способ регулирования развития растений

Формула изобретения

Способ регулирования развития растений, включающий обработку семян, или вегетирующих растений, или растений перед сбором урожая водным раствором биологически активного вещества, отличающийся тем, что в качестве биологически активного вещества используют 1-R-силатраны общей формулы N(CH₂CH ₂O)₃SiR [где R=СН ₂СН₃ (1-этилсилатран, торговое название - Черказ-1); R=СН=СН₂ (1-винилсилатран, торговое название - Черказ-2)] в концентрации 50-1000 мг/л.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам стимулирования развития растений, и может быть использовано в предпосевной обработке семян, или вегетирующих растений, или растений перед сбором урожая, или плодов перед закладкой на хранение.

Известен способ регулирования роста зерновых культур с применением крезацина (трис-(2-оксиэтил)аммоний-о-крезоксиацетата) в дозах 5-20 г/га, сначала семена обрабатываются регулятором роста - мивалом, а затем всходы обрабатываются крезацином (патент РФ №2106087, МПК А01N 39/02, опубл. 10.03.98).

Недостатками способа являются нестабильность действия крезацина в различных климатических условиях, недостаточно высокая эффективность препарата, его гигроскопичность, слеживаемость.

Известен способ стимулирования роста и развития растений с использованием германийорганического препарата герматранола гидрата в виде водных растворов в концентрации 50-300 мг/л (патент РФ №2073439, МПК А01N 59/16, опубл. 20.02.97).

Недостатками способа являются высокая стоимость препарата и в связи с этим нерентабельность его применения в сельском хозяйстве по сравнению с другими препаратами этого класса.

Наиболее близким к предложенному и принятый нами в качестве прототипа является способ регулирования роста растений с использованием мивала (1-хлорметилсилатрана) в виде водного раствора в концентрации 100-2000 мг/л (Воронков М.Г., Барышок В.П. Силатраны в медицине и сельском хозяйстве. Новосибирск, Издательство СО РАН. 2005, с.174-224).

Однако этот препарат обладает недостаточно высокой эффективностью, наличием хлорметильной группировки в молекуле, что отрицательно сказывается на его токсикологических свойствах (Мивал LD₅₀=2100 мг/кг, Черказ LD₅₀=5900 мг/кг), нестабильностью препарата при хранении (через 1 год хранения препарат перестает растворяться в воде).

Задачей настоящего изобретения является повышение продуктивности сельскохозяйственных культур, их устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды, качества продукции и сохранности ее в зимний период.

Для решения поставленной задачи предложен способ регулирования развития растений путем обработки семян, или вегетирующих растений, или растений перед сбором урожая водным раствором 1-R-силатрана общей формулы N(CH ₂CH₂O)₃SiR, где R=СН₂СН₃ (1-этилсилатран, торговое название - Черказ-1); R=СН=СН₂ (1-винилсилатран, торговое название - Черказ-2) в концентрации 50-1000 мг/л.

Данные соединения и способ их получения описаны ранее (Воронков М.Г., Дьяков В.М. Силатраны. Наука. СО, 1978; Frye C.L., Vogel G.E., Hall J.A.: J. Amer. Chem. Soc. 1961, V.83, №20, p.996-997; Воронков М.Г., Зелчан Г.И. Химия гетероциклических соединений. 1965, №1, с.51-57).

Продукты хорошо растворимы в воде, не токсичны, не накапливаются в растениях (водные растворы препаратов разлагаются в течение 1-2 суток), устойчивы при хранении на воздухе (срок хранения более 10 лет).

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Семена ярового ячменя сорта Московский 121 обрабатывали препаратами Черказ-1 и Черказ-2 в концентрации 25-1500 мг/л. Обработка проводилась совместно с протравливанием за 2 дня до посева, расход рабочего раствора 10 л/тонна. Влияние препарата на всхожесть, число продуктивных стеблей и урожайность ячменя в сравнении с контрольными вариантами приведены в таблице 1.

Повышение урожая ячменя при обработке препаратами Черказ-1 и Черказ-2 произошло за счет повышения всхожести семян, увеличения интенсивности развития (число продуктивных стеблей, площадь листовой поверхности). По сравнению с контрольными вариантами прибавка урожая составила 2,6-8,6 ц/га или 7,8-27,6%. Наибольшая эффективность препарата наблюдается в интервале концентраций 50-1000 мг/л.

Пример 2

Клубни картофеля сорта Луговской обрабатывались путем смачивания в растворе препаратов Черказ-1 и Черказ-2 в течение 3 часов и затем опрыскивались в фазу бутонизации. Результаты влияния препарата на урожай и качество картофеля приведены в таблице 2.

