Композиція для обробки рослин

Реферат: Композиція для обробки рослин включає частинки, кожна з яких містить матрицю, яка є ліпосомами і розподілену в них хімічну речовину, яка представлена речовинами для захисту, живлення або регуляторами росту рослин і є водним розчином з концентрацією діючої речовини 20-30 %, а матриця утворена з водної 2,5-7,5 % суспензії фосфоліпідів, а саме: фосфатидилхоліну, фосфатидилетаноламіну, фосфатидилсерину і фосфатидилінозитолу, лізофосфатидилхоліну як у вигляді окремих компонентів, так і у вигляді сумішей в різних співвідношеннях фосфоліпідів рослинного або тваринного походження із загальним вмістом фосфоліпідів не менше 97 %. UA 72862 U (12) UA 72862 U UA 72862 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до сільського господарства, а саме рослинництва, і може використовуватись для обробки насіння та вегетуючих рослин. Відома агрохімічна композиція для захисту рослин і спосіб її одержання (Патент RU № 2407288, A01N 47/34, A01N 43/653, A01N 25/28, опубліковано 27.12.2010), яка містить наночастинкову композицію зі структурою ядро-оболонка з середнім діаметром частинок від 0,05 до 2,0 мкм. Діюча речовина для захисту рослин знаходиться в ядрі, а оболонка складається зі стабілізуючої матриці, що містить міжфазні або поверхнево-активні полімерні колоїди або низькомолекулярні амфіфільні сполуки або суміші цих сполук. В переважній формі винаходу матриця складається з міжфазних або поверхнево-активних полімерних захисних колоїдів. Наночастинки композиції отримують шляхом одержання суміші з розчину діючої речовини для захисту рослин з органічним розчинником, розчину полімеру ядра з органічним розчинником та водним розчином, що містить компоненти обгорткової матриці. Одержану суміш емульгують через вприскування відповідних розчинів у змішувальній камері, органічний розчинник видаляють, а водну дисперсію висушують. Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі є склад для доставки активних речовин до коренів пшениці (Патент RU 2347366, A01N 61/00, A01N 59/00, опубліковано 27.02.2009), що містить мікрочастинки розміром 0,01-0,2 мкм, кожна з яких складається з матриці і розподіленої в ній хімічної речовини. Матриця є ліпосомами або наночастинками кремнію, поверхня яких містить природні вуглеводовмісні сполуки. Ліпосоми, одержані з яєчного фосфатидилхоліну на поверхні містять природні ліпополісахариди зовнішньої мембрани бактерій Azospirillum brasilense Sp245. Фосфоліпіди (група лецитинів) належать до поверхнево-активних речовин, що можуть 8 10 утворювати стійкі міцелярні системи з дуже низькою концентрацією міцелоутворення (10- -10моль/л). За рахунок амфіфільних властивостей у воді або органічних розчинниках фосфоліпіди самоорганізуються з утворенням замкнених везикулярних структур. Така орієнтація амфіфільної молекули є термодинамічно вигідною і відповідає найменшому значенню енергії Гіббса у порівнянні з іншими можливими варіантами орієнтування молекули. Залежно від способу одержання ліпідні везикули (ліпосоми) розрізняються за складом, розмірами (від 20 нм до 50 мкм), кількістю ліпідних шарів та властивостями. Використання таких наноструктур забезпечує збільшення ефективності від застосування діючої речовини за рахунок: - транспортування діючої речовини безпосередньо в клітину організмів, що значно збільшує ефект від застосування, - дозволяє знизити концентрації діючої речовини і захистити діючу речовину від впливу несприятливих факторів середовища - матеріалом для побудови везикул є природні фосфоліпіди, тому утворені наноструктури є нетоксичними. Властивість ліпідних везикул до включення і утримування всередині речовин різноманітної природи широко використовується в медицині, фармацевтичній і косметичній промисловості. Властивості цих наноструктур мають значні перспективи для використання в сільському господарстві, але їх використання стримується через високу енерговитратість і технологічну складність відтворення способів їх отримання в промислових умовах. Задачею корисної моделі є розробка композиції для цільової доставки активних речовин до клітин насіння та вегетуючих рослин і промислового способу її одержання методом дискретноімпульсного введення енергії