Композиция на основе комбинации липо-хитоолигосахарида для усиления урожайности растений

Композиция на основе комбинации липо-хитоолигосахарида для усиления урожайности растений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки создания изобретения

Фиксация азота имеет очень важное значение в сельскохозяйственном производстве, поскольку она дает атмосферный азот доступным в форме, которая может использоваться растениями. В растениях семейства бобовых (Leguminoseae), симбиотическое взаимодействие между растениями и азотфиксирующими бактериями семейства Rhizobiaceae ("микориза") усиливает рост растений и урожайность сельскохозяйственных культур. Симбиотическое взаимодействие инициируется тогда, когда растение высвобождает флавоноидные соединения, которые стимулируют клубеньковые бактерии в почве продуцировать "Nod-факторы." Nod-факторы являются сигнальными соединениями, которые индуцируют ранние стадии образования клубеньков в корнях растений, что приводит к образованию корневых клубеньков, содержащих азотфиксирующие клубеньковые бактерии. Несмотря на то, что в природных условиях этот процесс осуществляется постепенно у бобовых, агрономические методики направлены на более ранее начало этого процесса. Эти методики включают обеспечение азотфиксирующими бактериями семян или почвы и непосредственную обработку Nod-факторам семян или почвы перед или при высаживании.

В последнее время было показано, что Nod-факторы также усиливают прорастание, рост и урожайность бобовых и небобовых культур посредством процессов, отличающихся от образования клубеньков (патент США №6,979,664; Prithivaraj и др., Planta 216: 437-445, 2003). Несмотря на то, что влияния Nod-факторов на образование клубеньков хорошо изучено и описано, например, Ferguson и Mathesius, J. Plant Growth Regulation 22: 47-72, 2003, механизмы действия Nod-фактора, независимые от образования клубеньков, не изучены. Обработка Nod-факторами семян бобовых и небобовых растений стимулирует прорастание, появление всходов, рост растений и урожайность видов сельскохозяйственных культур и плодоовощных культур, например, как описано в патентах США №№6,979,664 и 5,922,316. Также было показано, что Nod-факторы усиливают развитие корней (Olah, и др., The Plant Journal 44/195-207, 2005). Также было продемонстрировано, что листовая обработка Nod-факторами повышает фотосинтез (патент США №7,250,068), и плодоношение и цветение (WO 04/093,542) видов сельскохозяйственных культур и плодоовощных культур.

Nod-факторы являются липо-хитоолигосахаридными соединениями (LCO). Они состоят из олигомерного остова остатков β-1,4-связанного N-ацетил-D-глюкозамина ("GlcNAc") с N-связанной жирной ацильной цепью на невосста на вливающем конце. LCO отличаются количество остатков GlcNAc в остове, а также длиной и степенью насыщенности жирной ацильной цепи, и замещениями в остатках восстанавливающих и невосстанавливающих сахаров. Структура LCO является характерной для каждого вида клубеньковых бактерий, и каждый штамм может продуцировать множество LCO с различными структурами. LCO являются первичными детерминантами специфичности к хозяевам в симбиозе бобовых (Diaz, Spaink, и Kijne, Mol. Plant-Microbe Interactions 13: 268-276, 2000).

Синтез LCO может быть стимулирован путем добавления подходящего флавоноида, для данного рода и вида клубеньковой бактерии при росте бактерии. Молекулы флавоноидов связываются с клубеньковой бактерией и запускают бактериальные гены продуцировать специфические LCO, которые высвобождаются в сбраживаемую среду. В природных условиях, растения из семейства бобовых высвобождают подходящий флавоноид, которые связывается с микоризой в почве, запуская гены для продукции LCO. Эти LCO высвобождаются бактериями в почву, связываются с растениями из семейства бобовых и инициируют каскад экспрессии генов растений, которые стимулируют образование клубеньковых структур на корнях бобовых. Альтернативно, с помощью генетически модифицированного или химического синтеза, могут синтезироваться модифицированные и синтетические молекулы LCO. Синтетические LCO с идентичной молекулярной структурой взаимодействуют с растениями и стимулируют образование клубеньков аналогично молекулам, которые продуцируются в природе.

Хитины и хитозаны, которые являются основными компонентами клеточной стенки грибов и наружного скелета насекомых и ракообразных, также состоят из остатков GlcNAc. Эти композиции используют для семян, корней или листьев различных сельскохозяйственных культур и плодоовощных культур. Композиции хитина и хитозана усиливают защиту растений от патогенов, в частности, путем стимуляции растений продуцировать хитиназы, ферменты, которые расщепляют хитин (Collinge, и др., The Plant Journal 3: 31-40, 1993).