Применение препаратов Черказ-1 и Черказ-2 привело к более раннему (на 10 дней) клубнеобразованию. Условия развития растений благоприятно сказались на развитие заболеваний картофеля в контрольных опытах. Обработка препаратами клубней перед посадкой и опрыскивание растений обеспечили повышение устойчивости растений: доля больных клубней (по массе) в урожае уменьшилась вдвое по сравнению с контролем. В целом урожай картофеля при использовании препаратов Черказ-1 и Черказ-2 по сравнению с контрольными опытами вырос 37-85%. Доля товарной фракции увеличилась на 22-27%. Доля нестандартной фракции сократилась с 11-14% до 2%.

Пример 3

Яблони сорта Жигулевская обрабатывали опрыскиванием растворами препаратов Черказ-1 и Черказ-2 через месяц после цветения (расход раствора 750 л/га). Результаты обработки приведены в таблице 3.

Применение препаратов обеспечило рост урожая на 39%. Содержание стандартных плодов при этом увеличилось с 63 до 90%, а нестандартных снизилось с 37 до 10%. Значительно улучшился биохимический состав плодов (таблица 4): на 22% увеличилось содержание моносахаридов, 47% - сахарозы, 30% - крахмала, 12% - аскорбиновой кислоты.

Кроме того, было исследовано влияние регулятора роста Черказ-1 на сохраняемость плодов. Были поставлены специальные опыты определению интенсивности дыхания и выделения этилена, поскольку эти физиологические процессы имеют решающее значение в биохимии и технологии хранения плодоовощной продукции. Результаты этих опытов представлены в таблице 5 (яблоки и картофель). Наибольшее снижение интенсивности дыхания за период хранения от первоначального показателя отмечено на варианте с препаратом Черказ-1. За счет повышенного содержания в плодах кальция, понижения интенсивности дыхания, уменьшения (как следствие) заболевания грибковыми и физиологическими болезнями, меньшего увядания и других факторов плоды, обработанные регуляторами роста, хранились более благополучно в зимний период. Наилучшие результаты получены в вариантах с применением препарата Черказ-1. В таблице 6 представлены результаты опытов по определению влияния регулятора роста Черказ-1 на сохраняемость плодов. При использовании препарата Черказ-1 выход здоровых плодов (для яблок), по сравнению с контрольными вариантами, увеличился на 6,2-32,3%, процент заболеваемости сократился с 3,2-8,3% до 0,8%, разложение и убыль массы сократились с 10-22% до 7,5%. Для картофеля выход здоровых клубней увеличился на 13,6-32,0%, процент заболеваемости сократился с 9,0-10,1% до 0,7%, разложение и убыль массы сократились с 6,3-17% до 3,1%.

Пример 4

Семена томата сорта Верлиока замачивали в растворе препаратов Черказ-1 и Черказ-2 в течение 3 часов. Дополнительно растения обработаны опрыскиванием растворами той же концентрации в период цветения. Контролировались параметры развития растений и урожайность. Результаты представлены в таблице 7.

За вегетационный период урожайность томата увеличилась более чем в три раза. Все контрольные растения поразил фитофтороз, поэтому плодоносить они могли не более чем на 3 кистях (на 4-5 кистях цветение продолжалось, но плоды не завязывались).

Растения, обработанные препаратами Черказ-1 и Черказ-2, плодоносили до осенних холодов, и лишь с 7 кисти началось пожелтение листьев и развитие фитофторы (поражено 10-15% плодов 7 кисти).

Таким образом, использование препаратов Черказ-1 и Черказ-2 обеспечило более чем трехкратный рост урожая томатов и значительное повышение устойчивости растений к фитофторозу.

Пример 5

Обрабатывались семена моркови сорта Лосиноостровская путем замачивания в растворе препаратов Черказ-1 и Черказ-2 в течение 3 часов или опрыскивания растений в фазе 4 листа. Результаты влияния препаратов Черказ-1 и Черказ-2 на урожай и структуру урожая моркови приведены в таблице 8.

Применение препаратов обеспечило стабильную прибавку урожая моркови на 50-66% и значительное улучшение структуры урожая: выход товарной фракции с 50-60% в контроле возрос до 91% в эксперименте; содержание нестандартной фракции, соответственно, уменьшилось с 30-34% до 7-10%.

Пример 6

Семена редиса сорта Жара замачивали в растворе препаратов Черказ-1 и Черказ-2 в течение 3 часов. Результаты влияния препаратов Черказ-1 и Черказ-2 на урожай и качество редиса приведены в таблице 9.

