Фунгицид против болезней сельскохозяйственных культур со стимулирующим действием на рост растений

Фунгицид против болезней сельскохозяйственных культур со стимулирующим действием на рост растений

Реферат

 

Описывается фунгицид общей формулы (I). Высокая фунгицидная активность в сочетании со стимулирующим действием на рост растений обеспечивает эффективную защиту сельскохозяйственных культур от широко распространенных возбудителей болезней. 10 табл.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к средствам защиты растений, и может быть использовано для обработки семян и вегетирующих растений овощных и зерновых культур против широкого спектра возбудителей болезней.

Способ получения соединения известен (Патент РФ 2071477, заявл. 1.03.1994, опубликован 10.01.1997 г.). Известно использование заявленного соединения в качестве антимикробной добавки в птицеводстве (Патент РФ 2136173, опубликован 09.10.1999 г.).

Однако в растениеводстве в качестве средства защиты растений и стимулятора роста заявленное соединение не изучалось и не применялось.

В качестве прототипа использован ТМТД, 80% с.п.(тирам, тетраметилтиурамдисульфид), протравитель семян различных сельскохозяйственных культур (Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. М., "Колос", 2001 г). ТМТД является биоцидом с широким спектром фунгицидного действия, токсичен, обладает кумулятивными свойствами и угнетающим действием на растения. Содержание его в пищевых продуктах существующими санитарными требованиями не допускается (Рыбальский Н.Г, Жакетов О.Л., Ульянова А.Е., Шепелев Н.П. Экологические аспекты экспертизы изобретений. Справочник. ВНИИГПЭ, М. - 1989, ч. 2, с.56).

Задачей изобретения является создание экологически безопасного средства защиты растений, сочетающего в себе широкий спектр фунгицидного действия на возбудителей болезней со стимулирующим воздействием на рост растений.

Задача решается путем применения дицитратобората оксихинолиния (ДЦБХ) в качестве фунгицида против болезней сельскохозяйственных культур с ростстимулирующим действием на растения, представляющего собой комплекс 8-оксихинолина с двумя молекулами лимонной кислоты и микроэлемента - бора (в качестве биологически активных компонентов) следующей структурной формулы (I): Эмпирическая формула: C₉H₇ONH[B(С₆Н₆O₇)₂]2Н₂O В диапазоне концентраций: 0,01-0,02-0,05 -0,1% заявленное соединение обладает высокой фунгицидной активностью в отношении широкого круга возбудителей болезней сельскохозяйственных культур.

Заявленное соединение водорастворимо (растворимость в воде 22,4%), устойчиво к нагреванию до 100, рН водного раствора - 6,5. Соединение в заявленных концентрациях нефитотоксично. По эффективности против патогенов не уступает фунгицидам. Дополнительно к защитному свойству против фитопатогенов заявленное соединение обладает стимулирующим действием на рост растений, что способствует повышению их болезнеустойчивости. Малотоксичное вещество; LD₅₀ при внутрибрюшинном введении в опытах на белых мышах оставляет 1000 мг/кг; LD₅₀ ТМТД - 400 мг/кг.

Оценка прямой биоцидной активности заявленного соединения проведена методом in vitro на 10-ти тест-культурах различных грибов - патогенов растений, вызывающих наиболее вредоносные заболевания сельскохозяйственных культур (табл. 1).

Тест-патогены получены из коллекций типовых культур ВНИИСХМ, лаборатории микологии и фитопатологии ВИЗР. Оценку биоцидной активности заявленного соединения проводили в соответствии с "Методическими рекомендациями по испытанию химических веществ на фунгицидную активность "(Методические указания по государственным испытаниям фунгицидов, антибиотиков и протравителей семян сельскохозяйственных культур. М. , 1985, 130 с.), а также с использованием метода агаровых блоков (Билай В.И. Методы экспериментальной микологии. Справочник. Киев, "Наукова думка", 1982, с.272-274).

