроклиматической зоны I, на опытном поле лаборатории разработки систем защиты зерновых культур Технологического центра по земледелию ФГБНУ «Московский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «Немчиновка» (Московская обл., Одинцовский р-н, р.п. Новоивановское, 2015 г.) по методике, принятой для регистрационных испытаний регуляторов роста растений (Методические указания по проведению регистрационных испытаний новых форм удобрений, биорегуляторов и регуляторов растений. Москва-Владимир, 2009 г., стр. 104; Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Зерновые, крупяные, зернобобовые и кормовые культуры. Выпуск 1, Москва, 1985 г., стр. 269, Выпуск 2, Москва, 1989 г., стр. 194; ОСТ 10-108-87; ГОСТ 26212-91; ГОСТ-91).
соль
Почва опытного участка дерново-подзолистая на покровном суглинке. Мощность пахотного слоя составляла 27-29 см при содержании гумуса до 2,2%, рН около 5,7-5,8, подвижного фосфора 145-155 мг/кг и обменного калия 100-115 мг/кг почвы.
Испытания проводились в период с 29 апреля по 30 июля 2015 г. В первой половине вегетационного периода погодные условия были неблагоприятные (обилие осадков в мае и июне), что является существенным стрессовым фактором.
Контроль - без обработки регуляторами роста.
2
2
Площадь опытных делянок - 100 м, учетная площадь - 50 м. Повторность опытов четырехкратная.
Культура-предшественник - озимая пшеница. Сразу после осенней уборки озимых была произведена обработка дискатором на глубину 10-12 см. Далее зяблевая вспашка на глубину 18-20 см оборотным плугом, боронование, закрытие влаги.
64
64
64
Перед посевом испытываемой культуры произведено внесение Азофоски в почву в дозе NPK. Дата посева: 29 апреля 2015 года. Норма высева семян: 5,0 млн всхожих зерен на 1 га.
-3
-8
-9
-10
-11
-3
-8
-9
-10
-11
Перед посевом все семена протравливались фунгицидом «Винцит Форте» с нормой расхода 1,0 л/т семян, а также выбранным для опыта водным раствором ДМОА или ДЭОА с нормой расхода раствора 10 л/т семян (этот водный раствор непосредственно использовался в качестве жидкости для протравки) либо без регулятора роста, в зависимости от опыта. При протравке использовались следующие варианты концентраций испытуемых растворов: 10 М, 5,5⋅10 М, 5,5⋅10 М, 5,5⋅10 М и 10 М для ДМОА; 10 М, 4,8⋅10 М, 4,8⋅10 М, 4,8⋅10 М и 10 М для ДЭОА.
-3
-11
-9
-10
-11
-9
-10
-11
В фазе кущения (23 мая) производилось опрыскивание посевов против сорняков гербицидом «Линтур» в дозе 175,0 г/га, против вредителей применяли инсектицид «БИ-58 Новый» в дозе 0,5 л/га, а против комплекса листостеблевых болезней посевы опрыскивали в фазе начала выхода в колошение (20 июня) фунгицидом «Альто Супер» в дозе 0,5 л/га, совместно с водными растворами ДМОА или ДЭОА (или без них). Опрыскивание водными растворами ДМОА или ДЭОА позволяет дополнительно повысить стимуляцию роста растений. При этом для водных растворов ДМОА или ДЭОА дозировка составила 300 л/га (этими растворами непосредственно производилось опрыскивание). Опрыскивание водными растворами ДМОА и ДЭОА проводилось для всех вариантов, где ДМОА и ДЭОА использовались для протравки семян, кроме вариантов с концентрациями 10 М и 10 М. Концентрация раствора, которым производилось опрыскивание, составляла одну тридцатую от концентрации раствора, которым предварительно производилась протравка семян. Соответственно, для ДМОА: 1,8⋅10 М, 1,8⋅10 М, 1,8⋅10М; для ДЭОА: 1,6⋅10 М, 1,6⋅10 М, 1,6⋅10 М.
