Гербицидная композиция и способ повышения эффективности действия гербицида на основе глифосата

Гербицидная композиция и способ повышения эффективности действия гербицида на основе глифосата

Реферат

Изобретение относится области сельского хозяйства, а именно к средствам борьбы с нежелательной растительностью путем добавления к гербициду на основе глифосата компонентов, повышающих эффективность действия гербицида.

Сорные растения устойчиво занимают первое место по уровню вредоносного влияния на урожай культурных растений. Известно, что для снижения засоренности применяют многократные культивации, которые при неправильном применении ухудшают структуру почвы и усиливают эрозию почвенного покрова. Также для борьбы с широким спектром однолетних и многолетних сорняков и нежелательной древесно-кустарниковой растительностью применяют системные гербициды общеистребительного действия.

Однако в современных интенсивных агротехнологиях без поверхностной обработки почвы или с минимальной поверхностной обработкой почвы особенно актуально использовать гербицидные композиции, позволяющие эффективно истреблять сорняки и снижать отрицательное воздействие на агробиоценозы, а также сводить к минимуму накопление остаточных количеств опасных гербицидов в почве.

Гербициды, в отношении которых может использоваться заявляемый состав, представляют собой хорошо известный класс гербицидов на основе глифосата, например «Раундап» или «Глифос®». Указанные гербициды являются эффективными, однако они представляют большую опасность для окружающей среды и человека, т.к. их остатки длительное время сохраняются в сельскохозяйственной продукции и, поступая в организм человека, разрушают иммунную систему и становятся причиной многих заболеваний.

Конкретный гербицид, как таковой, не является частью изобретения.

Известны технические решения, в которых применение гербицида с добавками позволяет не только повысить эффективность известных гербицидов, но и снизить их опасность для человека и окружающей среды.

Известен гербицидный состав (патент РФ 2461198), содержащий в качестве действующего вещества комбинацию глифосата с природными органическими кислотами: лимонной, α-кетоглутаровой, янтарной, яблочной, щавелевой, взятые в концентрации 10-11 моль/л. Недостатком состава является высокая стоимость добавки.

Известен способ борьбы с сорной растительностью, когда за несколько дней до посева возделываемой культуры вносят водный раствор аммиачной селитры и после отрастания сорняков их обрабатывают гербицидом сплошного действия - раундапом (патент РФ 2110909).

Недостаток указанного способа в том, что раздельное внесение удобрения и гербицида не позволяет полностью избавиться от сорняков, а внесение гербицида в норме 4-5 кг/га загрязняет окружающую среду.

Известна также удобрительно-гербицидная смесь для внесения под зерновые культуры (патент РФ 2458507), содержащая жидкие азотные удобрения КАС-32 (раствор карбамида и аммиачной селитры), гербицид аврорекс и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: КАС-32 - 30,0-40,0, аврорекс 0,38-0,60, вода - остальное до 100.

Несмотря на то, что удобрительно-гербицидная смесь обеспечивает сокращение нормы внесения аврорекса на 25% от минимально рекомендуемой, но у нее недостаточная эффективность уничтожения сорняков и относительно высокое содержание азотного удобрения.

Наиболее близким техническим решением является гербицидная композиция, содержащая гербицид, выбранный из группы хлорацетанилидов, ацетанилидов, триазинов, глифосата и растворимую в воде натриевую соль полиаспарагиновой кислоты, имеющую молекулярную массу в диапазоне от около 1500 до около 100000, при весовом соотношении между ними от 1:2 до 1:71. Гербицидная композиция используется в форме водного раствора. А способ повышения эффективности поглощения гербицида сорняками с целью их гибели проявляется за счет добавления к ним растворимой в воде натриевой соли полиаспарагиновой кислоты (патент РФ №2171031). Принимаем его за прототип.