Измерение диаметров грибных колоний проводили на 3-е, 5-е и 16-е сутки культивирования. Расчет ингибирующей активности заявленного соединения по отношению к каждому фитопатогену проводили по формуле Эббота (Методические указания по государственным испытаниям фунгицидов, антибиотиков и протравителей семян сельскохозяйственных культур. М., 1985, 130 с.).

Для доказательства соответствия предложенного решения условию "промышленная применимость", а также для лучшего понимания сущности изобретения приводим примеры конкретной его реализации.

Пример 1 показывает высокую фунгицидную активность заявленного соединения по отношению к грибам Fusarium culmorum, Fusarium solani, Bipolaris sorokiniana, вызывающих корневую гниль зерновых культур (пшеница, ячмень), табл. 2, пп. 1-14. В заявленных концентрациях: от 0,05 до 0,1% заявленное средство практически полностью ингибировало рост мицелия гриба F. culmorum, причем по эффективности действия превосходило фунгицид ТМТД, который сдерживал рост мицелия этого гриба на 16-е сутки культивирования только на 45-50%, пп. 9-10. Повышение концентрации ДЦБХ в среде до 0,5% не приводит к значительному увеличению фунгицидной активности. В концентрации 0,02% ингибирующая активность предлагаемого средства составляла 66,6-87,5% в течение всего времени культивирования тест-гриба, пп. 4. В концентрации 0,01 и ниже заявленное соединение было малоэффективно, пп. 5-7.

В диапазоне концентраций 0,02-0,5% предлагаемое средство обладает высоким фунгицидным действием по отношению к грибам F. solani и В. sorokiniana, ингибируя рост мицелия гриба на 90,5-100% на 16-е сутки культивирования, пп. 1-4. Протравитель ТМТД в тех же концентрациях обладал значительно меньшей биоцидной активностью по отношению к вышеуказанным грибам, пп. 8-11.

Пример 2 демонстрирует высокую фунгицидную активность заявленного соединения в диапазоне концентраций от 0,02 до 0,5% по отношению к грибам, вызывающим фузариозное и вертициллезное увядание томатов и других овощных культур, табл. 3, пп. 15-18.

На 16-е сутки культивирования заявленное соединение ингибирует рост мицелия грибов F. oxysporum и V. dahliae на уровне протравителя ТМТД и даже превосходит его, пп. 22-24. Слабое прямое биоцидное действие испытуемое соединение оказывает при концентрации 0,01 и ниже, пп. 19-21.

Пример 3 свидетельствует о высокой фунгицидной активности заявленного соединения по отношению к грибам: Fusarium nivale, вызывающего снежную плесень ржи и возбудителю сетчатой пятнистости ячменя Dreschslera teres, табл. 4.

Испытуемое соединение в концентрациях 0,01-0,02-0,05-0,1-0,5% практически полностью ингибировало рост гриба F. nivale, пп. 29-33. По фунгицидной активности оно превосходило ТМТД, пп. 36-40.

В концентрации 0,005 и ниже заявленное соединение не оказывало значительного токсического действия на патоген, пп. 34-35.

В диапазоне концентраций от 0,05 до 0,5% (пп. 29-31) исследуемое соединение практически полностью подавляло рост мицелия гриба D. teres, не уступая по эффективности действия фунгициду ТМТД, пп. 36-38. В меньших концентрациях: 0,01-0,001% заявленное соединение проявляло слабый фунгицидный эффект.

Пример 4 показывает, что заявленное соединение также эффективно подавляет мицелиальный рост гриба Rhizoctonia solani, возбудителя ризоктониоза картофеля и корневой гнили овощных культур, и гриба Botrytis cinerea, вызывающего серую гниль капусты, томатов, земляники и других сельскохозяйственных культур, табл. 5. Заявленное соединение в диапазоне концентраций 0,01-0,02-0,05-0,1-0,5% ингибирует рост гриба R. solani на 90-100% на 16-e сутки культивирования, пп. 43-47. По эффективности подавления гриба предлагаемое соединение превышает ТМТД, испытанного в этих же концентрациях, пп. 50-54. Причем, начиная с концентрации 0,02%, повышение содержания заявленного соединения в среде не приводит к увеличению эффективности ингибирования роста мицелия гриба. В концентрации, меньшей 0,01%, исследуемое соединение менее эффективно, пп. 48-49.