2
Уборка опытных делянок производилась 30 июля, перед уборкой проведен отбор пробных снопов 0,25 м с каждого варианта опыта для проведения структурного анализа.
Результаты исследований приведены в Таблице 6 - результаты полевых испытаний ДМОА и ДЭОА на пшенице. В таблицы указаны концентрации растворов, использованных при протравке семян в соответствующих вариантах (фиг. 6).
2
Из результатов опытов получено, что заявляемое средство для регулирования роста растений и заявляемый активный ингредиент оказали положительное влияние на рост урожайности пшеницы при всех испытанных концентрациях. Кроме того, заявляемое средство для регулирования роста растений и заявляемый активный ингредиент способствовали значительному увеличению количества продуктивных стеблей на 1 м, росту массы зерна, удлинению главного колоса, увеличению количества и массы зерна с главного колоса. При этом в пшенице значительно возрастает содержание клейковины и крахмала, отмечено некоторое повышение содержания белка. Негативных воздействий на растение пшеницы и на показатели качества зерна не обнаружено.
Из результатов опытов можно сделать вывод, что водные растворы ДМОА и ДЭОА в заявляемых концентрациях обладают выраженной способностью стимулировать рост, повышать урожайность и качество пшеницы несмотря на наличие существенного фактора стресса (обилие осадков в мае и июне). При этом отсутствовал чрезмерный рост растения в высоту, способный привести к полеганию.
Из таблиц 1-6 видно, что в сравнении с прототипами активный ингредиент оказывает ростостимулирующие свойства и при использовании в меньших дозировках, что снижает его расход. Также заявляемые средство и активный ингредиент имеет качественные преимущества, заключающиеся в расширении спектра ростостимулирующих эффектов. А именно заявляемые средство и активный ингредиент, в отличие от прототипов, позволяют достичь удлинения основного корня, увеличения числа боковых корней, удлинения проростка (основного стебля). Кроме того, заявляемые средство и активный ингредиент превосходят решения по прототипу по показателю всхожести для люцерны и позволяют повысить не только содержание белка, но и крахмала в пшенице.
Поскольку активный ингредиент после проникновения в водную среду растения будет существовать уже в виде водного раствора, можно судить о том, что в случае использования заявляемого активного ингредиента в любом виде средства для регулирования роста растений будут наблюдаться те же ростостимулирующие свойства, что и в случае использования заявляемого активного ингредиента в составе водного раствора с заявляемой концентрацией.
При использовании сложного эфира щавелевоуксусной кислоты, или его соли, или смеси соли и этого сложного эфира в заявляемом количестве будут наблюдаться одинаковые значения эффективности стимуляции роста растений.
Результаты опытов подтверждают, что заявляемые изобретения позволяют расширить арсенал средств для регулирования роста растений и их активных ингредиентов.
-11
-3
Кроме того, применение заявляемого активного ингредиента в количестве от 10 до 10 М позволяет достичь повышения эффективности стимуляции роста растений путем возможности стимулирования роста растений при низкой дозировке активного ингредиента, усиления энергии прорастания семян, повышения их всхожести, стимуляции роста побегов и корней. Кроме того, заявляемые средство и активный ингредиент способствуют повышению урожайности и качества растений.
Заявляемые технические результаты были получены на множестве разнообразных растений, среди которых одно однодольное (пшеница) и пять двудольных растений из четырех различных семейств (томат, подсолнечник, соя, люцерна, огурец). Это позволяет судить о возможности применения заявляемой группы изобретений для стимуляции роста растений всех видов.
Заявляемые вещества не содержат высокоопасных веществ. Эфиры щавелевоуксусной кислоты являются производными природной щавелевоуксусной кислоты (входит в цикл Кребса), поэтому они легко, быстро и без остатка разлагаются почвенными микроорганизмами. В сочетании с крайне низкими дозировками активного ингредиента все это делает заявляемую группу изобретений достаточно безвредной как для окружающей среды, так и для людей, потребляющих сельхозпродукцию.