Флавоноиды являются фенольными соединениями, которые имеют общую структуру, состоящую из двух ароматических колец, связанных посредством мостика из трех атомов углерода. Флавоноиды продуцируются растениями и обладают различными функциями, например, действуют в качестве благоприятных сигнальных молекул, и в качестве защитных компонентов от насекомых, животных, грибов и растений. Классами флавоноидов являются халконы, антоцианидины, кумарины, флавоны, флаванолы, флавонолы, флаваноны и изофлавоны. (Jain и Nainawatee, J. Plant Biochem. & Biotechnol. 11: 1-10, 2002; Shaw, и др., Environmental Microbiol. 11: 1867-1880, 2006.)

Сущность изобретения

Изобретение включает способы и композиции для усиления роста растения и урожая сельскохозяйственных культур. Типичная композиция содержит по меньшей мере один липо-хитоолигосахарид и по меньшей мере одно хитиновое соединение. Другая типичная композиция содержит по меньшей мере один липо-хитоолигосахарид и по меньшей мере одно флавоноидное соединение, выбранное из группы, включающей флавоны, флаванолы, флавонолы, флаваноны и изофлавоны. Дальнейшая композиция содержит по меньшей мере один липо-хитоолигосахарид и по меньшей мере один гербицид. Типичный способ включает введение композиции в соответствии с изобретением в растение или в семена в эффективном количестве для усиления роста растения или урожая сельскохозяйственных культур. В другом варианте осуществления, способ включает последовательною обработку растения или семени по меньшей мере одним липо-хитоолигосахаридом и по меньшей мере одним хитиновым соединением или по меньшей мере одно флавоноидным соединением, выбранным из группы, включающей флавоны, флаванолы, флавонолы, флаваноны и изофлавоны.

Подробное описание изобретения

Изобретение обеспечивает композиции и способы для усиления роста растения и урожая сельскохозяйственных культур, и из результатов экспериментов, описанных в настоящей заявке, следует, что обнаружены улучшенные влияния липо-хитоолигосахарида в комбинации с хитином/хитозаном, флавоноидными соединениями или гербицидными соединениями на рост растений и урожай сельскохозяйственных культур при обработке семян и/или листьев.

Для целей настоящего изобретения, "липо-хитоолигосахарид" ("LCO") представляет собой соединение, имеющее общую LCO структуру, то есть, олигомерный остов остатков β-1,4-связанных N-ацетил-D-глюкозамина с N-связанной жирной ацильной цепью на невосста на вливающем конце, как описано в патенте США №5,549,718; патенте США №5,646,018; патенте США №5,175,149; и патенте США №5,321,011. Такая основная структура может содержать модификации или замещения, обнаруженные во встречающихся в природе LCO, таких как описаны в Spaink, Critical Reviews in Plant Sciences 54: 257-288, 2000; D'Haeze и Holsters, Glycobiology 12: 79R-105R, 2002. Также изобретением охватываются синтетические LCO соединения, такие как описанные в WO 2005/063784, и LCO, получаемые с помощью генной инженерии. Предшественники молекул олигосахаридов для конструирования LCO также могут синтезироваться с помощью генетически модифицированных организмов, например, как описано в Samain и др., Carbohydrate Research 302: 35-42, 1997.

LCO, используемые в вариантах осуществления изобретения, могут быть получены из бактериальных штаммов Rhizobiaceae, которые продуцируют LCO, такие как штаммы Azorhizobium, Bradyrhizobium (включая В. japonicum), Mesorhizobium, Rhizobium (включая R. leguminosarum), Sinorhizobium (включая S. meliloti), и бактериальных штаммов, которые созданные методами генетической инженерии для продуцирования LCO. Эти методы известны в данной области техники и описаны, например, в патентах США №№5,549,718 и 5,646,018, которые включены в настоящее изобретение в качестве ссылки. Доступны коммерческие продукты, содержащие LCO, такие как OPTIMIZE^® (EMD Crop Bioscience).

LCO могут использоваться с различной степенью чистоты и могут использоваться отдельно или с микоризой. Способы получения исключительно LCO включают простое удаление клеток клубеньковых бактерий из смеси LCO и микоризы, или продолжение для выделения и очистки LCO молекул с помощью отделения фазы растворителя LCO с последующей ВЭЖХ хроматографией, как описано Lerouge, и др. (патент США №5,549,718). Очистку можно улучшить путем повторной ВЭЖХ, и очищенные LCO молекулы могут быть лиофилизированы для длительного хранения. Этот способ приемлемый для получения LCO из всех родов и видов Rhizobiaceae.

В пределах семейства бобовых растений, специфические роды и виды клубеньковых бактерий развивают симбиотические азотфиксирующие взаимоотношения со специфическим хозяином-бобовым растением. Эти комбинации растения-хозяина: микоризы описаны в Hungria и Stacey, Soil Biol. Biochem. 29: 819-830, 1997, в которых также перечислены эффективные индукторы флавоноидного Nod гена для видов клубеньковых бактерий, и специфические LCO структуры, которые продуцируются различными видами клубеньковых бактерий. Тем не менее, специфичность LCO необходима только для установления образования клубеньков в растениях семейства бобовых. Она не является необходимой для соответствия LCO и видов растений для стимулирования роста растений и/или урожайности сельскохозяйственных культур при обработке семян или листьев бобовых или небобовых растений с помощью LCO.

