Средство для стимулирования роста и развития, защиты от грибковых заболеваний сельскохозяйственных культур

Средство для стимулирования роста и развития, защиты от грибковых заболеваний сельскохозяйственных культур

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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.

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^-4% или 10^-3%. 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.).

Перед посевом семена и клубни обрабатывали путем замачивания в растворе ТГХ с концентрацией 10^-4 или 10^-3% (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.

Повторность опытов 4-кратная. Размер учетных делянок для всех культур - 25 м², 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).

Из таблиц 2, 3, 4, 6 видно, что предпосевная обработка семенного материала ТГХ в виде растворов с концентрацией 10^-4% и 10^-3% 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 - 10-4%	7,0	21	31	336	13,9	4,5
ТГХ - 10-3%	7,0	24	34	347	14,1	6,0
Стандарт	7,0	20	30	331	13,8	3,7
НСР05	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/м2	прибавка, %
Контроль	0,18	12	42,7	-
ТГХ - 10-4%	0,15	16	44,3	3,7
Стандарт	0,19	19	47,5	11,2
НСР05	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/м2	прибавка, %
Контроль	59,0	10,1	2,1	-
ТГХ - 10-3%	68,6	8,9	2,8	33,3
ТГХ - 10-4%	81,2	9,3	3,1	47,6
Стандарт	66,3	8,7	2,7	28,6
НСР05	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 - 10-3%	88	12,05	15,05	14,06	18,06	12,07
ТГХ - 10-4%	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 - 10-3%	2,06	11	173	90	28,6
Стандарт	30,05	12	162	92	31,4
HCP05		0,2	1,4	0,09

Средство для стимулирования роста и развития, защиты от грибковых заболеваний сельскохозяйственных культур, представляющее собой 7,7-диметил-2-фенил-4-(4-метоксифенил)-5-оксо-5,6,7,8-тетрагидрохинолин.