для застосування в сільському господарстві. Поставлена задача вирішується тим, що в композиції для обробки рослин, яка включає частинки, кожна з яких містить матрицю, що є ліпосомами і розподілену в них хімічну речовину, згідно з корисною моделлю, хімічна речовина представлена речовинами для захисту, живлення або регуляторами росту рослин і є водним розчином з концентрацією діючої речовини 20-30 %, а матриця утворена з водної 2,5-7,5 % суспензії фосфоліпідів, а саме: фосфатидилхоліну, фосфатидилетаноламіну, фосфатидилсерину і фосфатидилінозитолу, лізофосфатидилхоліну як у вигляді окремих компонентів, так і у вигляді сумішей в різних співвідношеннях фосфоліпідів рослинного або тваринного походження із загальним вмістом фосфоліпідів не менше 97 %. Везикулярні наноструктури побудовані з природного матеріалу, нетоксичні, легко біодеградуються. Мембрана ліпідної везикули виступає як захисний бар'єр для діючої речовини і має здатність до злиття з мембраною клітини, що забезпечує безпосередню доставку активної діючої речовини в клітини рослин. Використання активних речовин у формі ліпідних везикул дозволяє скоротити витрати препаратів захисту і регуляторів росту рослин на 30-75 %, а препарати для живлення рослин у 1 UA 72862 U 5 10 15 20 25 30 формі ліпідних везикул дозволяють збільшити збереженість та вихід стандартного посадкового матеріалу на 15-55 %, а їх масу на 35-45 %. Розмір везикулярних наночастинок, отриманих з використанням методу ДІВЕ досліджували методом фотонної кореляційної спектроскопії на лазерному фотон-кореляційному спектрометрі "ZetaSizer-3" Malvern Instrument, Великобританія, обладнаного He-Ne лазером ЛГН-111 (Р=25 мВт, =633 нм) (Лебедев А.Д. и др. Лазерная корреляционная спектроскопия в биологии. - К.: Наук, думка, 1987.-256 с.). Результати свідчать, що в композиції переважають везикули (97 %), середній розмір яких 150-500 нм. Інші концентрації фосфоліпідів і параметри обробки призводять до того, що середній діаметр везикул розподіляється у значно більшому інтервалі: від 25 нм до 7,5 мкм, що призводить до погіршення властивостей одержаних наноструктур. Суть корисної моделі пояснюється конкретними прикладами. Приклад 1. Оцінка ефективності регуляторів росту рослин на енергію пророщування, схожість насіння та довжину корінців проростків сосни звичайної. Для одержання композицій для цільової доставки активних речовин до клітин насіння та вегетуючих рослин фосфоліпіди, а саме фосфатидилхолін, фосфатидилетаноламін, фосфатидилсерин і фосфатидилінозитол, лізофосфатидилхолін як у вигляді окремих компонентів, так і у вигляді сумішей у різних співвідношеннях рослинного походження, виділених з фосфатидних концентратів, одержаних при рафінації олій, або тваринного походження із загальним вмістом фосфоліпідів не менше 97 %, розчиняють у кількості 2,5-7,5 % від загального об'єму водного розчину діючої речовини регулятору росту рослин. Кількість діючої речовини у водному розчині складає 20-30 %. Після змішування водного розчину діючої речовини та фосфоліпідів суспензія подається на ДІВЕ-активатор продуктивністю 500-1000 л/годину. Отримана композиція містить наноструктури з розміром 150-500 нм. Проведене лабораторне дослідження впливу передпосівного обробітку регуляторами росту рослин (РРР) та їх везикулярних форм на насіння сосни звичайної. Для досліджень відбирали по 100 шт. насінин сосни звичайної І класу якості, замочували протягом 18 годин у водних розчинах двох РРР та їх везикулярних форм у трьох концентраціях кожен (табл. 1). Контрольний варіант замочений у чистій воді протягом такого ж часу. Методика збору експериментальних даних описана вище. Всі експериментальні дані оброблені за допомогою методів варіаційної статистики та дисперсійного аналізу (Доспехов Б.А., 1985). Всього виконано 8640 замірів та оброблено 265 рядів. Таблиця 1 Схема застосування регуляторів росту рослин для замочування насіння сосни звичайної № п/п 1 2 3 4 5 Регулятор росту рослин 1 1 1 4 4 Триман Триман везикулярна форма Епін Епін везикулярна форма Вода Концентрація, г (мл) /л 2 0,5 0,5 2 2 3 0,05 0,05 1 1 35 Енергія проростання визначається кількістю пророслого насіння на 7 день і характеризує рівень його життєвого потенціалу. Результати приведені в табл. 2. 