Хитиновые соединения включают хитин, (IUPAC: N-[5-[[3-ацетиламин-4,5-дигидрокси-6-(гидроксиметил)оксан-2-ил]метоксиметил]-2-[[5-ацетиламин-4,6-дигидрокси-2-(гидроксиметил)оксан-3-ил]метоксиметил]-4-гидрокси-6-(гидроксиметил)оксан-3-ис]этанамид), и хитозан, (IUPAC: 5-амин-6-[5-амин-6-[5-амин-4,6-дигидрокси-2-(гидроксиметил)оксан-3-ил]окси-4-гидрокси-2-(гидроксиметил)оксан-3-ил]окси-2(гидроксиметил)оксане-3,4-диол). Эти соединения могут быть получены коммерчески, например, от Sigma-Aldrich, или получены из насекомых, панцирей ракообразных или клеточных стенок грибов. Способы получения хитина и хитозана известны в данной области и описаны, например, в патенте США №4,536,207 (получение из панцирей ракообразных), Pochanavanich и Suntornsuk, Lett. Appl. Microbiol. 35: 17-21, 2002 (получение из клеточных стенок грибов), и патенте США №5,965,545 (получение из панцирей у ракообразных и гидролиза коммерческого хитозана). Деацетилированные хитины и хитозаны могут быть получены в пределах деацетилирования от менее чем 35% до более чем 90%, и их молекулярный вес может существенно отличаться, например, низкомолекулярные олигомеры хитозана менее чем 15 кДа и олигомеры хитина от 0,5 до 2 кДа; "практический класс" хитозана с молекулярным весом около 150 кДа; и высокомолекулярный хитозан - вплоть до 700 кДа. Также коммерчески доступны композиции хитина и хитозана, приготовленные в виде препаратов для обработки растения и почвы. Коммерческие продукты включают, например, ELEXA^®-4PDB (Plant Defense Boosters, Inc.) и BEYOND™ (Agrihouse, Inc.).

LCO и хитины/хитозаны являются структурно сходными. Хитин и хитозан могут стимулировать продукцию хитиназы растениями, и было показано, что хитиназы растений могут инактивировать и разрушать LCO, а также хитиновые соединения (Staehelin, и др., P.N.A.S. USA 91: 2196-2200, 1994; Ferguson и Mathesius, J. Plant Growth Regulation 22: 47-72, 2003)). Дополнительно, коммерчески доступные препараты хитозана часто содержат тяжелые металлы, которые токсичны для клубеньковых бактерий и, таким образом, предотвращают выработку LCO. Из этих соображений, применение клубеньковых бактерий в комбинации с хитинами/хитозанами ранее было противопоказано. Однако, как показано в примерах ниже, сейчас было продемонстрировано, что использование LCO соединения и хитина/хитозана, последовательно или одновременно, для воздействия на растение или семя, индуцирует благоприятные ответные реакции на рост растений и урожайность. Несмотря на то, что механизм этого действия не доказан, одной из гипотез является связывание LCO соединений со специфическими рецепторами в растении или семени и инициирование этих благоприятных ответных реакций до осуществления разложения LCO с помощью хитиназ. Кроме того, этот новый способ обработки устраняет воздействие тяжелых металлов на продуцирование LCO клубеньковыми бактериями.

В одном варианте осуществления изобретения, композиция может быть приготовлена путем смешивания хитозана, и одного или нескольких LCO в сельскохозяйственно приемлемом растворителе. Во втором варианте осуществления, композиция также может содержать хитин. Концентрация хитозана может находиться в интервале от 0,1 до 15% мас./об., предпочтительно от 3 до 12%. Хитин можно включать в количестве от 0 до 4% мас./об. Концентрация LCO может находиться в интервале от 10^-5 М до 10^-14 М, предпочтительно от 10^-6 M до 10^-10 M. LCO компонент также может состоять из очищенных или частично очищенных LCO, или смеси LCO и микоризы, которая продуцирует LCO. Сельскохозяйственно приемлемый растворитель предпочтительно представляет собой водный растворитель, такой как воду.

Подходящие флавоноиды включают соединения из классов флавонов, флаванолов, флавонолов, флаванонов и изофлавонов. Такие соединения могут включать, не ограничиваясь только ими, генистеин, дайдзеин, формононетин, нарингенин, гесперетин, лютеолин и апигенин. Флавоноидные соединения являются коммерчески доступными, например, от Natland International Corp., Research Triangle Park, NC; MP Biomedicals, Irvine, CA; LC Laboratories, Woburn MA. Флавоноидные соединения могут быть выделены из растений или семян, например, как описано в US5,702,752; US5,990,291; US6,146,668. Флавоноидные соединения также могут быть получены с помощью генетически модифицированных организмов, таких как дрожжи, как описано в Ralston, и др., Plant Physiology 137: 1375-1388, 2005.