Натриевая соль полиаспарагиновой кислоты усиливает эффективность гербицида. Однако в указанном выше патенте не приводится сведений о снижении нормы расхода таких опасных пестицидов, как гербициды сплошного действия на основе глифосата.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности поглощения гербицида сорняками с целью их гибели, обеспечении снижения в 3-4 раза нормы расхода гербицида на основе глифосата за счет состава, усиливающего эффективность поглощения гербицида сорняками с целью их гибели, снижении гербицидной нагрузки на окружающую среду.

Технический результат достигается тем, что гербицидная композиция включает гербицид, выбранный из группы глифосатов, смесь водорастворимых аминокислот: L-2-амино-2-метил-меркаптомасляную кислоту (а), L-α-диаминокапроновую кислоту (б) и L-β-фенил-α-аминопропионовую кислоту (в) при следующем соотношении компонентов в смеси (а):(б):(в)-(2-3):(1-2):(1-2) и аммиачную селитру. А повышение эффективности поглощения гербицида сорняками с целью их гибели и снижение нормы расхода гербицида проявляется за счет того, что в баковую смесь вносят гербицид из группы глифосатов в дозе 0,8-1,2 л/га с добавлением 6-16 г/га смеси водорастворимых аминокислот по п. 1 и 2 кг/га аммиачной селитры при норме расхода рабочей жидкости 200 л/га.

Сопоставительный анализ группы изобретений с прототипом позволяет сделать вывод о том, что в гербицидной композиции предлагаемую смесь аминокислот используют для усиления эффективности поглощения гербицидов на основе глифосата сорняками с целью их гибели, снижения нормы расхода гербицида и пестицидной нагрузки на агробиоценоз, при этом смесь АМК является экологически безопасной добавкой. Кроме того, введение аммиачной селитры также способствует быстрому проникновению гербицида и комплекса аминокислот в растение. Таким образом, заявленные технические решения соответствуют критерию патентоспособности НОВИЗНА.

Гербицид сплошного действия, например раундап, проникает через листья и транспортируется в корни, подземные побеги и корневища, полностью или частично повреждая их. Эффект действия проявляется спустя несколько дней и выражается в торможении роста и старения, побурении стеблей и листьев. Особенно эффективен данный препарат в борьбе против многолетних корневищных и корнеотпрысковых растений. Однако в почве накапливаются остаточные количества гербицида сплошного действия после поверхностной обработки почвы, которые отрицательно воздействуют на микрофлору почвы.

Аммиачная селитра (азотнокислый аммоний, нитрат аммония) - азотное удобрение, суммарное содержание азота составляет 34,6%. Применяется в виде водного раствора в качестве предпосевного (основного) удобрения, а также ранневесенней подкормки растений. Механизм действия аммиачной селитры непосредственно связан с ее химической формулой (NH₄NO₃,). Гранула аммиачной селитры, попадая в почву и смешиваясь с почвенной влагой, распадается и превращается в два иона. Отрицательный ион (NO₃-) или нитрат остается в почвенном растворе. Благодаря этому он более доступен для растений и усваивается корнями в количестве, необходимом растению в той или другой фазе вегетации. Механизм поступления нитратов к корневой системе растений построен на основе обмена с ионами гидрокарбонатов, которые выделяются растениями. Азотное питание растений увеличивает транспортировку веществ по всему растительному организму.

Применение аммиачной селитры в гербицидной композиции усиливает поглощающую способность растения, тем самым способствует лучшему проникновению гербицида и смеси АМК и позволяет повысить эффективность заявляемой гербицидной композициии обеспечить снижение в 3-4 раза нормы расхода гербицида.

L-2-амино-2-метилмеркаптомасляная незаменимая серосодержащая гликогенобразующая аминокислота входит в состав большинства белков, является донором метальных групп, участвует в процессах ферментативного метилирования. L-α-диаминокапроновая кислота является наиболее дефицитной из незаменимых аминокислот в растительных белках. L-β-фенил-α-аминопропионовая кислота входит в состав почти всех природных белков (кроме протаминов). Недостаток этих аминокислот приводит к нарушению синтеза белков и сокращению их количества, замедлению роста и развития организма, а также снижению иммунитета.

