Патент на изобретение №2367133

(54) СРЕДСТВО ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ГОРОХА

(57) Реферат:

Изобретение относится к сельскому хозяйству и биотехнологии, в частности к средствам для предпосевной обработки семян. Средство содержит липиды из мицелия гриба Fusarium oxysporum, салициловую кислоту и источник магния, воду. Средство комплексно влияет на растения гороха, повышая всхожесть, урожайность, устойчивость к болезням при замачивании семян в растворе, содержащем 2 г средства на 100 л воды. 5 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и биотехнологии, а именно к средствам для предпосевной обработки семян, индуцирующей болезнеустойчивость гороха.

Предпосевная обработка семян осуществляется веществами, обладающими защитно-стимулирующим действием, повышающими иммунитет, способствующими увеличению ростовой активности растений, защите их от болезней и вредителей и в конечном итоге – повышению урожайности.

1 (2). C.4-9). – [1].

Известно средство для предпосевной обработки семян Нарцисс ВР, содержащий хитозан (50%) и органические кислоты: янтарную кислоту (30%), глутаминовую кислоту (20%), которое является биопрепаратом. Норма расходования средства 1 л/т, средство рекомендовано для использования на рисе, пшенице, ячмене, подсолнечнике, огурцах (Справочник пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации за 2004 год. Издательство «Агрорус», ООО «Агро 48», Липецк, стр.318) – [2].

Недостатком известного средства является его малая эффективность при обработке гороха.

Задачей изобретения является повышение урожайности семян гороха.

Технический результат – увеличение устойчивости к болезням и вредителям.

Поставленная задача решается благодаря тому, что известное средство, содержащее органическую кислоту (салициловую), согласно изобретению дополнительно содержит липиды мицелия гриба Fusarium oxysporum и источник магния при следующем соотношении компонентов: мас.%:

Салициловая кислота (С₇Н₈О₃) – белый кристаллический порошок, трудно растворимый в холодной воде.

Устойчивость растений к вирусам можно повысить, обрабатывая растения и салициловой кислотой. В ответ на обработку начинается синтез PR-белков (PR-1-белки, PR-2 белки или b-1,3-глюканазы, PR-3-белки). PR-1 белки токсичны для многих грибов. PR-2 белки – b-1,3-глюканазы – расщепляют глюканы клеточной стенки растений и некоторых грибов на более короткие фрагменты. Фрагменты глюканов также способны вызывать иммунную реакцию растительных клеток. PR-3 класс белков – хитиназы, которые расщепляют хитин клеточных стенок грибов. Салициловая кислота вызывает синтез ФАЛ (фенилаланин-аммиаклиазы) и тем самым усиливает собственный биосинтез. Кроме того, салициловая кислота может связываться с некоторыми Fe-содержащими белками (например, с каталазой). При взаимодействии с салицилатом активность каталазы падает, концентрация перекиси водорода и других активных форм кислорода растет. К этому же эффекту приводит взаимодействие салицилата с аскорбат-оксидазой. Повышение концентрации активных форм кислорода стимулирует образование новых порций салициловой кислоты, что приводит к усилению эффекта.

Липиды выделенные из мицелия гриба Fusarium oxysporum представляют собой вещество плотной консистенции при температуре 15-20°С белого цвета с сероватым оттенком, прозрачный в расплавленном состоянии, характеризуется растворимостью в органических растворителях.

При обработке растений липидами патогенных грибов Fusarium oxysporum в растениях возрастает фитоиммунный потенциал, их ткань становится способной быстрее и интенсивнее отвечать на инфицирование возбудителями заболеваний, в результате чего вдвое подавляется распространение инфекции.

Источник магния сульфат магния MgSO₄ представляет собой бесцветные ромбические кристаллы, легко растворимые в воде.

Магний является антистрессовым микроэлементом, стабилизирует структуру рибосомного аппарата клеток и выполняет роль «носителя фосфата», входя в молекулу фитина, который используется в энергетическом обмене и как источник фосфорной кислоты в период прорастания, усиливая устойчивость растений.

Методика выделения липидов из мицелия гриба Fusarium oxysporum

Мицелий гриба растирают в однородную массу при помощи SiO₂. Из однородной массы проводят экстракцию липидов 70% спиртом (C₂H₅OH) в соотношении 1 часть измельченного гриба и 10 частей спирта (1:10). Экстрагируют кипячением на водяной бане с обратным холодильником в течение 30 мин. По окончании экстракции разделяют спиртовой экстракт липидов и нерастворимый осадок гриба. Проводят повторную экстракцию на водяной бане в течение 30 мин с 70% спиртом (C₂H₅OH) в том же соотношении. Также разделяют спиртовой экстракт липидов и нерастворимый осадок гриба. Объединяют оба спиртовых экстракта липидов. Из объединенного экстракта выпаривают спирт при пониженном давлении. После прекращения кипения и выделения пузырьков, колба стоит на водяной бане 15 мин. Далее берут пробу из колбы и проводят качественную реакцию на присутствие этилового спирта: 1 мл испытуемого раствора, содержащий спирт, нагревают с 1 мл 1 н. раствора гидроокиси калия и несколькими каплями 0,1 н. раствора йода до 50°С. В присутствии этилового спирта выпадает желтый осадок йодоформа – CHCl₃. Такую же реакцию дают ацетальдегид и ацетон. Если реакция была отрицательная, то отгонку спирта прекращают.

