РЕГУЛЯТОР РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
PLANT GROWTH AND DEVELOPMENT REGULATOR AND METHOD OF OBTAINING IT

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к области повышения производительности производства овощных, зерновых и других сельскохозяйственных культур.
В настоящее время одним из направлений в решении этой задачи является разработка экологически безопасных регуляторов роста растений. В последние 40-50 лет основное внимание уделяется изучению естественных и искусственных регуляторов роста, таких как ауксини, гиберелини, цитокини, фузикокцини и другие (Шевелуха B.C. Рост растений и его регуляция в онтогенезе. - М.: Колос, 1992).
Известно много способов стимуляции цветения и плодообразования у сельскохозяйственных культур при помощи синтетических или естественных регуляторов роста, таких как арахидонова кислота (препарат иммуноцитофит), гиберелиновые кислоты (гибберсиб), гуминовые кислоты (гумат натрия), стероидные гликозиды (молдстим, паветим), тритерпеновые кислоты (силк) и другие.
Но одни из этих веществ являются дорогостоящими и не обеспечивают достаточную эффективность и особенно экологическую чистоту как готовой продукции, так и окружающей среды. Другие не нашли широкого распространения из-за недостаточной биологической активности, низкой стабильности или узкого направления действия (видовой фактор).
По заявленному изобретению в качестве регулятора роста и развития растений предложено использование смеси биохимических веществ, выделенных из плаценты (последа) человека, коров или свиней после специальной химической обработки тканей.
По химической природе указанная смесь характеризуется следующим составом (в %, в пересчете на сухие вещества):
полипептиды
2,5-7,0
аминокислоты
40,0-60,0
аминосахариды
4,0-6,0
гексуроновые кислоты
8,0-10,0
мукополисахариды
25,0-40,0
неорганические соли
20,0-30,0
Существенным отличием от известных препаратов на основе плаценты является то, что заявляемый регулятор содержит указанные биохимические продукты, которые находятся в окисленной форме, то есть в составе молекулы находится одна или несколько химических связей углевод - кислород, азот - кислород, сера - кислород. Основным действующим веществом в заявленном регуляторе роста и развития растений являются полипептиды с молекулярной массой 5000-10000 Д и мукополисахариды. Механизм действия предложенного регулятора для роста и развития растений основан на биокаталитической, иммунотропной и адаптогенной активности.
В результате биокаталитического действия регулятора на семена и внекорневые части растений происходит рост скорости биохимических реакций в процессе фотосинтеза как при развитии, цветении, так и при плодообразовании. Этот фактор приводит к росту длины и толщины надземной частицы растений, числа стеблей, соцветий и площади листьев и, соответственно, к увеличению урожайности всех обработанных культур. Этот эффект распространяется практически на все виды растений, в т.ч. на комнатные, сорняки и плодовые деревья. Такой широкий спектр действия обусловлен единством живой природы (растений) и регулятора.
Наличие адаптогенной и иммунотропной активности заявленного регулятора обеспечивает стойкость растений к заморозкам на грунте и засухе. Как показали результаты наблюдений, полученных в отдельных личных хозяйствах, обработка регулятором упавших и почерневших стеблей томатов от заморозков приводит к восстановлению роста, развитию и полноценному плодообразованию. Аналогичный эффект наблюдается при засухе. Увеличение урожайности по сравнению с контролем составляет от 25 до 200% в зависимости от уровня агрофона.
Наличие адаптогенной и иммунотропной активности у заявленного регулятора обеспечивает при практическом применении повышение стойкости плодов к инфекциям как в период роста, так и в процессе хранения.
Одним из существенных преимуществ заявленного регулятора роста и развития растений по сравнению с известными является обеспечение экологической чистоты готовой продукции и исключения негативного действия на окружающую среду из-за единства биохимической природы растений и регулятора.
Практическое применение заявленного регулятора осуществляется путем внепосевной обработки семян овощей или клубней перед посадкой 0,0005 - 0,005% раствором препарата (по действующему веществу), которое готовится из расчета 2 мл препарата (1 чайная ложка) на 10 л воды. При внепосевной обработке малого количества семян (личные хозяйства) обработку проводят раствором препарата из расчета 5-10 капель на 1 стакан воды. Продолжительность внепосевной обработки семян 24 часа, а клубней перед посадкой 10-15 минут.
Внекорневую обработку растений или плодовых деревьев осуществляют путем опрыскивания раствором препарата при указанных выше концентрациях опрыскивателями по всходам, в период бутонизации и цветения.
Результаты проверки эффективности применения заявленного регулятора роста и развития растений, полученные в условиях полевого опыта на базе НИИ овощеводства и бахчевника УААН, Харьковской овощной фабрике и при садовых участках отдельных физических лиц, приведены в таблицах №1-5.