В растениях АМК образуются по «шикиматному пути», а гербицид, попав внутрь растительного организма, его нарушает и приводит к гибели растения.

Одна из главных функций АМК - это проникнуть в клетку и активизировать клеточный метаболизм. Попав внутрь, аминокислоты частично восстанавливают «шикиматный путь», нарушенный гербицидом. Предлагаемая смесь АМК в гербицидной композиции позволяет поддержать этот метаболический процесс в течение небольшого, но достаточного времени для полного распределения гербицида по всему растению.

Сочетание в гербицидной композиции действующих веществ с различными механизмами действия, смесь аминокислота, аммиачная селитра позволяет усилить и пролонгировать поглощение гербицида до корней растений с целью полного отмирания всех частей растения. Следовательно, уменьшается количество применяемого гербицида, при этом не снижается его эффективность уничтожения нежелательной сорной растительности, а пестицидная нагрузка на агробиоценоз снижается.

Аминокислоты (АМК) в порошкообразном состоянии смешивают при следующем соотношении компонентов в смеси (а):(б):(в)-(2-3):(1-2):(1-2) в заявляемых количествах 6-16 г/га.

Состав смеси АМК стабилен в течение 12 мес при хранении в герметичной упаковке, в защищенном от света месте с влажностью не более 85% и температурой не более +25°C. Состав растворим в воде, обладает хорошей проникающей способностью, не токсичен, входящие в него компоненты абсолютно безопасны для окружающей среды и человека.

Группа изобретений позволит достигнуть технический результат, т.к. гербицидная композиция, включающая гербицид на основе глифосата, смесь аминокислот и аммиачную селитру, улучшающие проникновение гербицида в ткань сорняка, обеспечивает сокращение нормы внесения гербицида в 3-4 раза от минимально рекомендуемой за счет повышения его биологической эффективности вследствие синергизма исходных компонентов, и соответствует критерию ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ.

Заявляемая гербицидная композиция используется в виде бакового раствора, а получают ее смешиванием с водой гербицида,смеси L-2-амино-2-метил-меркаптомасляной L-α-диаминокапроновой и L-β-фенил-α-аминопропионовой аминокислот, взятых в заявляемом соотношении (2-3):(1-2):(1-2), и аммиачной селитры до образования однородного раствора.

Технология приготовления баковой смеси гербицидной композиции при норме расхода рабочего раствора 200 л/га.

Баковую смесь готовят непосредственно перед обработкой.

В бак опрыскивателя заливают 2/3 части расчетной нормы воды, затем добавляют 6-16 г/га смеси аминокислот и 0,8-1,2 л/га гербицида на основе глифосата, включают мешалку и перемешивают для растворения компонентов, затем, продолжая перемешивать до полного растворения, добавляют 2 кг/га аммиачной селитры. После чего доливают воду до нормы и тщательно перемешивают.

Способ применения гербицидной композиции и результаты оценки биологической эффективности препарата представлены в примерах и таблицах.

Пример 1.

Лабораторные испытания проведены в климатических камерах на кафедре физиологии и биохимии растений ФГБОУ ВПО Кубанского ГАУ.

Гербицидную композицию получали смешиванием с водой до однородного состояния гербицида, смеси аминокислот, взятых при следующем соотношении компонентов в смеси (а):(б):(в)-(2-3):(1-2):1-2), и аммиачной селитры (АС) в заявляемых количествах. Конечным результатом является рабочий раствор. Готовили следующие растворы:

1-й вариант (контроль) - гербицид на основе глифосата «Раундап» 3-4 л/га;

2-й вариант - смесь водорастворимых аминокислот 6-16 г/га;

3-й вариант - 0,8 л гербицида «Раундап»+смесь АМК 6-16 г/га+АС 2 кг/га;

4-й вариант - 1,0 л гербицида «Раундап»+смесь АМК 6-16 г/га+АС 2 кг/га;

5-й вариант - 1,2 л гербицида «Раундап»+смесь АМК 6-16 г/га+АС 2 кг/га.