Получившийся водный экстракт охлаждают до н.у., центрифугируют при 4000 об/мин в течение 15 мин. По окончании центрифугирования получается осадок липогликопротеинового комплекса. Далее проводят экстракцию липидов по Фолчу смесью СН₃ОН:CHCl₃:H₂O в соотношении 1:2:0,8 соответственно. При экстракции проводят интенсивное встряхивание в течение 1 часа. При этом система из прозрачной становится белой. Жидкость расслаивается 4 суток. Получается две фазы: водная и хлороформная. Нижняя хлороформная (она внизу) содержит раствор липидов, водная фаза далее не используется.

Раствор липидов в хлороформе испаряют при 30-40°С на роторном испарителе под вакуумом водоструйного насоса и заливают фосфатным буфером pH 7,0 в соотношении 1:1 (чтобы не произошло окисление двойных связей в непредельных кислотах).

Эффективность данного средства проверена на биологическую активность, осуществляемую с помощью измерения величины пероксидазной активности, являющейся экспресс-методом ускоренной оценки препаратов

Пероксидазная активность определяется методом окисления о-дианизидина в присутствии перекиси водорода в концентрации 10^-3 М и измерения экстинции раствора на фотоэлектроколориметре КФК-2 при длине волны 590 нм. Активность фермента вычисляется по найденной скорости реакции и выражается в относительных единицах на 1 г сырой ткани за 1 минуту. Испытываемые индукторы болезнеустойчивости отбираются по пероксидазозависимому иммунитету, определяемому по активности пероксидазы.

Пример 1-5.

Проводили испытания известного средства Нарцисс, компонентов предлагаемого средства (салициловая кислота 0,00001, липиды Fusarium oxysporum – 0,0001 и MgSO₄ 0,00001 мас.%) и непосредственно предлагаемого средства. Для этого использовали здоровые и инфицированные Fusarium oxysporum семена гороха. Перед посевом семена замачивают в предлагаемом средстве на 2 часа.

Для испытания средства на биологическую активность определяли активность фермента пероксидазы. Показатели снимали у 5-дневных проростков гороха. Выявлено повышение активности пероксидазы у образцов устойчивого и неустойчивого сорта, как здоровых, так и инфицированных Fusarium oxysporum проростков гороха, обработанных предлагаемым средством по сравнению с известным средством и по отдельности компонентами средства (табл.1). Такое повышение пероксидазной активности 5-дневных проростков указывает на формирование у них уже на раннем этапе развития индуцированного иммунитета.

Под влиянием предлагаемого средства отмечено значительное повышение содержания фитоалексинов в эндокарпе инфицированных растений гороха. В здоровых семенах, обработанных предлагаемым средством, этот показатель соответствует 46,8 мг/мл, в инфицированных повышается до 57,3-67,8 мг/мл. Это указывает на повышение иммунитета инфицированных растений по сравнению с контролем и по отдельности компонентами средства (табл.2).

При замачивании семян гороха в предлагаемом средстве не происходит поражение Fusarium oxysporum в сравнении с известным средством Нарцисс и компонентами предлагаемого средства (табл.3).

Предлагаемое средство снижает поражаемость растений гороха болезнями и вредителями. Развитие корневой гнили снижается с 44,2 до 40,3% в сравнении с известным средством Нарцисс и компонентами предлагаемого средства. Развитие аскохитоза снижается с 68,0 до 56,5%. Снижается количество погрызов долгоносика на 1 растение с 17,4 до 13,7 шт. Поврежденность семян плодожоркой снижается с 32,9 до 16,9% (табл.4).

В полевых условиях выявлено под влиянием предлагаемого средства повышение энергии прорастания семян с 87,5 до 89,0%, количества бобов на одном растении с 2,12 до 2,45 шт., количество семян с 6,15 до 6,79 шт., вес семян с 1 растения с 31,60 до 49,0 г, урожайность с 11,6 до 13,3% в сравнении с известным средством (табл.5).

Преимущество предлагаемого средства обусловлено способностью индуцировать болезнеустойчивость растений гороха на ранних этапах развития растений. Это позволяет предотвратить массовое распространение болезней и вредителей.

Механизм действия предлагаемого средства заключается в том, что происходит активизация синтеза ферментов, которые приводят к усиленному образованию фитоалексинов, вызывающих формирование целого комплекса защитных реакций.

Таким образом, использование предлагаемого средства позволяет увеличить ростовые показатели, устойчивость к болезням и вредителям, что ведет к повышению урожайности.

Предлагаемое новое средство экологически безопасно, низко по себестоимости, что предполагает его использование в технологии выращивания гороха без дополнительных затрат на химические средства защиты.

Формула изобретения

Средство для предпосевной обработки семян гороха, содержащее органическую кислоту, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит липиды мицелия гриба Fusarium oxysporum и источник магния при следующем соотношении компонентов, мас.%: