Способ повышения урожайности зерновых культур

Способ повышения урожайности зерновых культур

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при выращивании зерновых культур.

Применение регуляторов роста растений наряду с использованием удобрений, химических и биологических средств защиты растений - один из самых перспективных путей повышения продуктивности сельскохозяйственных культур.

В качестве прототипов выбраны известные регуляторы роста: на рисе - фуролан в дозе 0,427 мл/т семян (содержание действующего вещества 989 г/л), на озимой пшенице и кукурузе - карвитол (содержание действующего вещества 10 г/л) в дозе 25 мл/т при предпосевной обработке семян, норма расхода рабочей жидкости 10 л/т (Список пестицидов и агрохимикатов. Приложение к журналу «Защита и карантин растений» №6, 2010).

В качестве заявляемого регулятора роста для повышения урожайности зерновых культур - риса, озимой пшеницы, кукурузы использовали 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он формулы:

Заявляемое соединение известно ранее (Изв. Академии наук. Сер. Химич. - 1994. - №12. - С.2215), однако его рострегулирующие свойства, позволяющие повышать урожайность зерновых культур, выявлены впервые. Соединение используется для предпосевной обработки семян риса, кукурузы и озимой пшеницы в дозе 0,2-0,6 г/т семян при норме расхода рабочей жидкости 10 л/т.

Синтез 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-она осуществлен электрохимически тиоалкилированием 2-хлор-1,2-дигидро-3-пиридинкарбонитрила 2-пиридинтиолом по схеме:

Техническим результатом является повышение урожайности зерновых культур (риса, озимой пшеницы, кукурузы) путем предпосевной обработки семян 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-оном, проявляющим рострегулирующие свойства.

Технический результат достигается тем, что в способе повышения урожайности зерновых культур (риса, озимой пшеницы, кукурузы), включающем предпосевную обработку семян регулятором роста при норме расхода рабочей жидкости 10 л/т семян, согласно изобретению в качестве регулятора роста используют 6-метил-4-(2-пиридил-сульфанил)-1,3-дигидрофуро-[3,4-с]пиридин-3-он в дозе 0,2-0,6 г/т семян.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

6-Метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он.

В катодное отделение ячейки со стеклянной диафрагмой помещают 60 мл 0,3N раствора Et₄NBr в абсолютном ацетонитриле, содержащего смесь 1,11 г (0,01 моль) 2-пиридинтиола и 1,84 г 6-метил-4-хлор-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-она (0,01 моль). Анолит - 50 мл раствора фона. Катод - пластина из Pt (35 см³). Анод - Mg-стержень диаметром 1 см. Электролиз проводят в атмосфере аргона при 20-25°C в гальваностатическом режиме при плотности тока 3-5 мА·см^-2. Католит перемешивают с помощью магнитной мешалки. После пропускания 1,05-1,10 F·моль^-1 электричества католит сливают и отгоняют растворитель в вакууме. Остаток обрабатывают водой, экстрагируют CH₂Cl₂, сушат MgSO₄. Растворитель упаривают в вакууме, полученный продукт для очистки от примесей дисульфида экстрагируют холодным гексаном, а затем горячим гексаном. Остаток перекристаллизовывают из смеси ацетона с гексаном. Продукт дополнительно очищают колоночной хроматографией на силикагеле. Элюент - гексан-ацетон (5-6:1). Выход 1,78 г (69%).

Элементный анализ: Найдено: С 60,32; Н 3,79; N 10,75. C₁₃H₁₀N₂O₂S. Вычислено: С 60,45; Н 3,90; N 10,85. Т_пл. 178-179°С.

ИК спектр: ν, см^-1 (вазелиновое масло): 3075,3035 (С-H_Ar); 1100, 1080, 1025 (С-О-С); 1730 (С=O).

Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃): 2,40 (3Н, с, СН₃-Ру); 5,17 (2Н, с, CH₂O); 6,80-7,50(м, 3Н, Н-Ру'); 6,97 (1Н, с, Н-Ру), 8,54(дд, 1Н, 6-Н-Ру', J=4,9; J=1,3).

Пример 2.

Первичная оценка рострегулирующей активности 6-метил-4-(пиридин-2-илтио)фуро[3,4-с]пиридин-3(1H)-она.