Таблица 1
Урожайность картофеля, обработанного заявляемым регулятором (среднее за 2000-2001 гг. ИОБ УААН)
Номер вариантов
Время обработки (фенологическая фаза)
Концентрация, мл/л
Урожайность, ц/га
Урожайность по отношению к контролю, %
Выход клубней семенной фракции, %
1
2
3
4
5
6
1
До посадки
0,5
147,4
96,8
76
2
2,5
171,9
112,9
70
3
5,0
175,3
115,2
79
4
По сходкам
0,5
185,2
121,7
80
5
2,5
153,8
101,0
78
6
5,0
173,7
114,1
76
7
Бутонизация
0,5
184,0
120,9
80
8
2,5
201,7
132,5
73
9
5,0
194,0
127,5
82
10
Цветение
0,5
177,6
116,7
78
11
2,5
127,5
83,8
71
12
5,0
124,3
81,7
75
13
Комбинирование
0,5
143,6
94,3
79
14
2,5
153,1
100,6
74
15
5,0
140,7
92,4
68
16
Контроль (без обработки)
152,2
100,0
78
Таблица 2
Биометрические параметры картофеля, обработанного заявляемым регулятором (среднее за 2000-2001 гг. ИОБ УААН)
Номервариантов
Время обработки (фенологическая пауза)
Концентрация, мл/л
Количество семян
Средняя масса семенного клубня
Среднее количество стеблей в кусте, шт.
шт.на куст
тыс.шт./га
1
перед посадкой
0,5
6,6
269
58,6
6,9
2
2,5
6,4
261
50,3
8,1
3
5,0
7,5
306
47,8
6,7
4
по сходкам
0,5
6,4
261
58,9
8,2
5
2,5
6,2
253
50,2
7,9
6
5,0
7,1
290
49,6
7,0
7
бутонизация
0,5
7,7
314
49,3
8,0
8
2,5
7,2
294
54,7
7,4
9
5,0
7,4
302
55,7
8,0
10
цветение
0,5
6,7
273
54,7
6,7
11
2,5
4,6
188
52,0
6,6
12
5,0
4,6
188
51,3
9,2
13
комбинирование
0,5
5,3
216
55,5
8,2
14
2,5
6,7
273
45,1
7,9
15
5,0
5,5
224
47,3
8,1
16
Контроль (без обработки)
5,7
233
53,2
8,2
Таблица 3
Пораженность картофеля вирусными заболеваниями, обработанного заявляемым регулятором (среднее за 2000-2001 гг.)
Номер вариантов
Время обработки (фенологическая фаза)
Концентрация, мл/л
Пораженность растений вирусами, %
В открытой форме
В скрытой форме, в т.ч.
Х
S
М
Y
F
всего
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
перед посадкой
0,5
0,9
0
10
30
0
12
30
2
2,5
0,8
0
0
10
0
0
14
3
5,0
0,8
2
12
6
2
7
20
4
по сходкам
0,5
1,2
2
0
30
10
14
36
5
2,5
2,4
0
0
10
0
2
12
6
5,0
1,3
2
2
16
0
6
20
7
бутонизация
0,5
1,8
2
2
12
2
12
12
8
2,5
1,4
4
4
10
0
2
18
9
5,0
0,4
0
0
20
0
0
20
10
цветение
0,5
0,5
2
0
10
0
0
12
11
2,5
0
6
2
14
10
2
20
12
5,0
0,4
6
2
24
10
6
32
13
комбинирование
0,5
1,3
0
2
20
0
2
24
14
2,5
2,6
4
2
24
2
6
28
15
5,0
3,4
2
12
0
22
4
28
16
Контроль(без обработки)
1,1
1
3
9
17
10
29
Таблица 4
Урожайность перца сладкого при разных вариантах обработки заявляемым регулятором (среднее за 2000-2001 гг.)
Название сорта
Вариант обработки
Продуктивность растений, г
Среднее количество плодов, шт.
Средняя масса плода, г
Надежда
1
678,00
9,17
73,95
2
1355,00
16,00
85,05
3
422,00
8,90
44,81
Подарок Молдавии
1
852,00
9,79
87,00
2
650,50
10,51
61,72
3
590,50
8,55
69,11
HIP05
38,92
0,78
5,94
Изучение действия заявляемого регулятора на развитие таких растений, как свекла столовая (сорт Действие), редиса (сорт Ксения), петрушка (сорт Харьковчанка), морковь (сорт Яркая), проведено в условиях полевого севооборота. Посев осуществляли 3 мая 2001 года. Семена замачивали 24 часа в 5% растворе препарата.
Опыт был заложен по таким вариантам:
I - сухие семена.
II - замачивание в воде.
III - замачивание в растворе регулятора.
Таблица 5
Влияние препарата на количество и массу корнеплодов свеклы столового, редиса, петрушки и моркови
Овощная культура
Вариант
Стандарт
Нестандарт
Недогоны
Количество, шт.
Масса, кг
Количество, шт.
Масса, кг
Количество, шт.
Масса, кг
Свекла столовая
I (контроль)
11
3,8
9
0,58
7
0,32
II
14
6,7
11
0,82
9
0,30
III
23
10
4
0,68
3
0,10
Редис
I (контроль)
42
0,40
34
0,32
47
0,20
II
29
0,25
37
0,29
52
0,18
III
37
0,35
59
0,41
63
0,2
Петрушка
I (контроль)
29
1,4
12
0,45
23
0,32
II
30
1,75
13
1,1
29
0,78
III
57
4,3
10
0,8
17
0,25
Морковь
I (контроль)
36
3,4
27
1,3
74
1,2
II
35
3,9
41
1,9
65
1,05
III
64
7,8
28
1,15
44
1,2
Особенно следует отметить регуляторное действие препарата на формирование биометрических показателей капусты в 1-м году жизни. У растений, обработанных препаратом, отмечен ощутимо больший прирост длины стебля, а также площади поверхности второго и третьего настоящих листков. Наилучшие результаты по уменьшению количества недогонов отмечены при применении препарата в наибольшей концентрации (50 мг/л) - 80,3% для сорта Харьковская зимняя и 78,6% для сорта Ярославна. Контрольные значения - 43,9% и 37,9% соответственно. Следует отметить, что меристемный материал капусты белокочанной, как и любой другой овощной культуры, при перенесении из асептических условий выращивания в полевые всегда отмечается низкой приживаемостью. В этом аспекте следует отметить позитивную роль препарата как стимулятора адаптогенного действия пробирочных растений к условиям выращивания in vivo.
В период выращивания растений капусты сорта Харьковская зимняя в условиях застекленной теплицы отмечены лучшие показатели прироста слоеной поверхности - в 1,6 раза больше в сравнении с контролем, при этом 95% завязанных головок созрели к товарной спелости, контроль - 56,7%. Аналогичные показатели для сорта Ярославна - увеличение в 1,33 раза и 98% кочанов капусты, имели товарную спелость (контроль - 46,1%). Следует отметить, что выращивание капусты в условиях закрытой почвы в течение всего летнего периода отмечалось высокими дневными температурами (до 35-40°С), которые являются не типичным фактором выращивания данной овощной культуры в условиях открытой почвы. В этом аспекте следует отметить позитивную роль данного препарата как регулятора который повышал стойкость растений к этому абиотическому стрессу.
2
Представленные в таблицах результаты эффективности применения заявленного регулятора получены на полях со слабым агрофоном. При наличии высокого агрофона урожайность картофеля, капусты и других с/х культур при обработке препаратом повышается более чем в 2 раза. Как показали результаты применения его на Харьковской овощной фабрике, урожайность огурцов и томатов при трехразовой обработке (по сходкам, бутонизация, цветение) повысилась с каждого 1 м на 2-2,5 кг.
Наиболее близким аналогом к заявленному регулятору является способ регуляции роста и развития овощных культур согласно патенту РФ №2224414 (A01G 7/00, A01N 65/100, A01C 1/00) от 10.04.2002, опубликованному 27.02.2004 г. По этому патенту в качестве регулятора предоставлено применение естественной смеси тритерпеновых кислот, полученных путем спиртовой экстракции из древесной зелени сибирской пихты (биосел). Недостатком данного препарата является узкое направление применения (огурцы и томаты), отсутствие адаптогенного и иммунотропного действия и низкая эффективность по сравнению с заявленным регулятором. Для практического применения биосел употребляют в виде раствора в концентрации 0,003-0,03%, в то время как у заявляемого регулятора рабочая концентрация колеблется в пределах 0,0005-0,005%, что на порядок выше по сравнению с аналогом. Кроме того, использование в качестве сырья хвои сибирской пихты по огнеопасной технологии получения биосила (экстракция спиртом и выпаривание) ограничивает возможность широкого практического его применения. В заявленном объекте в качествах сырья употребляются биологические продукты - плацента человека, коровы или свиньи, использование которых в качестве сырья для производства регуляторов до настоящего времени не было известно.
Другим аналогом, частично близким к заявленному объекту с адаптогенным действием, является способ защиты растений от засухи согласно патенту РФ №2239299 (A01C 1/100) от 04.11.2002, опубликованному 10.11.2004 г. По данному способу семена трижды подвергают попеременному замачиванию на протяжении 3-х суток в растворах аминокислоты пролина, сахарозы и глюкозы с последующей сушкой. Способ позволяет повысить выживание бобовых культур при их выращивании в условиях водного дефицита.
