средство для повышения устойчивости растений риса к засолению, плодовых косточковых культур и сахарной свеклы к засухе и озимой пшеницы к засухе и поражению грибковыми заболеваниями

Формула изобретения

Применение фуролана(2-фурил-1,3-диоксолана) формулы



в качестве средства для повышения устойчивости растений риса к засолению, плодовых косточковых культур и сахарной свеклы к засухе и озимой пшеницы к засухе и поражению грибковыми заболеваниями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для повышения устойчивости зерновых (пшеницы и риса), плодовых (алычи, черешни, жердели), сахарной свеклы к неблагоприятным условиям произрастания, в частности к засухе, засолению, полеганию, поражению грибковыми (фузариозом, ржавчиной) заболеваниями.

Специфическая защитная реакция растительного организма как ответ на воздействие окружающей среды, в том числе и химических веществ способствует мобилизации обменных процессов у растений и позволяет им бороться с такими неблагоприятными факторами произрастания, как засуха, засоление, поражение различного рода заболеваниями.

Известно, что засуха, приводящая к возникновению водного дефицита в растении, отражается на его продуктивности. Снижение потенциала осмотического давления связано не только с потерей воды клетками, но и с накоплением солей. Резкая смена влагообеспеченности нарушает метаболизм, в том числе и дыхательный. Для адаптированных к засолению растений характерен высокий уровень использования энергии дыхания, что обеспечивает активное протекание обменных процессов, повышает их устойчивость. У растений на засоленных почвах подавляются процессы биосинтеза белка, в том числе и пластидного и активируется его распад. Ответной реакций растения на этот фактор, носящей защитную функцию, может быть высокий уровень использования энергии дыхания. Известно также, что к защитной реакции относится способность растения снижать интенсивность роста. Резкие нарушения в формировании и функционировании фотосинтетического аппарата, в водообмене, ингибирование роста корней вызывает представитель грибов рода Fusarium Craminearum, способствующий увяданию большого числа различных растений.

Для нормализации энергетического обмена в клетках растений широко используются органические кислоты, в том числе янтарная кислота, выполняющие защитную функцию как акцепторы аммиака, образующегося в результате усиленного распада белков и аминокислот, выступающие в роли репрессоров и дерепрессоров, каталитически активных белков клетки.

Для повышения устойчивости растений к неблагоприятным условиям произрастания в практике сельского хозяйства широко используются такие химические препараты, как янтарная кислота (засуха и засоление) ССС (полегание), тилт (фузариоз).

Однако им присущи существенные недостатки: янтарной кислоте низкая эффективность и нестабильность ответной реакции растений, ССС высокая норма расхода и наличие остаточных количеств в продуктах, тилт высокая норма расхода на гектар, высокая стоимость, остаточные количества в растениях.

Предлагаемое изобретение решает задачу применения высокоэффективного средства, экологически чистого, с низкой нормой расхода, малотоксичного, которое повышает устойчивость растений к неблагоприятным условиям произрастания, получаемого по технологии, позволяющей иметь высокий выход конечного целевого продукта с использованием доступного сырья, что обеспечивает возможность широкого внедрения его в практику сельского хозяйства.

Это достигается применением в качестве такого средства препарата фуролана, экологически чистого с низкой нормой расхода, полученного любым из известных способов, путем обработки растений в период вегетации: озимой пшеницы в фазе кущения и колошения, плодовых косточковых деревьев в период бутонизации начало цветения, сахарной свеклы в фазе 5-7 листьев, семян риса допосевной обработке водным раствором препарата фуролана с нормой расхода препарата и его раствора 4-10 г/га и 100-1000 дм³/га соответственно.

Фуролан является известным регулятором роста и использовался ранее для обработки семян черешни с целью стимуляции их прорастания. Он представляет собой 2-фурил-1,3-диоксолан.

П р и м е р 1. Использование препарата фуролана в качестве средства, повышающего устойчивость растений риса к засолению, 0,01% повышает энергию прорастания семян на 6% и всхожесть на 7% Эффективная доза фуролана на засоленном фоне в сравнении с обычным фоном увеличивается вдвое. Препарат фуролан повышает устойчивость проростков семян риса, в условиях засоления улучшает посевные качества семян.