Применение препаратов в 2 раза увеличило урожай редиса, средний размер и массу корнеплодов. Урожай сформировался на 4 дня раньше.

Таким образом, проведенные исследования показали, что соединения атранового ряда, обладающие заместителями у кремния, состоящими из двух атомов углерода (СН ₂-СН₃, СН=СН₂ ), применяемые в качестве регуляторов роста, эффективно способствуют росту и развитию растений, улучшают качество и сохраняемость продукции. По биологической продуктивности эти соединения существенно превосходят свои аналоги и, кроме того, они более удобны в обращении, дешевле и технологичнее.

Таблица 1
Влияние регуляторов роста Черказ-1 и Черказ-2 на посевные качества семян ячменя сорта Московский 121 (экспозиция замачивания 3 часа)
Вариант опыта, конц. препарата	Урожайность, ц/га	Всхожесть, %	Длина стебля		Количество корней на одно проросшее семя
			см	%	шт.	%
Контроль, вода	28,2	39,2	1,58	100	4,64	100
Мивал 100 мг/л	33,4	48,9	1,37	86,7	5,76	124,1
Черказ-1 25 мг/л	30,0	46,2	1,40	88,6	5,11	109,9
Черказ-1 50 мг/л	35,8	54,0	1,57	99,3	5,61	120,9
Черказ-1 100 мг/л	36,0	53,2	1,80	113,9	5,88	126,7
Черказ-1 1000 мг/л	34,9	50,5	1,50	94,9	5,49	118,3
Черказ-1 1500 мг/л	28,6	42,5	1,54	97,5	4,97	107,1
Черказ-2 50 мг/л	35,2	51,5	1,72	108,8	6,35	165,8
Черказ-2 75 мг/л	35,4	48,1	2,07	131,0	6,21	133,8
Черказ-2 100 мг/л	36,8	58,8	1,86	121,0	6,00	129,3
Черказ-2 1000 мг/л	36,4	51,9	1,70	107,6	6,12	131,9
Черказ-2 1500 мг/л	32,1	44,8	1,70	107,6	5,98	128,9

Таблица 2
Влияние регуляторов роста Черказ-1 и Черказ-2 на урожайность и товарные качества картофеля сорта Луговской (смачивание клубней, затем опрыскивание в фазу бутонизации)
Вариант опыта, конц. препарата	Урожайность, ц/га	Стандарт. плоды, %	I сорт	II сорт	Нестандарт. плоды, %
Контроль, б/о (без обработки)	170,3	50,3	36,0		13,7
Мивал 50 мг/л	230,0	52,2	37,1	10,7	10,7
Черказ-1 50 мг/л	312,5	60,4	30,0	6,4	3,2
Черказ-1 75 мг/л	315,8	64,1	30,1	3,8	2,0
Черказ-1 150 мг/л	278,9	63,7	25,3	6,5	4,5
Черказ-1 300 мг/л	296,4	58,8	24,2	12,8	4,2
Черказ-2 75 мг/л	280,6	62,2	28,7	6,7	2,4
Черказ-2 150 мг/л	262,1	59,5	30,7	4,0	5,8

Таблица 3
Влияние регуляторов роста Черказ-1 и Черказ-2 на урожайность яблонь сорта Жигулевская и товарные качества яблок (опрыскивание через один месяц после цветения)
Вариант опыта, концентрация препарата	Урожайность, ц/га	Стандартные плоды, %	Нестандартные плоды, %
Контроль, б/о	45,2	63	37
Крезацин 150 мг/л	56,2	83	17
Черказ-1 75 мг/л	62,7	90	10
Черказ-1 300 мг/л	62,0	88	12
Черказ-1 1000 мг/л	59,4	79	21
Черказ-2 75 мг/л	60,5	87	13

Таблица 4
Влияние препарата Черказ-1 на биохимический состав яблок (яблоня сорта Жигулевская) при съеме (на сырую массу)
Вариант опыта, конц. препарата	Моносахара, %	Сахароза, %	Крахмал, %	Витамин С, мг на 100 г	Раствор. пектин, %	Протопектин, %	Са, мг, %
Контроль, б/о	8,9	1,5	2,3	18,1	0,43	0,92	3,7
Крезацин 150 мг/л	10,4	2,1	2,3	19,1	0,45	1,15	7,0
Черказ-1 75 мг/л	10,9	2,2	3,0	20,2	0,46	1,20	7,0