2 UA 72862 U Таблиця 2 Енергія проростання насіння сосни звичайної, обробленого регуляторами росту Варіант Триман Триман у везикулярній формі Концентрація, г, мл/л 1 0,5 0,05 1 0,5 0,05 Контроль 4 2 1 4 2 1 Епін Епін у везикулярній формі Контроль 5 Енергія проростання, % 66 64 62 76 72 72 64,0 66 62 60 56 66 82 62 При порівнянні дії триману і його везикулярної форми, застосування останнього збільшує енергію проростання на 8-20 %, а при порівнянні дії епіну і його везикулярної форми, в максимальній концентрації останнього спостерігається пригнічуючий вплив, а при зменшенні концентрації - стимулюючий, що свідчить про його значно вищу ефективність дії. Після закінчення вегетації був проведений облік збереженості та виходу стандартних сіянців, вирощених з насіння сосни звичайної, обробленого обраними нами регуляторами росту і їх везикулярними формами. Результати досліджень наведені в табл. 3. 10 Таблиця 3 Збереженість однорічних сіянців стандартного посадкового матеріалу сосни звичайної, вирощеного із насіння, обробленого регуляторами росту Варіант Триман Триман у везикулярній формі Концентрація, г, мл/л 1 0,5 0,05 1 0,5 0,05 Контроль Епін Епін у везикулярній формі 4 2 1 4 2 1 Контроль 15 Збереженість, шт. % до контролю 75 73 71 116 93 81 71 105 104 103 100 105 108 94 105,63 102,81 100,0 163,38 130,98 114,08 100 111,7 110,64 109,57 106,38 111,7 114,89 100 Одержані результати свідчать, що при порівнянні впливу регуляторів росту на збереженість сіянців і їх вихід до контролю, кращі результати були отримані для зразків, оброблених везикулярними формами. Для триману у везикулярній формі вихід збільшився на 14-55 %, а для епіну у везикулярній формі кращі результати були отримані в концентрації, яка складала 25 % від рекомендованої виробником. Приклад 2. Оцінка ефективності дії фунгіцидів на енергію пророщування, схожість насіння та довжину корінців проростків сосни звичайної. 3 UA 72862 U 5 Композиція для цільової доставки фунгіцидів була отримана за способом, описаним у прикладі 1. Проведене лабораторне дослідження впливу передпосівного обробітку фунгіциду амістар та його везикулярної форми на насіння сосни звичайної масового збору урожаю поточного року. Для досліджень відбирали по 100 шт. насінин сосни звичайної І класу якості, замочували протягом 8 годин у водних розчинах амістару та його везикулярної форми у трьох концентраціях. Контрольний варіант замочений у чистій воді протягом такого ж часу (табл. 4). Таблиця 4 Схема застосування фунгіцидів для замочування насіння сосни звичайної № 1 2 3 10 Регулятор росту рослин Амістар Амістар везикулярна форма Вода Концентрація, г 1 1 1 (мл) /л 2 0,5 0,5 % до контролю 3 0,25 0,25 Оброблене насіння перевіряли на енергію проростання, результати наведені в табл. 5. Таблиця 5 Енергія проростання насіння сосни звичайної, обробленого фунгіцидом "Амістар" Варіант Амістар Амістар у везикулярній формі Концентрація, мл/л 1 0,5 0,25 1 0,5 0,25 Контроль 15 Енергія проростання, % 50 66 76 66 72 78 56,0 Результати з дослідження енергії проростання насіння, обробленого як амістаром, так і його везикулярною формою, за абсолютними значеннями перевищують відповідні результати для контролю. Для високоякісного насіння в умовах відсутності патогенної мікрофлори можна зменшувати дозу фунгіциду амістар в 40 раз: із рекомендованої 1 мл/л до 0,25 мл/л. Результати досліджень по обліку збереженості та виходу стандартних сіянців, вирощених з насіння сосни звичайної, обробленого фунгіцидом "Амістар" і їх везикулярними формами наведені в табл. 6. 20 Таблиця 6 Збереженість однорічних сіянців стандартного посадкового матеріалу сосни звичайної, вирощеного із насіння, обробленого фунгіцидом "Амістар" Варіант Амістар Концентрація, мл/л 1 0,5 0,25 Контроль Амістар у везикулярній формі 1 0,5 0,25 Контроль Збереженість, шт. 127 124 124 113 110 99 86 76 % до контролю 112,4 109,7 109,7 100 144,7 130,3 113,2 100 Одержані результати свідчать, що збереженість сіянців та вихід стандартного посадкового матеріалу, відносно відповідних контролів, вищі при застосуванні везикулярної форми амістару. При порівнянні амістару та його везикулярної форми вихід збільшився на 3,5-32,3 %. 