В вегетационном опыте проращивания семян риса проводили в вегетационных сосудах. Для проращивания использовали семена, предварительно обработанные водой (контроль), янтарной кислотой (0,1%-ный водный раствор) и фуроланом для незасоленной почвы 0,005% -ным водным раствором для засоленной почвы 0,01% -ным водным раствором. Вегетационные сосуды заполняли лугово-болотной почвой, а засоление создавали искусственно. Тип засоления хлоридно-сульфатный, степень засоления 0,5%

В ходе опыта определяли действие препаратов на высоту растений, массу корней и надземной части, площадь листовой поверхности. Результаты испытаний приведены в табл.1.

Результаты вегетационных испытаний показали, что прототип менее эффективен, чем фуролан. В оптимальной дозе 0,005% (обычный фон) фуролан повышает высоту растений на 10% массу корней на 20% массу надземной части на 20% площадь листьев на 25,7%

На засоленном фоне в оптимальной дозе 0,01% фуролан повышает высоту растений на 17,2% массу корней на 25,6% и массу надземной части на 21,1% площадь листьев на 24,5%

Таким образом фуролан в дозе 0,01% повышает устойчивость растений риса в условиях засоления в вегетационном опыте. Данные о влиянии фуролана на структуру урожая риса в вегетационном опыте приведены в табл.2.

Препарат фуролан более эффективен, чем прототип янтарная кислота. В оптимальной дозе 0,005% фуролан на обычном фоне увеличивает продуктивную кустистость растений на 10% число зерен в метелке на 14% снижает число стерильных зерен, повышает массу зерна с 1 растения на 28,6% и массу соломы на 23,3% Кхоз. на 0,03% На засоленном фоне фуролан в дозе (0,01%) повышает как общую (на 33,3%), так и продуктивную (на 0,29%) кустистость, число зерен (на 16,7% ), увеличивает массу зерна с растения на 21,1% и массу соломы на 24,5% Следовательно, в условиях засоления фуролан сохраняет структуру урожая и поднимает продуктивность риса на засоленных почвах на 8,8% и приближает ее к уровню контрольных растений на обычном фоне (см. табл.3). На контрольном обычном фоне фуролан повышает продуктивность на 10,8%

Препарат улучшает качество зерна риса и позволяет поднять его до уровня контроля на обычном фоне (см. табл.4). Так под действием фуролана повышается масса 1000 зерен, снижается пленчатость и трещиноватость, увеличивается стекловидность.

Приведенный материал позволяет заключить, что фуролан антистрессовый препарат и примененный в концентрации 0,1% позволяет растениям риса в ходе роста и развития преодолеть условия засоления, поднимает их продуктивность и приближает ее до уровня контрольных растений, произрастающих на обычном незасоленном фоне.

П р и м е р 2. Использование препарата фуролана в качестве средства, повышающего устойчивость плодовых косточковых культур к засухе.

Препарат фуролан как средство, повышающее устойчивость плодовых косточковых культур, например алычи, к засухе испытывался в 1989-1991 г. в условиях сада на алыче сортов "Комета" и "Пурпуровая". Обработку деревьев проводили в период конца бутонизации начало цветения путем опрыскивания их водным 410^-4% -ным раствором препарата фуролан и этанола янтарной кислоты в виде водного раствора с массовой доле 310^-3% Контроль без обработки. Повторность (дерево) четырехкратная. Для обработки использовали опрыскиватель марки ОПВ-1200. Расход раствора составил 1000-1100 л/га при плотности насаждений 360-400 деревьев/га. Сведения об агрометеорологических условиях приведены в табл.5.

Для определения засухоустойчивости деревьев измеряли индуцированные светом длительное послесвечение хлорофилла и отношение максимального уровня свечения к стационарному , приросты однолетних побегов, продуктивность, размер и качество плодов электросопротивление листьев, свидетельствующие о состоянии водного режима тканей. Определение электросопротивления тканей проводили в два срока 21.06.90 и 25.07.90 г. соответствующие началу и нарастанию засухи. Пробы от 25.07.90 г. были подвергнуты дополнительному воздействию засухи принудительному подсушиванию в течение 2 ч на двух сортах алычи сорта "Комета" и "Пурпуровая". Результаты исследований приведены в табл.6, 7, 8.

