СРЕДСТВО ДЛЯ СТИМУЛИРОВАНИЯ РОСТА И РАЗВИТИЯ, ЗАЩИТЫ ОТ ГРИБКОВЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
COMPOSITION FOR STIMULATING GROWTH AND DEVELOPMENT AND FOR PROTECTING CROPS FROM FUNGUS DISEASES

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для обработки семян или клубней с целью повышения их всхожести и устойчивости к грибным заболеваниям.
Известен тетрагидрат(+)гидротартрата(+)цис-[2S,5R-1,5-диметил-2-(1-окси-3-пропил)]-пирролидиния формулы
,
проявляющий морфогенетическую и росторегулирующую активность (см. патент РФ на изобретение №2186768, МПК C07D 207/08).
Однако данное вещество является трудносинтезируемым и соответственно дорогостоящим.
Известен фунгицид против болезней сельскохозяйственных культур со стимулирующим действием на рост растений общей формулы
Высокая фунгицидная активность в сочетании со стимулирующим действием на рост растений обеспечивает эффективную защиту сельскохозяйственных культур от широко распространенных возбудителей болезней (см. патент РФ на изобретение №2200393, МПК A01N 55/08).
Однако данное вещество имеет сложную структуру.
Известно средство для борьбы с фитопатогенными болезнями культурных растений, являющееся эффективной комбинацией 4-феноксихинолина формулы
с различными фунгицидами (см. патент РФ №2221425, МПК A01N 43/42, A01N 43/40).
Однако входящие в состав галогензамещенные ароматические кольца обычно приводят к появлению токсических свойств. Кроме того, хлорсодержащие ароматические соединения имеют тенденцию накапливаться в почве вследствие высокой устойчивости.
Задачей настоящего изобретения является создание нетоксичного и недорогостоящего стимулятора, достаточно простого в получении.
Технический результат заключается в сохранении эффективности воздействия при удешевлении.
Поставленная задача решается тем, что средство для стимулирования роста и развития, защиты от грибковых заболеваний сельскохозяйственных культур представляет собой соединение 7,7-диметил-2-фенил-4-(4-метоксифенил)-5-оксо-5,6,7,8-тетрагидрохинолин (ТГХ) формулы
Для данного вещества ранее были выявлены антиоксидантное и криопротекторное свойства. Данное соединение может быть получено по методике, опубликованной в работе Харченко В.Г., Маркова Л.И., Казаринова Т.Д., Юдович Л.М. О характере гетероциклизации трикетонов ряда 2-(3-оксопропил)-циклогексан-1,3-диона / Химия гетероциклических соединений - 1985, - №7, - с 915-918.
Авторами выявлены неизвестные ранее свойства данного вещества, которые позволяют использовать его по указанному назначению и могут быть проиллюстрированы следующими примерами.
Пример 1. Лабораторные исследования росторегулирующего действия ТГХ по оценке активности фермента пероксидазы и определение его ауксиновой активности.
-4
-3
Опыты проводили на мягкой яровой пшенице сорта Саратовская 29, огурцах сорта Кустовой, томатах сорта Дубок и картофеле сорта Невский. Перед исследованием по 50 семян для пшеницы, огурца и томата и 3 клубня для картофеля замачивали на 24 часа в растворе ТГХ с концентрацией 10% или 10%. В качестве контроля использовали дистиллированную воду. Стандартом являлись растворы промышленных стимуляторов роста растений иммуноцитофита и экстрасола, обработка которыми производилась по рекомендуемым методикам.
После обработки семенной материал промывался дистиллированной водой и ставился на проращивание. Семена пшеницы, огурца и томата проращивали во влажных рулонах фильтровальной бумаги в термостате при 24-25°С до появления ростков длиной 15-20 мм [см. Большой практикум по физиологии растений / Гавриленко В.Ф., Ладыгина М.Е., Хандобина Л.М. / М.: Высш. шк., 1975, 391 с.].
Обработанные клубни картофеля помещали во влажный субстрат торф - песок, приготовленный в соотношении 1:1, и проращивали также в термостате при 24-25°С.
Полученные ростки отделяли от семян и клубней и растирали с холодным ацетатным буфером (pH 4,7) в соотношении 1:10. Суспензию настаивали в холодильнике в течение 12 часов, затем центрифугировали при 12000 g. В надосадочной жидкости определяли активность фермента пероксидазы по методу с о-фенилендиамином [см. Суслова Т.А., Хорошева Т.М. К вопросу о биохимических аспектах устойчивости люцерны к микоплазмозу // Сб.: Защ. раст. Саратов. 1993. С.111].
Эффекты действия ТГХ определяли по отношению к воде (контроль) и промышленным биостимуляторам (стандарт).