Далее однолетние и многолетние сорняки, растущие в растильнях внутри климатической камеры, обрабатывали путем равномерного опрыскивания серией водных растворов по указанным пяти вариантам, принимая расход рабочего раствора 200 л на 1 гектар.

Оценку степени повреждения растений проводили по следующим категориям: без повреждений (0), слабый некроз - повреждение 1-25% растений (1), некроз листьев 25-50% (2), некроз листьев 50-75% (3), некроз более чем 75% с некоторыми случаями возможного вторичного роста (4), гибель растений (5).

Растения обследовали на 1, 5, 7, 11, 14, 18 и 21 дни.

Результаты представлены в табл. 1.

Таблица 1
№ опыта	Вариант опыта	Степень повреждения по категориям
1 день	5 день	7 день	11 день	14 день	18 день	21 день
1 контроль	Гербицид «Раундап»,	0	1	2	3	4	5	-
2	смесь АМК	0	0	0	0	0	0	0
3	0,8 л гербицида+смесь АМК+АС	0	0	1	2	3	4	5
4	1,0 л гербицида+смесь АМК+АС	0	1	2	3	4	5
5	1,2 л гербицида+смесь АМК+АС	0	1	2	3	4	5

Так, при использовании в баковом растворе только гербицида «Раундап» (вар. 1, контроль), согласно рекомендуемой норме расхода 3-4 л/га, первые признаки повреждения растений наступают уже на 5 день, аналогичные результаты в вариантах 4 и 5. На 7 день появляются признаки повреждения в варианте 3. На 11 день в вариантах 1, 4 и 5 наблюдается поражение на уровне 50-75% листьев. На 14 день в вариантах 1, 4 и 5 степень повреждения растений более чем 75%, а в варианте 3 - 50-75%. Полная гибель растений наступает на 18 день в вариантах 1, 4 и 5, а в варианте 3 отмечена только степень поражения на уровне более чем 75%. Гибель растений в варианте 3 наступает на 21 день, что соответствует периоду действия (14-21 день) гербицида «Раундап», заявленному в инструкции к гербициду. При внесении в баковый раствор только смеси аминокислот по п. 1 (вар. 2) у сорняков нет никаких признаков поражения, что говорит о невозможности использовать смесь аминокислот как самостоятельное гербицидное средство. Лабораторные исследования показали, что предлагаемая гербицидная композиция, включающая гербицид, выбранный из группы глифосатов, смесь водорастворимых аминокислот и аммиачную селитру, и их количественное содержание, подобранное экспериментальным путем, позволяет снизить рекомендуемую норму расхода гербицида на основе глифосата в 3-4 раза.

Пример 2.

Полевые испытания проводили на опытных участках кафедры физиологии и биохимии растений ФГБОУ ВПО Кубанского ГАУ аналогично лабораторным.

Испытания проводили на делянках (целина) площадью 2×2 м², в качестве гербицида выбран «Раундап». Обработку луговых сорняков: однолетних и многолетних злаковых и двудольных, проводили аналогично лабораторным испытаниям.

Результаты полевых испытаний представлены в табл. 2.

Таблица 2
Вариант опыта	Гербицидная композиция	Начало действия препарата (видимые признаки*), сутки	Полная гибель растений, сутки
Гербицид «Раундап», л/га	Смесь АМК по п. 1, г/га	Аммиачная селитра, кг/га
1 (контроль)	4	-	-	3	18
2	-	6-16	-	-	-
3	0,8	6-16	2,0	7	21
4	1,0	6-16	2,0	5	18
5	1,2	6-16	2,0	5	18
* - К видимым признакам относится пожелтение листьев, их некроз и отмирание, отмирание стебля растения

Анализ таблицы 2 показывает, что в контрольном варианте 1 первые признаки поражения растений проявляются уже на третьи сутки после обработки, а полная гибель растений наступает на восемнадцатые сутки.