Из данных, приведенных в табл.5 следует, что в июне-июле 1989-90 гг. наблюдался засушливый период. Осадков выпало меньше, чем обычно на фоне более высокой температуры, что создало неблагоприятные условия для роста и развития растений.

На примере алычи, черешни и жерделы (см. табл.6) можно проследить, как засуха 1990 г. неблагоприятно сказалась на формировании урожая 1991 г. однако использование регуляторов роста позволило несколько снизить ее влияние. Препарат фуролан сказался более эффективным, чем эталон янтарная кислота и прибавка урожая алычи сорта "Комета" составила соответственно в 1989 г 24,9 и 14,3% и в 1990 г. 54,3 и 13,6% а на сорте Пурпуровая в 1989 г. 25,0 и 21,6% и в 1990 г. 45,1 и 26,9% Лучше чем янтарная кислота фуролан сработал на черешне и жерделе. Для установления изменений, происходящих в хлоропластах листьев алычи, регистрировали длительное послесвечение хлорофилла, индуцированное светом. Исследования свидетельствуют о достоверном влиянии регуляторов роста и феролана в большей степени на фотосинтетический аппарат происходит уменьшение стационарного уровня свечения, вследствие чего увеличивается отношение Т_мах/Т_стац, подтверждающее увеличение эффективности поглощения света фотосинтетическим аппаратом (8). Фуролан в большей мере снижает приросты однолетных побегов у алычи, чем эталон. Об изменениях на внутриклеточном уровне свидетельствуют и изменения в водном режиме тканей листьев, определяющем электросопротивление тканей. Под действием фуролана электросопротивление тканей меньше, чем в контроле и в варианте с янтарной кислотой, что указывает на более активный водообмен в первом случае. Изменяется ЭСТ под действием препарата фуролан в меньшей мере, чем в контроле и эталоне, следовательно, деревья в первом случае становятся более засухоустойчивыми (3). Под действием фуролана увеличивается размер плодов и улучшается их качество, что также свидетельствует о повышении засухоустойчивости плодовых косточковых культур.

Таким образом, фуролан повышает засухоустойчивость деревьев алычи и других плодовых косточковых культур и по своей эффективности превосходит эталон янтарную кислоту.

П р и м е р 3. Использование препарата фуролан в качестве средства, повышающего устойчивость сахарной свеклы к засухе.

Препарат фуролан как средство, повышающее устойчивость сахарной свеклы к засухе, испытывался в полевых условиях на гибриде Кубанский МС-36 односеменной. Препарат применяли во время вегетации растений в фазе 5-6 листьев в виде водного раствора с массовой долей 1,210^-3% Расход рабочего раствора составил 300 дм³/га, расход фуролана 4 см³/га. В качестве эталона использовали гидрогумат (содержащий в своем составе янтарную кислоту и гуминовую кислоту) в виде водного раствора. Расход рабочего раствора 300 дм³/га, расход гидрогумата 1 дм³/га. Контроль без обработки. Учетная площадь делянок 50 м², повторность трехкратная.

В ходе опыта определяли в динамике площадь листовой поверхности, накопление сухого вещества растениями сахарной свеклы и содержание сахара в корнеплодах (см. табл.9). Изучалось действие препаратов на содержание хлорофилла в листьях, содержание различных фракций воды (см. табл.10 и 11) на продуктивность сахарной свеклы и технологические качества корнеплодов. Результаты испытаний приведены в табл.12 и 13.

Приведенные данные показывают, что фуролан оказывает более сильное влияние на площадь листовой поверхности в сторону ее существенного увеличения и динамику ее прироста, а также содержание и накопление в растениях и корнеплодах сухого вещества и сахара. Фуролан увеличивает в большей мере, чем гидрогумат, содержание общей и свободной воды и снижает водный дефицит в листьях растений в засушливый период, повышает при этом как продуктивность сахарной свеклы на 19% (гидрогумат на 7,3%), так и содержание в ней сахара на 0,8% (гидрогумат на 0,6%). Под действием фуролана сбор сахара увеличивается на 25,7% (гидрогумат 11%) и выход белого сахара с гектара на 28,3% (гидрогумат на 14,4%).

Таким образом, в засушливый период фуролан в большей мере, чем гидрогумат, повышает продуктивность растений, сахарной свеклы, содержание сахара в корнеплодах и устойчивость растений к засухе.

П р и м е р 4. Использование препарата фуролана в качестве средства, повышающего устойчивость озимой пшеницы к засухе и поражению грибковыми заболеваниями.

Испытания препарата фуролана в полевых условиях на озимой пшенице сорта "Партизанка" проводили в условиях засухи и поражения посевом фузариозом и бурой ржавчиной.

Посевы на делянках обрабатывали в фазе кущения и повторно колошения водными растворами препарата фуролана с массовой долей 210^-3, 410^-3 и 10^-2% (2,4 и 10 г/га) и водным 4%-ным раствором ССС. Расход растворов 100 л/га. Контроль без отработки. Повторность опыта четырехкратная. Площадь делянки 25 м², учетная площадь 5 м².

В ходе испытаний определяли степень поражения растений фузариозом и бурой ржавчиной, высоту растений, длину и толщину междоузлий, показатели качества зерна, содержание в зерне азотистых подвижных веществ и урожай. Результаты испытаний приведены в табл.14, 15, 16.

В оптимальной дозе 410^-3% фуролан повышает урожай зерна на 48,1-15,2% В дозе 10^-2% фуролан увеличивает урожай зерна на 8,5% но полностью снимает поражение растений ржавчиной и фузариозом и по эффективности превосходит эталон. Следовательно, в дозе 10^-2% фуролан повышает устойчивость растений озимой пшеницы к поражению фузариозом и ржавчиной. Содержание ваминотоксина либо снижается, либо он полностью отсутствует в зерне посевов, обработанных фуроланом в дозах 10^-2--410^-3% Под действием фуролана в дозах 10^-2-410^-3% в условия засухи снижается длина и увеличивается толщина междоузлий стебля озимой пшеницы сорта "Партизанка" и уменьшается высота растений, улучшается структура урожая, технологические качества зерна, повышается содержание в нем сырой клейковины на 0,9% (доза фуролана 10^-2%). Следовательно, фуролан повышает устойчивость растений озимой пшеницы к засухе. Фуролан более эффективно действует на растения, чем ССС.

П р и м е р 5. Токсиколого-гигиенические характеристики препарата фуролана.

Cоединение фуролана по величине ЛД₅₀, установленном при введении в желудок белым крысам (составляет 62634 мг/кг) и белым мышам (51131 мг/кг) может быть отнесено в III классу (V разряд) в классификации токсичности умеренно токсичным веществам (по С.Д.Заугольникову, А.О.Лойт, А.М.Иваницкому). Видовая чувствительность не выражена. Зона острого действия 20. Кумулятивными свойствами не обладает. Коэффициент кумуляции Кк>3, что свидетельствует о возможности развития в организме экспериментальных животных механизмов адаптации к фуролану. Фуролан не обладает аллергенной, кожно-сенсибилизирующей и кожно-резорбтивной активностью, а также раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки глаз.

ОБУВ фуролана в воздухе рабочей зоны 0,19 мг/м³. Расчетная ПДК фуролана в воде водоемов санитарно-бытового назначения 15,52 мг/л.

ПДК фуролана в воде рыбохозяйстенных водоемов 0,00083 мг/л.

Исходя из недействующей (подпороговой) дозы 12,5 мг/кг, согласно "Методическим указаниям по гигиенической оценке новых пестицидов". Киев: ВНИИГИНТОКС, 1988, допустимая суточная доза ДСД фуролана для человека составляет 15 мг. ДОК для зерна 27,3 мг/кг, для фруктов 84 мг/кг, для овощей 29,6 мг/кг, для сахара 116,7 мг/кг.

Остаточные количества препарата фуролана в продуктах и средах отсутствуют. Все выше отмеченное позволяет отнести фуролан к экологически чистым препаратам.