Таблица 5
Влияние препарата Черказ-1 на интенсивность дыхания и выделение этилена плодами через два месяца хранения
Культура, сорт	Вариант опыта, концентрация препарата	Этилен, мкл	Интенсивность дыхания, мг/CO2
		кг/час	кг/час
Яблоки сорта Жигулевская	Контроль, б/о	90,3	8,5
	Крезацин 150 мг/л	77,0	6,0
	Черказ-1 75 мг/л	73,0	5,4
	Черказ-1 150 мг/л	73,8	5,5
Картофель сорта Луговской	Контроль, б/о	54,1	7,4
	Мивал 50 мг/л	40,7	5,9
	Черказ-1 50 мг/л	39,4	5,2
	Черказ-1 75 мг/л	39,0	5,0

Таблица 6
Влияние регулятора роста Черказ-1 на сохраняемость плодов. Обработка яблони: 1-й срок - через месяц после цветения, 2-й срок - за две недели до съема плодов, 3-й срок - при закладке плодов на хранение. Обработка картофеля: 1-й срок - смачивание клубней перед высадкой, 2-й срок - опрыскивание в фазу бутонизации, 3-й срок - за две недели перед уборкой, 4-й срок - перед закладкой клубней на хранение
Культура, сорт	Вариант опыта, концентрация препарата	Выход здоровых плодов, %	Процент заболеваемости, %	Разложение + убыль массы, %
Яблоки сорта Жигулевская	Контроль, б/о	69,7	8,3	22,0
	Крезацин 150 мг/л	86,8	3,2	10,0
	Черказ-1 75 мг/л	92,2	0,5	7,3
	Черказ-1 150 мг/л	92,0	0,8	7,5
Картофель сорта Луговской	Контроль, б/о	72,9	10,1	17,0
	Мивал 50 мг/л	84,7	9,0	6,3
	Черказ-1 50 мг/л	93,8	2,2	4,0
	Черказ-1 75 мг/л	96,2	0,7	3,1

Таблица 7
Влияние обработки препаратами Черказ-1 и Черказ-2 на рост и продуктивность томата сорта Верлиока (экспозиция замачивания 3 часа)
Вариант опыта, конц. препарата	Всхожесть, %	Высота рассады, см	Толщина рассады, см	Приживаемость рассады, дней	Урожай
					кг/раст.	%
Контроль, вода	50	43	0,6	6	2,4	100
Черказ-1 75 мг/л	78	70	1,1	2	7,6	316
Черказ-1 100 мг/л	78	67	1,0	2	7,4	308
Черказ-1 300 мг/л	69	68	1,1	2	6,2	258
Черказ-2 75 мг/л	75	70	1,0	2	7,0	291
Черказ-2 100 мг/л	72	70	0,8	2	5,9	246
Черказ-2 300 мг/л	74	65	0,9	2	6,8	283

Таблица 8
Влияние препаратов Черказ-1 и Черказ-2 на урожай и структуру урожая моркови сорта Лосиноостровская при обработке семян (экспозиция замачивания 3 часа) или опрыскивании растений в фазе 4 листа
Вариант опыта, конц. препарата	Всхожесть, %	Урожай		Фракция
		кг/м 2	%	товарн.	мелкая, менее 2 см	нестандарт.
Контроль (1) обработка семян водой	58	3,96	100	60	10	30
Контроль (2) опрыск. раст. водой	53	3,96	100	52	8	34
Черказ-1 75 мг/л
а) обработка семян	61	5,94	150	91	1	7
б) опрыскивание раст.	58	6,60	166	88,5	1,5	10
Черказ-2 75 мг/л
а) обработка семян	60	5,95	150	90,9	2,1	7
б) опрыскивание раст.	58	5,95	150	88,2	1,8	10

Таблица 9
Влияние препаратов Черказ-1 и Черказ-2 на урожай и качество редиса сорта «Жара» (экспозиция замачивания семян 3 часа)
Вариант опыта, конц. препарата	Всхожесть, %	Урожай		Средний размер корнеплод., см	Средний вес корнеплод., г
		кг/м2	%
Контроль, вода	79	1,5	100	2,5	23
Черказ-1 75 мг/л	98	2,95	196	4,5	45
Черказ-1 150 мг/л	98	2,90	193	4,5	43
Черказ-1 300 мг/л	97	2,71	181	3,9	42
Черказ-2 75 мг/л	98	2,44	163	4,0	43
Черказ-2 150 мг/л	98	2,78	185	4,4	44
Черказ-2 300 мг/л	95	2,37	158	3,7	36