Общим признаком с заявленным объектом является только использование естественных органических продуктов, в то время как другие положительные эффекты (повышение урожая, сохранение и другие) не достигаются.
3
Способ получения заявленного объекта построен на предварительном размельчении заготовленных плацент (последов) на электромясорубке и следующей химической обработке раствором хлористой кислоты. В результате химической обработки происходит гидролиз крупно молекулярных белково-полисахаридных комплексов до аминокислот, полипептидов и мукополисахаридов с одновременным окислением полученных продуктов. Полученную смесь продуктов реакции (суспензия) подвергают тонкодисперсному размельчению (размер нерастворимых частиц 0,2-1 микрон) и разводят водой до рабочей концентрации по сухому остатку 20-40 мг/см.
Известно несколько способов использования плаценты для получения биологически активных веществ для последующего использования в медицине, ветеринарии и косметологии.
Наиболее близкими аналогами к заявляемому объекту является «Способ получения биогенного стимулятора» - патент РФ №2036650 (А 61 К 35/50), опубликованный 09.06.95, согласно которому целевой продукт получают путем обработки раздробленных тканей плаценты хлоритом натрия в присутствии соляной кислоты. Образованная при этом хлористая кислота обеспечивает гидролиз и окислительную модификацию биополимеров:
2
2
NaClO+HCl→HClO+NaCl
По указанному прототипу целевой продукт - нерастворимые мукополисахариды отделяют от жидкой фазы, подвергают тонкодисперсному размельчению, нейтрализуют гидрооксидом натрия, переводят в инъекционную форму в виде суспензии известным способом и используют в ветеринарной медицине в качестве иммунотропного средства.
По второму способу, запатентованному в Украине под названием: «Способ получения лекарственного средства из плацентарных тканей» (патент №56366, ММК7 А 61 К 35/50), опубликован 15.05.2003 г., а также в РФ под названием „Лекарственное средство бионормализующего действия и способ его получения" (ММК7 А61К 35/48, 35/50), опубликован 14.05.2002 г. Плацентарные ткани раздробляют на электромясорубке, отмывают от крови и подвергают химической обработке хлористой кислотой. Образованную при этом гетерогенную реакционную смесь разделяют на фракции. Осадок, который является смесью нерастворимых мукополисахаридов, отделяют, а водный раствор, содержащий в своем составе полипептиды с молекулярной массой 5000-7000 Д, аминокислоты, аминосахариды, гексуроновые кислоты и микроэлементы стерилизуют путем мембранной фильтрации через фильтры типа „Милипор", разливают в стеклянные ампулы в асептических условиях известным способом и используют в медицинской практике в качестве лекарственного средства бионормализующего действия.
Общими признаками известных и заявляемого способов являются употребление плацентарных тканей и использование хлористой кислоты. Существенным отличием заявляемого способа является то, что для получения целевого продукта используют все составляющие плаценты (100%), без отмывания от крови и без последующего деления гетерогенной смеси. Ниже представлен пример практического осуществления способа получения заявляемого регулятора.
Пример. Плаценту человека, заготовляемую в родильных домах, или последы с/х животных измельчают на электромясорубке, загружают в титановый реактор, снабженный мешалкой и водяной баней, затем добавляют хлористую кислоту при соотношении по массе ткань/хлористая кислота 1(0,1-1,5) и проводят окислительно-гидролитическую модификацию при температуре 18-45°С в течение 24-96 часов до исчезновения зеленой окраски, обуславливаемой наличием непрореагировавшей хлористой кислоты. В этом случае добавляют измельченную плаценту, а при наличии тканей плаценты красного цвета добавляют хлористую кислоту. К концу реакции ткань приобретает белый цвет. Реакционную смесь, представляющую гетерогенную систему, нейтрализуют щелочным агентом до рН 2,5-4,0, подвергают тонкодисперсному измельчению на дезинтеграторе или коллоидной мельнице, разбавляют водой до содержания сухих веществ в пробе до 2,0-3,0% (массы) и фасуют в потребительскую тару известным способом.
Полученный регулятор по указанной технологии характеризуется следующим биохимическим составом:
полипептиды
2,5-7,0
аминокислоты
40,0-60,0
аминосахариды
4,0-6,0
гексуроновые кислоты
8,0-10,0
мукополисахариды
25,0-40,0
неорганические соли
остальное.
Таким образом, технология получения заявляемого регулятора роста и развития растений совместима с производством медицинских и ветеринарных препаратов, что обеспечивает удешевление и возможно максимально полное удовлетворение потребностей сельского хозяйства.