Диапазон наибольшей активности предлагаемого соединения по отношению к В. cinerea составляет 0,05-0,1%, пп. 43-45. Повышение концентрации соединения до 0,5% не приводит к увеличению его эффективности. Протравитель семян в тех же концентрациях не превосходит по эффективности заявленное средство. В концентрации, меньшей 0,02%, предлагаемое соединение слабо подавляет рост мицелия гриба В. cinerea, пп. 47-49.

Пример 5. Одним из наиболее опасных фитопатогенов, приносящих существенный вред зерновому хозяйству страны, является твердая головня пшеницы (возбудитель Tilletia tritici (Bjerk.) Winter). Отечественный ассортимент протравителей против твердой головни пшеницы чрезвычайно мал и в основном базируется на тиураме-(тирам, тетраметилтиурамдисульфид) (Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. М.. "Колос", 2001 г). Полученные нами данные показывают, что заявленное соединение обладает фунгицидной активностью против твердой головни пшеницы (табл. 6).

Изучение влияния заявленного соединения на прорастание телеоспор Tilletia tritici проводили на среде Дифко, в которую вводили испытуемое соединение в концентрациях: 0,0001-0,001-0,01-0,02-0,05%. После застывания на поверхность агаризованной среды наносили суспензию телеоспор. Чашки Петри инкубировали в течение 5-10 суток при температуре 20-22^oС и проводили наблюдения за прорастанием спор. Число пророросших в среде спор (в %) определяли при просмотре не менее 200 штук телеоспор в 4-х повторностях.

Данные эксперимента, представленные в табл. 6 свидетельствуют о высокой биоцидной активности заявленного соединения, которое в концентрациях от 0,001 до 0,05% полностью подавляет прорастание телеоспор твердой головни и по эффективности действия сопоставимо с протравителем семян ТМТД, пп. 58-61, 64-67, табл. 6.

Пример 6 демонстрирует, что ДЦБХ в заявленных концентрациях нефитотоксично; не влияет на всхожесть семян пшеницы, не угнетает роста и развития проростка, табл. 7.

Семена пшеницы (2 г) сорта Ленинградка замачивали в 3 мл водного раствора препарата с конц. 0,0001-0,0005-0,001-0,005-0,01-0,02-0,05-0,1-0,5% в течение 2-х ч, затем подсушивали на воздухе и помещали во влажные камеры в чашки Петри по 20 штук и проращивали в термостате при 25^oС. На 3-е сутки оценивали количество проросших семян; на 5-е сутки определяли длину колеоптеля; на 7-е сутки - измеряли длину ростка и корешка. Контролем служили семена, замоченные в воде.

Заявленное соединение в концентрациях от 0,0001 до 0,5% не уменьшает всхожести семян пшеницы, пп. 71-79, в диапазоне концентраций 0,001-0,1%, в пределы которых входят фунгитоксичные концентрации, оказывает ростстимулирующий эффект на колеоптиле, пп. 72-77, табл. 7.

Положительное влияние на рост проростка пшеницы препарат показал в концентрациях от 0,01 до 0,1%, пп. 72-75, а на развитие корешка - в диапазоне концентраций от 0,005 до 0,05%, пп. 73-76. В более высокой концентрации 0,5% заявленное соединение несколько ингибировало рост колеоптиле пшеницы, снижало длину ростка и незначительно угнетало развитие корневой системы, пп. 71.

На основе сопоставления полученных данных по изучению прямой биоцидной и ростстимулирующей активности испытуемого соединения можно сделать вывод, что в заявленных концентрациях (0,01-0,02-0,05-0,1%) ДЦБХ обладает высокой фунгицидной активностью по отношению к тест-патогенам и оказывает наибольшее стимулирующее действие на прорастание и рост проростков пшеницы.