В одном варианте осуществления изобретения, композиция может быть приготовлена путем объединения одного или нескольких флавоноидов и одного или нескольких LCO в сельскохозяйственно приемлемом растворителе. "Эффективное количество" композиции представляет собой количество, которые усиливает рост растений или урожайность сельскохозяйственных культур по сравнению с ростом или урожайностью растений или семян, которые не были обработаны композицией. Например, концентрация флавоноида в композиции может находиться в интервале 20-800 мкм, предпочтительно 100-500 мкм. Концентрация LCO в композиции может находиться в интервале от 10^-5 M до 10^-14 M, предпочтительно от 10^-6 М до 10^-10 M. LCO компонент также может состоять из очищенных или частично очищенных LCO, или смеси LCO и микоризы, которая продуцирует LCO. Сельскохозяйственно приемлемый растворитель предпочтительно представляет собой водный растворитель, такой как воду.

Несмотря на то, что является эффективным и подходящим объединять и использовать флавоноид или хитин/хитозан и LCO компоненты в одной смеси, в одном варианте осуществления изобретения флавоноид или компонент хитин/хитозан и LCO компонент могут использоваться отдельно и последовательно в любом порядке. Также можно использовать другие добавки, которые применяются одновременно либо последовательно, включая удобрения (например, кальций, азот, калий, фосфор), микроэлементы (например, ионы меди, алюминия, магния, марганца и цинка), и пестициды (например, фунгициды, инсектициды, гербициды и нематоциды).

В одном варианте осуществления изобретения, композицией, содержащей по меньшей мере один LCO и по меньшей мере один гербицид, обрабатывают листья растений для улучшения роста растения или урожайности сельскохозяйственной культуры. Подходящими гербицидами являются, но не ограничиваясь только ими, бентазон, ацифлуорфен, хлоримурон, лактофен, кломазон, флуазифоп, глуфосинат, глифосат, сетоксидим, имазетапир, имазамокс, фомесаф, флумиклорак, имазахин и клетодим. Коммерческие продукты, содержащие каждое из этих соединений, легко доступны. Концентрация гербицида в композиции обычно соответствует указанной норме использования конкретного гербицида. Концентрация LCO в композиции может находиться в интервале от 10^-5 М до 10^-14 М, предпочтительно от 10^-6 М до 10^-10 М. Сельскохозяйственно приемлемый растворитель, используемый при применении композиции, предпочтительно представляет собой водный растворитель, такой как воду. Композицией обычно обрабатывают растение в любое время, подходящее для борьбы с сорняками, предпочтительно после прорастания.

В одном варианте осуществления, композиция содержит по меньшей мере один LCO с гербицидом на основе глифосата, и обработка включает применение этой композиции на растениях, которые были генетически модифицированы для резистентности к глифосату.

Термин "растение", как используется в настоящем изобретении, охватывает клубни, корни, стебли, листья, цветы и плоды. Композицию можно непосредственно наносить на семена или растения или ее можно помещать в почву вблизи семени или растения перед или во время высевания. В предпочтительном варианте осуществления, композицией обрызгивают семена, клубни или листья. Также можно обрабатывать проростки, а также более зрелые растения. Цветы и плоды также можно обрабатывать путем обрызгивания. Корни трансплантатов могут быть обрызганы или погружены в композицию перед высаживанием.

"Эффективное количество" композиции представляет собой количество, которое усиливает рост растений или урожайность сельскохозяйственных культур по сравнению с ростом или урожайностью растений или семян, которые не были обработаны композицией.

Композицией можно обрабатывать однодольные или двудольные растения, и бобовые и небобовые растения. В одном варианте осуществления, композицией обрабатывают растения, выращиваемые в открытом грунте. В другом варианте осуществления, композицией обрабатывают растения, выращиваемые в теплице. Например, композицией можно обрабатывать семена или листья бобовых, таких как соя, горох, турецкий горох, зрелая фасоль, арахис, клевер, люцерна, и небобовых, таких как кукуруза, хлопчатник, рис, томаты, канола, пшеница, ячмень, сахарная свекла и травы. Как правило, для обработки семян, композицию использует на семенах в виде единичной обработки, и семена можно высеивать сразу или хранить перед высеванием. Композицией можно обрабатывать листья. Листовая обработка, как правило, включает обрызгивание композицией листья растений один или несколько раз в период роста. Дополнительно, если флавоноидное соединение и LCO применяют последовательно, то флавоноидным соединением можно обрабатывать семена, а LCO - листья.