Данные опыта показывают, что для всех изученных культур ТГХ существенно увеличил активность фермента пероксидазы по сравнению с контролем, а для некоторых культур наблюдалась более высокая активность и по сравнению с вариантами применения промышленных биостимуляторов (табл.1), что свидетельствует о включении ТГХ в окислительно-восстановительные процессы в растениях и о его высокой биологической активности.
На огурце проведено исследование ТГХ на ауксиновую активность.
Ауксиновую активность определяли с помощью биотеста [см. Практикум по росту и устойчивости растений / Учебное пособие / Полевой В.В., Чиркова Т.В., Лутов Л.А. / С.-Петерб.: Изд. С.-П. ун-та, 2001, 212 с.].
По изменению длины проростка, помещенного в раствор биологически активного вещества, и образованию на нем изгиба оценивали ауксиновую активность вещества. В варианте с ТГХ длина проростка возросла по сравнению с контролем (5 мм) на 4 мм и отмечено разрастание тканей (изгиб). В случае иммуноцитофита - промышленного стимулитора роста прирост составил лишь 2 мм.
Данные лабораторных испытаний указывают на проявление ТГХ ауксиновой активности.
Пример 2. Росторегулирующая активность ТГХ на различных сельскохозяйственных культурах в условиях открытого грунта.
Полевые опыты в открытом грунте проводили в течение 5 лет (2002-2006 г.г.) на мягкой яровой пшенице Саратовская 29 в условиях Ивантеевского района Саратовской области, огурце сорта Кустовой в условиях Самарской области, томатах сорта Дубок в условиях Волгоградской области, картофеле сорта Невский в условиях Аркадакского района Саратовской области. Закладку опытов, уборку и учет урожайности проводили по методике государственных сортоиспытаний сельскохозяйственных культур (Москва, 1985, вып.2, 286 с.).
-4
-3
Перед посевом семена и клубни обрабатывали путем замачивания в растворе ТГХ с концентрацией 10 или 10% (ОД мг/л или 1 мг/л вещества) [см. В.Ф.Велик, Р.А.Кротова. Качество семян, способы предпосевной их подготовки // Сб. Овощеводство открытого грунта. - М.: Колос, 1984, с.108]. Контролем служила вода, в качестве эталона (стандарта) растворы промышленных биостимуляторов роста и развития растений иммуноцитофита и экстрасола.
Томаты высаживались рассадным способом в открытый грунт через 45 дней после посева семян.
Пшеницу, огурцы, картофель высаживали непосредственно в грунт замоченными и подсушенными семенами и клубнями.
2
Повторность опытов 4-кратная. Размер учетных делянок для всех культур - 25 м, защитная зона - 1,5 м.
Для учета брали по 10 растений с каждой повторности.
Опыты закладывали на черноземных почвах. Подготовка почвы включала лущение, зябевую вспашку на глубину 25-30 см, весеннее боронование, двукратную культивацию. Картофель высаживали гребневым способом.
Перед посадкой рассады томатов вносили минеральные удобрения (суперфосфат 4 ц/га, хлористый калий 2 ц/га), при культивации вносили аммиачную селитру (1,5 ц/га).
В качестве удобрений на картофеле использовались аммиачная селитра, двойной суперфосфат, хлористый калий и аммофосфат (2:3:2:3).
В период вегетации томатов и огурцов было проведено 6-10 поливов, для картофеля провели 4 полива.
Учет урожая проводился со всех учетных делянок (табл.2, 3, 4, 6).
-4
-3
Из таблиц 2, 3, 4, 6 видно, что предпосевная обработка семенного материала ТГХ в виде растворов с концентрацией 10% и 10% способствует увеличению урожая у различных культур по сравнению с контролем на 4-48%.
Особенно эффективно обработка ТГХ сказалась на томатах сорта "Дубок" и картофеле сорта "Невский".
Под влиянием ТГХ существенно возросла крупность плодов томата и клубней картофеля по сравнению с контролем, на 40 и 15% соответственно. При одинаковом общем среднем количестве плодов с куста большая масса плодов дала более высокую общую урожайность с делянки.
Использование ТГХ для выращивания пшеницы и огурцов также привело к увеличению их продуктивности на 4-6% по сравнению с контролем.
Во всех вариантах опытов с ТГХ на пшенице увеличилось количество продуктивных стеблей на делянке, число зерен в колосе, масса1000 зерен.
Из таблицы 5 видно, что обработка семян томатов ТГХ способствовала повышению полевой всхожести семян, а также сдвинула на более ранние сроки этапы наступления органогенеза, что привело к получению ранней товарной продукции и снижению степени развития основных грибных заболеваний.
Пример 3. Изучение ТГХ в качестве индуктора устойчивости к грибным заболеваниям у различных сельскохозяйственных культур.