Рострегулирующую активность 6-метил-4-(пиридин-2-илтио)фуро[3,4-с]пиридин-3(1H)-она определяли модельными опытами лабораторного скри-нинга на семенах риса сорта Лиман. В ходе лабораторного скрининга определяли оптимальную ростактивирующую концентрацию соединения, влияние его на посевные качества семян, рост проростков, накопления в них сухой массы. В качестве контроля использовались семена, обработанные водой. Соединение применяли в виде водных растворов с концентрациями 0,1; 0,01; 0,005; 0,001 и 0,0005 мас.%. Семена риса замачивали в растворах указанных соединений и в воде (контроль). Экспозиция обработки 1 ч. После обработки семена раскладывали по 100 штук в чашки Петри на фильтровальную бумагу, насыщенную водой. Затем семена помещали в термостат на проращивание при температуре 25°С. Энергию прорастания определяли на 4-е сутки, всхожесть - на 7-е сутки. Для установления действия соединений на интенсивность прорастания семян определяли длину корешков и ростков, их сухую массу в расчете на 100 проростков. Повторность в опыте - четырехкратная.

Результаты лабораторного опыта приведены в таблице 1.

6-Метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он в оптимальной концентрации 0,001 мас.% увеличивает энергию проростания на 3,0%, всхожесть - 3,0%%, длину корня - на 15,0%, ростка - на 15,4%, массу сухого вещества корня - на 27,8%, ростка - на 38,9% в сравнении с контролем.

Пример 3.

Оценка рострегулирующей активности 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-она в условиях полевого мелкоделяночного опыта на семенах риса.

Рострегулирующую активность заявляемого соединения определяли в условиях полевого мелкоделяночного опыта по методике ЦИНАО.

Семена риса перед посевом обрабатывали раствором препарата. Контроль - семена, обработанные водой.

6-Метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он используется для предпосевной обработки семян риса соответственно в дозах 0,2, 04 и 0,6 г/т семян при норме расхода рабочей жидкости 10 л/т. Прототип фуролан - в дозе 0,427 мл/т семян при предпосевной обработке, норма расхода рабочей жидкости 10 л/т.

Площадь опытной делянки - 20 м², повторность опыта - четырехкратная. Уборку урожая осуществляли в период полного созревания. Рострегулирующую активность определяли по увеличению урожая зерна, в вариантах обработки заявляемым соединением, прототипом - фуроланом, в сравнении с контролем. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Как следует из таблицы 2, предпосевная обработка семян риса 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-оном имеет преимущество по сравнению с прототипом, обеспечивая прибавку урожая зерновой культуры - риса соответственно на 7,5 ц/га (+12,6% к

Таблица 1
Влияние 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-она на посевные качества семян риса сорта «Лиман»
	Концентрация,массовая доля, %	Энергияпрорастания, %	Всхожесть, %	Длина, см	Масса сухого вещества, г/100,проростков
Препарат
	корня	ростка	корней	ростков
контроль		92,0	94,0	4,0	1,3	0,18	0,18
6-метил-4-(2-пири-дилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он	0,01	90,0	92,0	3,6	1,3	0,16	0,20
0,005	92,0	94,0	4,1	1,4	0,18	0,24
0,001	94,8	96,8	4,6	1,5	0,23	0,25
0,0005	92,8	94,8	4,4	1,4	0,19	0,24
НСР		2,9	2,9	0,1	0,05	0,01	0,01

Таблица 2
Влияние регуляторов роста на урожайность риса сорта «Лиман» (при норме расхода рабочей жидкости 10 л/т семян риса)
	Доза г/т семян	Урожайность ц/га	Прибавка к контролю
Препарат
ц/га	%
контроль	-	59,7	-	-
6-метил-4-(2-пиридилсуль-фанил)-1,3-дигидрофуро-[3,4-с]пиридин-3-он	0,200	64,4	4,7	7,9
0,400	67,2	7,5	12,6
0,600	65,5	5,8	9,7
фуролан	0,422	64,5	4,8	8,0
НСР05		2,7

контролю), при этом прототип - фуролан способствует повышению урожайности на 4,8 ц/га (+8,0% к контролю).

Пример 4.