Примеры

1. Листовая обработка сои (Northrup King S24-k4) с помощью LCO + хитин/хитозан

Проводили полевые испытания на сое для оценки влияний LCO и двух коммерческих хитозановых продуктов на урожай зерна при обработке листьев отдельно или в комбинации. Два коммерческие хитозановые продукты, которые использовали в испытании, представляли собой BEYOND™ (Agri-House Inc., 307 Welch Ave, Berthoud, CO), и ELEXA^®-4PDB (Plant Defense Boosters, 235 Harrison St, Syracuse, NY). Точная концентрация хитина/хитозана в BEYOND™ неизвестна, однако полагают, что она должна находиться в диапазоне 6-12% мас./об. хитозана и 0-3% мас./об. хитина, согласно патенту США №6,193,988. Концентрация хитозана в ELEXA®-4PDB составляет 4% мас./об. ELEXA^®-4PDB не содержит хитина. Концентрация хитозана в ELEXA^®-4PDB составляет 4% мас./об. LCO продукт продуцировался Rhizobium leguminosarum bv viceae и содержал приблизительно 1×10^-8 М LCO. Полевые испытания проводили возле Whitewater, WI в участке, который характеризуется пылевато-иловатым суглинком Milford. Почва имела значение pH 6,6, содержание органического вещества 4,8%, и содержание фосфора и калия 41 част. на млн. и 131 част. на млн., соответственно.

Семена сои, которые использовали в исследовании, представляли собой Northrup King сорт S24-K4. Обработку LCO осуществляли путем опрыскивания листьев на стадии роста V4 (см. Soybean Growth and Development, Iowa State University Extension Bulletin PM 1945, May 2004), при норме 1 кварта/акр в 25 галлонах воды. BEYOND™ разводили до концентрации 0,132% мас./об. и ELEXA^®-4PDB до 2,5% мас./об. в воде. Каждый продукт наносили путем опрыскивания листьев при норме 1 кварта/акр в 25 галлонах воды. Когда осуществляли обработку комбинацией LCO-хитин/хитозан, то использовали такие же концентрации продуктов LCO и хитин/хитозан, как и при отдельной обработке каждым продуктом.

Исследование осуществляли согласно рандомизированной схеме полных блоков, с размером участка 10 футов на 50 футов, с междурядным расстоянием 30 дюймов. Опыт осуществляли в четырех повторах. Семена высевали на глубину 1 дюйм и нормой высева 175 тыс. семян на акр, используя зерновую сеялку John Deere 750 NT.

Результаты этого исследования представлены в таблице 1. Продукты LCO, BEYOND™, и ELEXA^®-4PDB каждый существенно повышали урожай зерна на 3,5, 6,6, и 5,0 бушелей/акр, соответственно, при листовой обработке в виде автономных обработок (p=0,1). Применение ELEXA^®-4PDB в комбинации с LCO статистически повышало урожайность на 6,2 бушелей/акр по сравнению с применением отдельно LCO и на 4,7 бушелей/акр по сравнению с применением ELEXA^®-4PDB отдельно. Применение BEYOND™ в комбинации с LCO статистически повышало урожайность на 5,3 бушелей/акр по сравнению с применением отдельно LCO, и количественно повышало урожайность на 2,2 бушелей/акр по сравнению с применением отдельно BEYOND™.

Обработка с помощью LCO + ELEXA^®-4PDB повышала урожайность по сравнению с контролем на 9,7 бушелей/акр, проявляя неожиданное синергетическое действие комбинации по сравнению с обработкой LCO или ELEXA^®-4PDB отдельно.

2. Листовая обработка сои (Dairyland DSR 2300SP) с помощью LCO + хитозан

Проводили полевые испытания на сое для оценки влияний LCO и коммерческого хитозанового продукта на урожай зерна при обработке листьев отдельно или в комбинации. LCO продукт был идентичен используемому в примере 1. Коммерческий хитозановый продукт, который использовали в исследовании, представлял собой ELEXA^®-4PDB. Полевые испытания проводили возле Whitewater, WI в участке, который характеризуется пылевато-иловатым суглинком Milford. Почва имела значение pH 6,8, содержание органического вещества 4,8%, и содержание фосфора и калия 46 част. на млн. и 144 част. на млн., соответственно.

Семена сои, которые использовали в исследовании, представляли собой Dairyland сорт DSR 2300RR. Исследование осуществляли согласно рандомизированной схеме полных блоков, с размером участка 10 футов на 50 футов и с междурядным расстоянием 15 дюймов. Опыт осуществляли в четырех повторах. Семена высевали на глубину 1 дюйм при норме высева 185 тыс. семян на акр, используя зерновую сеялку John Deere 750 NT.

Обе обработки LCO и ELEXA^®-4PDB осуществляли путем опрыскивания листьев на стадии роста V4 (см. Soybean Growth and Development, Iowa State University Extension Bulletin PM 1945, May 2004), при норме 1 кварта/акр в 25 галлонах воды, используя опрыскиватель для опытных участков International Harvester Cub при поступательной скорости 2,5 миль в час. Если применяют комбинацию LCO-хитозан, то используют такие же концентрации LCO и хитозановых продуктов, что и при отдельной обработке каждым продуктом.