Пример 7 подтверждает высокую биологическую эффективность заявленного соединения при обработке семян пшеницы против поражения возбудителями корневой гнили Bipolaris sorokiniana (Saccardo) Shoemaker и Fusarium culmorum (Smith) Saccardo. Примеры выполнены на растениях пшеницы (сорт Диамант) при использовании искусственного инфекционного фона. Обработку семян пшеницы проводили путем замачивания в растворах заявленного средства в течение 2-х ч (2 г семян в 3-х мл водного раствора испытуемого вещества). После подсушивания на воздухе (24 ч) семена инокулировали в 0,5 мл суспензии конидий гриба В. sorokiniana с концентрацией 100 тысяч конидий в 1 мл; и в 0,5 мл суспензии конидий гриба F. culmorum с концентрацией 1 млн. конидий в 1 мл. Растения выращивали методом рулонной культуры при искусственном освещении. Учет развития болезни проводили на 12-ти дневных растениях по некрозу колеоптиле и нижележащих тканей в процентах. Результаты испытаний показали, что по эффективности сдерживания распространения корневой гнили заявленное соединение в концентрации 0,05% приближается к фунгицидному эталону, витаваксу 200ФФ, рекомендованному "Списком пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2001 г.", пп. 82, 84, табл. 8.

Пример 8 показывает эффективность действия заявленного соединения в защите проростков томатов (сорт Белый налив) от поражения возбудителем фузариозного увядания Fusarium oxysporum Slehten dahl. emed Snyder et Hansen,табл. 9. Семена томатов обрабатывали испытуемым соединением способом замачивания. Навеску 0,3 г семян замачивали в 1 мл препарата в течение 2-х ч. После подсушивания на воздухе через 24 ч на семена наносили 0,3 мл суспензии микроконидий гриба F. oxysporum из расчета 5 тысяч конидий на одно семя. Семена после заражения подсушивали в течение 4-5 ч, затем раскладывали во влажные камеры в ч. Петри. Учет пораженности растений проводили в фазу 10-дневных проростков по стандартной методике. Для сравнения использовали протравитель семян ТМТД, 80% с.п.

Предпосевное замачивание семян томатов заявленньм соединением в концентрации 0,1% (пп. 86) снижает пораженность проростков томата, превышая по эффективности защиты фунгицид ТМТД.

Кроме защитного эффекта обработка семян заявленным соединением положительно сказалась на энергии прорастания семян, а также оказала стимулирующее действие на рост проростка томатов пп. 86, 87, 88, табл. 9.

Пример 9 подтверждает высокую эффективность заявленного соединения против поражения растений томата ризоктониозом (черная ножка)в тепличном опыте на искусственном инфекционном фоне, табл. 10. Для создания инфекционного фона чистую культуру гриба Rhizotonia solani Kuehn., выращенную на картофельно-сахарозной среде, смешивали с почвой в сосудах (20 г инокулюма на сосуд). В инфицированную почву высевали семена томата (сорт Белый налив), обработанные заявленным соединением. Для этого 0,3 г семян томата замачивали в 1 мл испытуемого ратвора ДЦБХ в течение 2-х ч.

Как видно из представленных в табл. 10 данных, заявленное соединение (конц. 1%, пп. 91) в условиях тепличного опыта на искусственном инфекционном фоне по эффективности защиты против ризоктониоза не уступает фунгицидному протравителю (пп. 94), табл. 10.

Приведенные примеры показывают, что заявленное соединение в диапазоне концентраций 0,01-0,02-0,05-0,1% обладает высокой фунгицидной активностью по отношению к широкому кругу возбудителей болезней сельскохозяйственных культур и проявляет ростстимулирующее действие при предпосевной обработке семян.

Таким образом, применение ДЦБХ позволит заменить высокотоксичные фунгициды ТМТД и витавакс 200ФФ на более безопасное средство. Высокая фунгицидная активность дицитробората оксихинолиния в сочетании с ростстимулирующим воздействием на растения обеспечит более эффективную защиту сельскохозяйственных культур от широкого спектра возбудителей болезней.

Формула изобретения

Примечание дицитратобората оксихинолиния формулы

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9