Первичная оценка рострегулирующей активности 6-метил-4-(пиридин-2-илтио)фуро[3,4-с]пиридин-3(1H)-она на семенах озимой пшеницы.

Рострегулирующая активность 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-С]пиридин-3-она определяли модельными опытами лабораторного скрининга на семенах озимой пшеницы сорта Иришка. В ходе лабораторного скрининга определяли оптимальную ростактивирующую концентрацию соединения, влияние его на посевные качества семян (энергию прорастания, всхожесть, интенсивность прорастания семян - длину корешков и ростков и их массу). В качестве контроля использовались семена, обработанные водой. Соединения применяли в виде водных растворов с концентрациями 0,01, 0,005, 0,001 и 0,0005 мас.%. Экспозиция обработки 1 час. После обработки семена раскладывались в чашки Петри по 100 штук на фильтровальную бумагу, насыщенную водой. Затем чашки Петри помещали в термостат на проращивание семян при температуре 25°C. Энергию прорастания определяли на 3-е сутки, всхожесть - на 7-е сутки.

Для установления действия соединения на интенсивность прорастания семян при ликвидации опыта определяли длину корешков и ростков, их массу (сырую, сухую) в расчете на 100 шт. проростков. Повторность опыта - четырехкратная.

Результаты лабораторного опыта приведены в таблице 3.

Соединение 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он в оптимальной концентрации 0,001 мас.% увеличивает энергию прорастания на 3,5%, всхожесть - на 4,5%, длину корешка - на 14,5, ростков - на 12,7; сырую массу корешков - на 25,3, сухую массу корешков на 15,7, сырую и сухую массу ростков соответственно - на 22,4 и 12,5% в сравнении с контролем.

Пример 5.

Оценка рострегулирующей активности 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-она в условиях полевого мелкоделяночного опыта на семенах пшеницы.

Рострегулирующую активность заявляемого соединения определяли в условиях полевого мелкоделяночного опыта по методике ЦИНАО.

Семена озимой пшеницы перед посевом обрабатывали раствором препарата. Контроль - семена, обработанные водой.

6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он используется для предпосевной обработки семян озимой пшеницы в дозах 0,2, 0,4 и 0,6 г/т семян при норме расхода рабочей жидкости 10 л/т. Прототип карвитол - в дозе 25 мл/т семян при предпосевной обработке, норма расхода рабочей жидкости 10 л/т.

Площадь опытной делянки - 20 м², повторность опыта - четырехкратная. Уборку урожая осуществляли в период полного созревания. Рострегулирующую активность определяли по увеличению урожая зерна, в вариантах обработки заявляемым соединением, прототипом - карвитолом, в сравнении с контролем. Результаты испытаний представлены в таблице 4.

Таблица 4
Влияние 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро-[3,4-С]пиридин-3-он на урожайность озимой пшеницы сорта Иришка
Препарат	Доза, г/т семян	Урожайность, ц/га	Прибавка к контролю
ц/га	%
Контроль	-	43,1	-	-
6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]-пиридин-3-он	0,200	45,8	2,7	6,3
0,400	49,4	6,3	14,6
0,600	46,7	3,6	8,4
карвитол	0,422	47,2	4,1	9,5
НСР05		1,8

Как следует из таблицы 4, предпосевная обработка семян озимой пшеницы 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-оном имеет преимущество по сравнению с прототипом, обеспечивая прибавку урожая озимой пшеницы на 6,3 ц/га (+14,6% к контролю), при этом прототип - способствует повышению урожайности на 4,1 ц/га (+9,5 к контролю).

Пример 6.

Первичная оценка рострегулирующей активности 6-метил-4-(пиридин-2-илтио)фуро[3,4-с]пиридин-3(1H)-онана семенах кукурузы.

Рострегулирующая активность 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он определяли модельными опытами лабораторного скрининга на семенах кукурузы гибрида ФАО 340. В ходе лабораторного скрининга определяли оптимальную ростактивирующую концентрацию соединения, влияние его на посевные качества семян (энергию прорастания, всхожесть, интенсивность прорастания семян - длину корешков и ростков и их массу). В качестве контроля использовались семена, обработанные водой. Соединения применяли в виде водных растворов с концентрациями 0,01, 0,005, 0,001 и 0,0005 мас.%. Экспозиция обработки 1 час. После обработки семена раскладывались в чашки Петри по 100 штук на фильтровальную бумагу, насыщенную водой. Затем чашки Петри помещали в термостат на проращивание семян при температуре 25°C. Энергию прорастания определяли на 4-е и 7-е сутки соответственно.