4 UA 72862 U 5 10 15 Приклад 3. Оцінка ефективності застосуванням добрив при вирощуванні однорічних сіянців сосни звичайної. В умовах сучасної економічної кризи застосування мінеральних добрив для внесення в ґрунт лісових розсадників стає проблематичним через їх високу вартість. Частковим вирішенням проблеми є застосування позакореневого живлення. Особливостями росту сіянців лісових порід є те, що існує нерівномірний лінійний ріст та ріст стовбурців за товщиною однорічних сіянців протягом вегетаційного періоду. Застосування підживлень в періоди активного лінійного росту сіянців дозволяє суттєво збільшити вихід та підвищити якість посадкового матеріалу. Для інтенсифікації вирощування сіянців використовували добрива та їх везикулярні форми, рекомендовані до застосування в лісовому розсадництві - 2 види традиційних мінеральних та 2 види рідких органо-мінеральних композиційних добрив, а також "Гумат" та його везикулярна форма (табл. 7). Контроль поливали чистою водою. Композиція для цільової доставки засобів живлення була отримана за способом, описаним у прикладі 1. Таблиця 7 Види добрив та норми внесення їх на посівах сосни звичайної № пп Препарат Норма внесення 2 60 г/м 2 60 г/м 10 л/га 25 л/га 2 0,5 г/м Аміачна селітра Нітроамофоска Віталист Оазис Гумат 20 25 Везикулярні форми застосовували в тих же дозах, що й добрива. Добрива розводили у воді з розрахунку 4 л розчину на 1 кв.м площі посівів безпосередньо перед застосуванням. Площа застосування одного варіанту - 0,5 кв.м. Обліковою одиницею досліду виступають 4 рядки 6рядної стрічки (за виключенням крайніх) довжиною 1 м, в кожному рядку якої посіяно 170 шт. насінин. Підживлення посівів проводили двічі. Контрольні ділянки сіянців поливали чистою водою. Дослідні ділянки розмежовувалися такого ж розміру ділянками контрольних сіянців, вирощених без застосування мінеральних добрив. Одним з найбільш характерних показників якості сіянців є повітряно-суха маса 100 шт. однорічних сіянців, приведена в таблиці 8. Таблиця 8 Повітряно-суха маса 100 шт. сіянців, вирощених із застосуванням добрив Варіант (АС+НАФ) ізомер (АС+НАФ) Віталист ізомер Віталист Оазис ізомер Оазис Гумат ізомер Гумат Контроль 30 г 135,0 110,0 120,5 99,5 96,0 98,5 113,0 86,5 Маса надземної частини в т.ч. хвоя % до % до % до % до еталону контр. г еталону контр. 122,7 142,1 90 134,3 150 115,8 67,0 111,7 121,1 126,8 73,5 108,9 122,5 104,7 67,5 112,5 97,5 101,1 60,0 105,3 100 103,7 57,0 95 130,6 118,9 74,0 128,7 123,3 91,1 57,5 95,83 95,0 60,0 Маса коренів, г г 40,5 25,0 33,5 27 27,0 25,5 28,0 31,0 % до еталону % до контр. 162,0 124,6 76,9 103,1 83,1 83,1 78,5 86,2 95,4 124,1 105,9 90,3 32,5 Повітряно-суха маса надземної частини 100 шт. однорічних сіянців дуже відрізняється за варіантами: для дослідних - 96-135 г; для еталонів - 86,5-110 г; для контролю - 95 г. Три дослідні варіанти перевищують контрольні сіянці на 21,1-30,6 %. 5 UA 72862 U 5 Максимальна маса коренів спостерігається при підживленні сіянців везикулярною формою (АС+НАФ) - 40,5 г, що на 62 % більше, ніж для еталону. Загальна повітряно-суха маса для дослідних сіянців (маса надземної частини та корінців разом) становить 123,0-175,5 г а для еталонних - 117,5-135 г; контрольних - 127,5 г. Підживлення сіянців везикулярною формою трьох добрив сприяло збільшенню повітряно-сухої маси сіянців на 20-30 % порівняно з еталоном і на 10,6-37,6 % порівняно з контролем. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Композиція для обробки рослин, що включає частинки, кожна з яких містить матрицю, яка є ліпосомами і розподілену в них хімічну речовину, яка відрізняється тим, що хімічна речовина представлена речовинами для захисту, живлення або регуляторами росту рослин і є водним розчином з концентрацією діючої речовини 20-30 %, а матриця утворена з водної 2,5-7,5 % суспензії фосфоліпідів, а саме: фосфатидилхоліну, фосфатидилетаноламіну, фосфатидилсерину і фосфатидилінозитолу, лізофосфатидилхоліну як у вигляді окремих компонентів, так і у вигляді сумішей в різних співвідношеннях фосфоліпідів рослинного або тваринного походження із загальним вмістом фосфоліпідів не менше 97 %. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6