Результаты этого исследования представлены в таблице 2. Продукты LCO и ELEXA^®-4PDB количественно повышали урожай зерна на 1,7 и 0,6 бушелей/акр, соответственно, при листовой обработке в виде автономных обработок (p=0,1). Применение ELEXA^®-4PDB в комбинации с LCO количественно повышало урожайность на 0,8 бушелей/акр по сравнению с применением отдельно LCO и на 1,9 бушелей/акр по сравнению с применением отдельно ELEXA^®-4PDB. Повышение на 2,5 бушелей/акр при комбинации LCO и ELEXA^®-4PDB превышает комбинированное благоприятное действие индивидуальных продуктов при отдельном использовании, проявляя неожиданное синергетическое действие комбинации.

3. Обработка семян сои (Dairyland DSR 234RR) с помощью LCO + хитин/хитозан

Проводили полевые испытания на сое для оценки действия LCO и двух различных коммерческих продуктов хитина/хитозана на урожай зерна при обработке семян отдельно либо в комбинации. Участок полевых испытаний был расположен возле Whitewater, WI и характеризуется пылевато-иловатым суглинком Milford. Исследуемая почва характеризовалась значением pH 6,8, содержание органического вещества 5,1%, и содержание фосфора и калия 37 част. на млн. и 136 част. на млн., соответственно.

LCO продукт, используемый в исследовании (OPTIMIZE^®, EMD Crop Bioscience), продуцировался Bradyrhizobium japonicum и содержит приблизительно 1×10^-9 М LCO. Два коммерческие хитозановые продукты, используемые в испытании, были идентичны применяемым в примере 1. Семена сои, которые использовали в исследовании, представляли собой Dairyland сорт DSR 234RR. LCO продукт распыляли на семена без разведения при норме 4,25 жидких унций/центнер. BEYOND™ разводили до 0,132% мас./об. и ELEXA^®-4PDB до 2,5% мас./об. водой. Каждый из них наносили на семена в количестве 4,25 жидких унций/центнер. Когда осуществляли обработку комбинацией LCO-хитин/хитозан, то использовали такие же концентрации продуктов LCO и хитин/хитозан, как и при отдельной обработке каждым продуктом. Комбинированную композицию наносили в количестве 4,25 жидких унций/центнер.

Исследование осуществляли согласно рандомизированной схеме полных блоков, с размером участка 10 футов на 50 футов, междурядное расстояние 7,5 дюйма. Осуществляли четыре повтора. Семена обрабатывали непосредственно перед высеванием и высевали на глубину 1 дюйм и с нормой высева 225 тыс. семян на акр, используя зерновую сеялку John Deere 750 NT.

Результаты исследования представлены в таблице 3 ниже. Обработка LCO количественно повышала урожай зерна на 2,0 бушелей/акр относительно необработанной контрольной группы (p=0,1). Хитозановые продукты, BEYOND™ и ELEXA^®-4PDB, каждый обеспечивал статистически достоверное увеличение на 2,5 и 3,4 бушелей/акр, соответственно, по сравнению с необработанной контрольной группой. Комбинация LCO и BEYOND™ существенно повышала урожайность на 2,3 бушелей/акр относительно обработки только LCO, и количественно повышала урожайность на 1,8 бушелей/акр по сравнению с обработкой только BEYOND™. Обработка с помощью комбинации LCO и ELEXA^®-4PDB существенно повышала урожайность на 2,3 бушелей/акр по сравнению с обработкой только LCO и количественно повышала урожайность на 0,9 бушелей/акр относительно обработки только ELEXA^®-4PDB.

4. Обработка семян кукурузы (Shur Grow SG-686-RR) с помощью LCO + хитин/хитозан

Проводили полевые испытания на кукурузе для оценки влияний LCO и коммерческого хитозанового продукта на урожай зерна при обработке семян отдельно либо в комбинации. Участок полевых испытаний был расположен возле Marysville, ОН и характеризуется пылевато-глинистой почвой Blount. Исследуемая почва характеризовалась значением pH 6,2 и содержание органического вещества 2,7%. Поле обрабатывали дисковым культиватором весной перед высеванием.

LCO продукт, используемый в исследовании, был идентичен используемому в примере 1. Коммерческий хитозановый продукт, который использовали в исследовании, представлял собой ELEXA^®-4PDB.