Для установления действия соединения на интенсивность прорастания семян при ликвидации опыта определяли длину корешков и ростков, их массу (сырую, сухую) в расчете на 100 шт. проростков. Повторность опыта - четырехкратная. Результаты лабораторного опыта приведены в таблице 5 Соединение 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пири-дин-3-он в оптимальной концентрации 0,005 мас.% увеличивает энергию прорастания на 2,0%, всхожесть - на 1,5%, длину корешка - 30,8%, ростков - на 22,2%; сырую массу корешков - на 21,3%, сухую массу - на 32,6%, сырую массу ростков - на 17,9 сухую массу - на 28,7% в сравнении с контролем.

Таблица 5
Влияние 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-она на посевные качества семян кукурузы гибрида ФАО 340
Препарат	Концентрация, массовая доля, %	Энергияпрорастания, %	Всхожесть, %	Длина, см	Масса, г/100 шт. проростков
Сырая	Сухая
корешка	ростка	корешков	ростков	корешков	ростков
контроль	-	98,0	98,5	7,8	4,5	10,81	11,98	1,41	1,22
6-метил-4-(2-пиридилсульфа-нил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он	0,01	100,0	100	9,8	5,0	11,83	13,45	1,69	1,29
0,005	100,0	100	10,2	5,5	13,11	14,13	1,87	1,57
0,001	98,5	99,5	9,6	5,4	12,22	13,08	1,74	1,41
0,0005	97,0	99,0	9,3	5,2	11,34	12,61	1,63	1,24
НСР05				0,3	0,2	0,41	0,46	0,06	0,05

Пример 7.

Оценка рострегулирующей активности 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-она в условиях полевого мелкоделяночного опыта на семенах кукурузы гибрида ФАО 340

Росторегулирующую активность заявляемого соединения определяли в условиях полевого мелкоделяночного опыта по методике ЦИНАО.

Семена кукурузы перед посевом обрабатывали раствором препарата. Контроль - семена, обработанные водой.

6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он используется для предпосевной обработки семян кукурузы соответственно в дозах 0,2, 0,4 и 0,6 г/т семян при норме расхода рабочей жидкости 10 л/т. Прототип карвитол - в дозе 25 мл/т семян при предпосевной обработке, норма расхода рабочей жидкости 10 л/т.

Площадь опытной делянки - 20 м², повторность опыта - четырехкратная. Уборку урожая осуществляли в период полного созревания. Росторегулирующую активность определяли по увеличению урожая зерна, в вариантах обработки заявляемым соединением, прототипом - карвитолом, в сравнении с контролем. Результаты испытаний представлены в таблице 6.

Таблица 6
Влияние 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро-[3,4-с]пиридин-3-она на урожайность кукурузы (в зерне) гибрида ФАО 340
Препарат	Доза, г/т семян	Урожайность, ц/га	Прибавка к контролю
ц/га	%
Контроль	-	51,2	-	-
6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигид-рофуро [3,4-с]пиридин-3-он	0,200	56,9	5,7	11,1
0,400	59,3	8,1	15,8
0,600	55,8	4,6	9,0
Карвитол	0,422	54,0	2,8	5,5
НСР05		2,5

Как следует из таблицы 6, предпосевная обработка семян кукурузы 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-оном имеет преимущество по сравнению с прототипом, обеспечивая прибавку урожая кукурузы - на 8,1 ц/га (+15,8% к контролю), при этом прототип - карвитол способствует повышению урожайности на 2,8 (+5,5% к контролю).

Способ повышения урожайности зерновых культур, включающий предпосевную обработку семян рострегулятором при норме расхода рабочей жидкости 10 л/т семян, отличающийся тем, что в качестве регулятора роста используют 6-метил-4-(2-пиридилсульфанил)-1,3-дигидрофуро[3,4-с]пиридин-3-он в дозе 0,2-0,6 г/т семян