При использовании только предложенного комплекса аминокислот без гербицида (2 вариант) никаких видимых повреждений растений не наблюдается, а полная их гибель не наступает.

В третьем варианте первые признаки повреждения растений наступают на седьмые сутки, т.е. на четверо суток позже, чем в 1 варианте. Это связано со специфическим действием гербицидной композиции. При попадании гербицида на растение сразу после его всасывания нарушаются биохимические процессы в клетке, и происходит ее гибель. Дальнейшее распространение гербицида по всему растительному организму затрудняется, так как часть гербицида остается на мертвой ткани и не используется по назначению. Заявленная в композиции смесь аминокислот позволяет на некоторое время сохранить биохимические процессы и, тем самым, позволить клеткам производить транспортировку гербицида по всему растительному организму вместе с соком растений и максимально проникнуть к корню. Это и объясняет задержку проявления первых признаков повреждения растений относительно 1 варианта. А полная гибель растений (3 вариант) наступает на двадцать первые сутки, что входит в допустимый диапазон «начало действия - полная гибель растений», рекомендованный для гербицида «Раундап» при норме его расхода 3-4 л/га.

Варианты 4 и 5 показали результаты, аналогичные лабораторным. Первые признаки поражения растений проявляются также на 5 сутки. Однако полная гибель растений наступает уже на восемнадцатые сутки, как и в 1 варианте. Из этого следует, что использование гербицидной композиции с содержанием гербицида 0,8 л (вариант 3) в некоторых случаях может удлинить сроки полного отмирания растений. Вариант 4 с использованием 1,0 л гербицида показал наилучшие результаты. Гибель растений наступает на восемнадцатые сутки. Применение композиции по п. 1, в которой 1,2 л гербицида (вариант 5) не приводит к сокращению времени гибели растений, а приводит только к увеличению количества вносимого гербицида.

Результаты указывают, что применение гербицидной композиции, включающей гербицид «Раундап», смесь водорастворимых аминокислот и аммиачной селитры, при нормах расхода в вариантах 4 и 5 позволяет снизить количество вносимого гербицида в 3-4 раза относительно норм, рекомендованных производителем, без снижения его эффективности.

Проверку данного вывода проводили в полевых условиях ООО «АПК «Родина» Волгоградской области.

Эксперименты проводили на землях, заросших луговыми сорняками (однолетние и многолетние злаковые и бобовые культуры), в послеуборочный период. Сорняки обрабатывали тремя вариантами гербицидной композиции: в качестве контроля использовали гербицид «Раундап» при норме расхода 3-4 л/га, а также композиции по вариантам 4 и 5. Аналогично полевым испытаниям сорняки полностью погибали на 18 день, что свидетельствует о фактической пользе предлагаемой гербицидной композиции.

Таким образом, применение заявляемой гербицидной композиции в рекомендованных нормах позволяет снизить количество вносимого гербицида в 3-4 раза относительно норм, рекомендованных производителем, без снижения его эффективности, а значит существенно снизить пестицидную нагрузку на агробиоценоз и человека.

1. Гербицидная композиция, содержащая раствор гербицида, выбранного из группы глифосатов, и состав, повышающий эффективность гербицида, отличающаяся тем, что в качестве состава, повышающего эффективность гербицида, используют смесь водорастворимых аминокислот: L-2-амино-2-метил-меркаптомасляную кислоту (a), L-α-диаминокапроновую кислоту (б) и L-β-фенил-α-аминопропионовую кислоту (в) при следующем соотношении компонентов в смеси (а):(б):(в)-(2-3):(1-2):(1-2) и аммиачную селитру.

2. Способ повышения эффективности действия гербицида, заключающийся в том, что в баковую смесь вносят гербицид из группы глифосатов в дозе 0,8-1,2 л/га с добавлением 6-16 г/га смеси водорастворимых аминокислот по п. 1 и аммиачной селитры в дозе 2 кг/га при норме расхода рабочей жидкости 200 л/га.