Семена кукурузы, используемые в исследовании, представляли собой Shur Grow гибрид SG-686-RR. Семена коммерчески обрабатывали комбинацией Maxim XL (0,167 жидких унций/центнер, Apron XL (0,32 жидких унций/центнер) и Actellic (0,03 жидких унций/центнер). При самостоятельном применении, LCO продукт распыляли на семена без разведения при норме 15 жидких унций/центнер. Рабочая концентрация для хитозанового продукта составляла 0,375 жидких унций/центнер. Продукт разводили водой и обрабатывали семена при норме расхода взвеси 15 жидких унций/центнер. При применении в комбинации, LCO наносили при норме 1/10-ти 1,5 жидких унций/центнер и хитозан при норме 0,375 жидких унций/центнер. Комбинированные продукты разводили водой и обрабатывали семена при норме расхода взвеси 15 жидких унций/центнер.

Исследование осуществляли согласно рандомизированной схеме полных блоков, с четырьмя повторами и размером участка 10 футов на 20 футов, и с междурядным расстоянием 30 дюймов. Семена обрабатывали непосредственно перед высеванием и высаживали на глубину 1,5 дюйм и с нормой высева 28 тыс. семян на акр.

Результаты исследования представлены в таблице 4. Обработка LCO и хитозаном существенно повышала урожайность на 18,6 и 16,9 бушелей/акр, соответственно, относительно необработанной контрольной группы (p=0,1). В отличие от этого, комбинированная обработка LCO + хитозан существенно повышала урожайность на 40,0 бушелей/акр. Это повышение урожайности было значительно большим, чем при отдельных обработках, и превышали комбинированное благоприятное действе отдельных обработок LCO и хитозаном.

5. Обработка семян кукурузы (Dairvland DSR-8194) с помощью LCO + хитин/хитозан

Проводили полевые испытания на кукурузе для оценки действий LCO, продуцируемого Rhizobium leguminosarum bv viceae, и двух хитозановых продуктов, описанных в примере 1 на урожай зерна при обработке семян кукурузы отдельно или в комбинации. Полевые испытания осуществляли на территории возле Whitewater, WI, которая характеризуется пылевато-иловатым суглинком Milford. Почва имела значение pH 6,5, содержание органического вещества 4,5%, и содержание фосфора и калия 40 и 142 част. на млн., соответственно.

В исследовании использовали семена кукурузы Dairyland сорта DSR 8194 YGPL. LCO продукт наносили на семена без разведения при норме 15,3 жидких унций/центнер. BEYOND™ разводили до концентрации 0,132% мас./об. и ELEXA^®-4PDB 2,5% мас./об. водой. Каждый продукт наносили на семена путем опрыскивания при норме 15,3 жидких унций/центнер. Когда осуществляли обработку комбинацией LCO-хитин/хитозан, то использовали такие же концентрации продуктов LCO и хитин/хитозан, как и при отдельном применении каждого из этих продуктов.

Исследование осуществляли согласно рандомизированной схеме полных блоков, с размером участка 15 футов на 50 футов, с междурядным расстоянием 30 дюймов. Опыт осуществляли в четырех повторах. Семена обрабатывали непосредственно перед высеванием и высевали на глубину 2'' при норме высева 33 тыс. семян на акр. Семена высевали с помощью 6-ти рядковой сеялки кукурузы John Deere Max Emerge II NT. Вносили рядовое удобрение (7-21-7) при норме 200 фунтов/акр, с последующим внесением 160 единиц азота в виде 28% азота.

Результаты представлены в таблице 5. Обработка LCO существенно увеличивала урожай зерна на 4,6 бушелей/акр относительно необработанной контрольной группы (p=0,1). При обработке семян только продуктом BEYOND™ показало количественное увеличение урожая на 3,7 бушелей/акр, тогда как при обработке семян только ELEXA^®-4PDB не обнаружили влияния на урожай зерна. Комбинированная обработка LCO и BEYOND™ количественно повышала урожай зерна на 2,1 бушелей/акр по сравнению с применением отдельно LCO и на 3,0 бушелей/акр по сравнению с применением отдельно BEYOND™.

Комбинированная обработка LCO и ELEXA^®-4PDB существенно повышала урожай зерна на 8,4 бушелей/акр по сравнению с обработкой только ELEXA^®-4PDB, и количественно повышали урожай зерна на 3,7 бушелей/акр по сравнению с обработкой только LCO. Комбинация LCO и ELEXA^®-4PDB повышала урожайность в большей степени, чем дополнительные действия обработки LCO или ELEXA^®-4PDB отдельно, что свидетельствует о синергетическом действии комбинированной обработки.

6. Листовая обработка кукурузы (Jung 6573RR/YGPL) с помощью LCO + хитин/хитозан

Проводили полевые испытания на кукурузе для оценки влияния LCO, продуцируемого Rhizobium leguminosarum bv viceae, и двух хитозановых продуктов, описанных в примере 1 на урожай зерна при применении в виде листовой обработки отдельно или в комбинации. Полевые испытания проводили возле Whitewater, WI на участке с пылевато-иловатым суглинком Milford. Почва имела значение pH 6,5, и результаты тестирования почвы показали содержание органического вещества 4,5%, и содержание фосфора и калия 40 и 142 част. на млн., соответственно.