В полевых условиях проводили для всех культур учет степени развития основных грибных заболеваний: на пшенице - бурой ржавчины, мучнистой росы, корневой гнили; на огурцах - мучнистой росы; на томатах - септориоза, вершинной гнили, фитофтороза; на картофеле - фитофтороза [см. Фитосанитарная экспертиза с/х культур (рекомендации) 7 Москва, ФГНУ, Росинформагротех, МСХ РФ. Москва, 2002, 134 с.].
Из таблицы 7 видно, что обработка всех культур раствором ТГХ снизила развитие и распространенность основных грибных заболеваний, характерных для данных растений.
Так, под влиянием обработки ТГХ у пшеницы степень пораженности бурой ржавчиной снизилась на 0,1%, мучнистой росой на 0,4%, корневой гнилью на 6% по сравнению с контролем.
Существенный эффект от обработки ТГХ получен на огурцах. Развитие такого вредоносного для огурцов заболевания как мучнистая роса под влиянием обработки снизилось на 7%, что продлило период вегетации на 2 недели.
Положительный эффект от обработки ТГХ получен и для томатов. В варианте с ТГХ снизилась степень развития таких заболеваний как септориоз, вершинная гниль и, особенно, фитофтороз (на 2,2% по сравнению с контролем).
Развитие фитофтороза под влиянием обработки снизилось и у картофеля - на 13% по сравнению с контролем.
Снижение степени распространенности основных заболеваний под влиянием обработки биологически активными веществами позволяет исключить химические способы борьбы с этими заболеваниями и получить экологически чистую продукцию.
По результатам проведенных лабораторных и полевых исследований препарата ТГХ можно сделать заключение об его высокой биологической активности и протекторном действии на растения. Обладая многофункциональными регуляторными функциями, ТГХ включается в процессы репликации, транскрипции и трансляции, повышает активность ДНК и усиливает синтез и-РНК, что, в свою очередь, сопровождается интенсификацией роста и развития растений.
Таблица 2
Влияние ТГХ на продуктивность пшеницы Саратовская 29 (2002-2004 г.г.)
Вариант опыта
Длина колоса, см
Число зерен в колосе, шт.
Масса 1000 зерен, г
Количество продуктивных стеблей на делянке, шт.
Урожай
ц/га
Прибавка, %
Контроль
6,9
17
29
310
13,3
-
ТГХ - 10<sup>-4</sup>%
7,0
21
31
336
13,9
4,5
ТГХ - 10<sup>-3</sup>%
7,0
24
34
347
14,1
6,0
Стандарт
7,0
20
30
331
13,8
3,7
НСР<sub>05</sub>
0,04
0,12
1,3
9,8
0,15
Таблица 3
Влияние ТГХ на продуктивность огурца сорта Кустовой (2004-2006 г.г.)
Вариант опыта
Средняя масса 1 плода, кг
Среднее количество плодов с куста, шт.
Урожай
кг/м<sup>2</sup>
прибавка, %
Контроль
0,18
12
42,7
-
ТГХ - 10<sup>-4</sup>%
0,15
16
44,3
3,7
Стандарт
0,19
19
47,5
11,2
НСР<sub>05</sub>
0,01
0,12
0,56
Таблица 4
Влияние ТГХ на продуктивность томата сорта Дубок (2002-2004 г.г.)
Вариант опыта
Средняя масса 1 плода, кг
Среднее количество плодов с 1 растения, шт.
Урожай
кг/м<sup>2</sup>
прибавка, %
Контроль
59,0
10,1
2,1
-
ТГХ - 10<sup>-3</sup>%
68,6
8,9
2,8
33,3
ТГХ - 10<sup>-4</sup>%
81,2
9,3
3,1
47,6
Стандарт
66,3
8,7
2,7
28,6
НСР<sub>05</sub>
1,3
0,07
0,06
Таблица 5
Влияние ТГХ на прохождение этапов органогенеза у томатов сорта Дубок (среднее за 2002-2004 г.г.)
Вариант опыта
Полевая всхожесть, %
Даты наступления фаз органогенеза
Всходы
Фаза 1 листа
Фаза бутонизации
Фаза цветения
Фаза созревания
Контроль
78
11,05
14,05
13,06
18,06
14,07
ТГХ - 10<sup>-3</sup>%
88
12,05
15,05
14,06
18,06
12,07
ТГХ - 10<sup>-4</sup>%
95
9,05
11,05
10,06
13,06
8,07
Стандарт
89
11,05
12,05
12,06
16,06
11,07
Таблица 6
Влияние ТГХ на продуктивность картофеля сорта Невский (2004-2006 г.г.)
Вариант опыта
Появление всходов
Количество клубней с 1 куста, шт.
Масса 1 клубня, г
Урожай,
ц/га
прибавка, %
Контроль
5,06
10
150
70
-
ТГХ - 10<sup>-3</sup>%
2,06
11
173
90
28,6
Стандарт
30,05
12
162
92
31,4
HCP<sub>05</sub>
0,2
1,4
0,09