Семена кукурузы, используемые в исследовании, представляли собой Jung сорт 6573RR/YGPL. LCO продукт наносили на листья на стадии роста V4 при норме 1 кварта/акр в 25 галлонах воды. BEYOND™ и ELEXA^®-4PDB разводили до концентраций 0,132% мас./об. и 2,5%мас./об., соответственно, в воде и наносили на листья при норме 25 галлонов/акр. Когда осуществляли обработку комбинацией LCO-хитин/хитозан, то использовали такие же концентрации продуктов LCO и хитин/хитозан, что и при отдельном применении каждого из этих продуктов.

Исследование осуществляли согласно рандомизированной схеме полных блоков с размером участка 15 футов на 50 футов, с междурядным расстоянием 30 дюймов. Опыт осуществляли в четырех повторах. Семена высевали на глубину 2 дюйма и с нормой высева 33 тыс. семян на акр, используя 6-ти рядковую сеялку кукурузы John Deere Max Emerge II NT. Вносили рядовое удобрение (7-21-7) при норме 200 фунтов/акр, с последующим внесением 160 единиц азота в виде 28% азота.

Результаты этого исследования представлены в таблице 6. LCO, BEYOND™, и ELEXA^®-4PDB продукты существенно повышали урожай зерна по сравнению с необработанной контрольной группой на 11,3, 8,8, и 7,4 бушелей/акр, соответственно, при листовой обработке в виде автономных обработок (p=0,1). Применение ELEXA^®-4PDB в комбинации с LCO дополнительно повышало урожайность на 1,1 бушелей/акр по сравнению с применением только ELEXA^®-4PDB, и на 5,0 бушелей/акр по сравнению с применением только LCO. Применение BEYOND™ в комбинации с LCO дополнительно повышало урожайность на 2,3 бушелей/акр по сравнению с применением только LCO, и 4,8 бушелей/акр по сравнению с применением только BEYOND™.

7. Обработка семян кукурузы (Pioneer 38Н52) с помощью LCO + флавоноид

Проводили полевые испытания на кукурузе для оценки влияния жидких препаратов LCO и флавоноида на урожай зерна при обработке семян отдельно или в комбинации. Полевые испытания проводили на территории возле Whitewater, WI в пылевато-глинистой почве Piano. Почва имела значение pH 6,5 и результаты тестирования почвы показали содержание органического вещества 4,4% и содержание фосфора и калия 42 и 146 част. на млн., соответственно. На поле ранее выращивали сою. Ее разрушали чизелеванием и поле возделывали весной перед высеванием.

LCO продукт, используемый в исследовании, был идентичен используемому в примере 1. Используемый флавоноидный продукт (ReVV^®, EMD Crop Bioscience) характеризовался 10 мМ общим содержанием флавоноидов, содержащих генистеин и дайдзеин.

Семена кукурузы, используемые в исследовании, представляли собой Pioneer сорт 38Н52. Рабочая концентрация для LCO и флавоноидных продуктов составляла 1,5 и 0,184 жидких унций/центнер, соответственно. Каждый из продуктов разводили водой и обрабатывали семена при норме расхода взвеси 15,3 жидких унций/центнер. Комбинацию LCO/флавоноид применяли в той же самой концентрации и норме внесения смеси, что и при отдельном применении. Исследование осуществляли согласно рандомизированной схеме полных блоков, с размером участка 10 футов на 50 футов, с междурядным расстоянием 30 дюймов, и четырьмя повторами на обработку. Семена высевали на глубину 2 дюйма при норме высева 33 тыс. семян на акр. Высевание осуществляли с помощью 4-х рядной точной сеялки с пневматическими высевающими аппаратами. Вносили 140 единиц азота в виде мочевины до высевания, и при высевании вносили дополнительно 150 функтов рядкового удобрения 7-21-7.

Результаты исследования представлены в таблице 7. Обработка флавоноидом статистически повышала урожай зерна на 5,3 бушелей/акр, тогда как обработка LCO количественно повышала урожай зерна на 3,3 бушелей/акр. Применение двух продуктов в комбинации приводило к статистически достоверному повышению урожая по сравнению с отдельным применением каждого из двух продуктов. Повышение, которое наблюдали при комбинированной обработке на 19,2 бушелей/акр, неожиданно превышало комбинированное действие конкретных продуктов отдельно (8,6 бушелей/акр) более чем в два раза, что свидетельствует о синергетическом действии комбинированной обработки.

8. Обработка семян кукурузы (DvnaGro 51К74) с помощью LCO + флавоноид

Вторичное исследование на кукурузе осуществляли, как описано в примере 7 на территории возле Fergus Falls, MN, в плодородной суглинистой почве, на которой ранее выращивали сою. LCO и флавоноидные продук