CC BY
18
Раздел 05.17.04
УДК 632.4; 661.163
Технология органических веществ
DOI: 10.17122/bcj-2019-4-56-61
Г. К. Земченкова (с.н.с.) 1, Р. Х. Юмадилов (зав. лаб.) 1, Л. М. Мрясова (к.б.н., зам. дир.) 1, Н. А. Гарифуллина (ст. преп.) 2, И. К. Каримов (зам. рук.) 3
НОВЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПРОТРАВЛИВАНИЯ СЕМЯН НА ОСНОВЕ ТЕБУКОНАЗОЛА И БАКТЕРИЦИДОВ
1 ГБУ РБ «Научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений с опытно-экспериментальным производством Академии наук Республики Башкортостан», лаборатория исследования фунгицидных препаратов 450029, г. Уфа, ул. Ульяновых 65; тел. (347)2428352, e-mail: Iuizaai29@mail.ru 2 Уфимский государственный авиационный технический университет, кафедра информатики 450008, г.Уфа, ул. К.Маркса, 12; тел. (347)2726307, e-mail: tysa@rambler.ru 3 Башкирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства УФИЦ РАН 450059, г. Уфа, ул. Р. Зорге, 19; тел. (347)2230708, e-mail: chismyselek@yandex.ru
G. K. Zemchenkova 1, R. Kh. Yumadilov 1, L. M. Mryasova 1, N. А. Garifullina 2, I. K. Karimov 3
NEW FUNGICIDAL COMPOSITION FOR SEED TREATMENT BASED ON TEBUCONAZOLE AND BACTERICIDES
1 Research Institute of herbicides and plant growth regulators with experimental production of the Academy
of Sciences of the Republic of Bashkortostan 65, Ulyanovykh Str. 450029 Ufa, Russia; ph. (347)2428352, e-mail: luizaai29@mail.ru
2 Ufa State Aviation Technical University 12, Karla Marksa Str., 450008 Ufa, Russia; ph. (347)2726307, e-mail: tysa@rambler.ru
3 Bashkir Research Institute of Agriculture of RAS 19, Zorge Str., 450059 Ufa, Russia; ph. (347)2230708, e-mail: chismyselek@yandex.ru
Разработаны составы двухкомпонентного препарата с контактно-антибактериальным действием на основе тебуконазола и бактерицида. Физико-химические свойства составов соответствуют общепринятым техническим условиям. Был определен спектр биологической активности разработанных композиций, для чего проведены исследования в лабораторных и полевых условиях. Современная рецептура препаративной формы позволяет снижать экологическую нагрузку на окружающую среду и предотвращать резистентность возбудителей болезней.
Ключевые слова: бактериальные заболевания; бактерициды; биологическая активность; зерновые культуры; лабораторные и полевые условия; урожайность; протравители; Раксил; тебуконазол; фунгициды.
The compositions of two-component preparation with contact-antibacterial action on the basis of tebuconazole and bactericide were developed. Physico-chemical properties of the compositions correspond to the generally accepted specifications. The spectrum of biological activity of the developed compositions was determined, for which research was carried out in the laboratory and field conditions. The modern formulation of the preparative form allows to reduce the environmental burden on the environment and prevent resistance of pathogens.
Key words: bactericides; bacterial diseases; biological activity; crops; laboratory and field conditions; yield; tebuconazole; Raxil; protectants; fungicides.
Дата поступления 11.09.19
В последние годы резко возросла распространенность и вредоносность бактериальных болезней зерновых колосовых культур, одной из основных причин их вспышек является массовое применение фунгицидов избирательного действия, которые уничтожают возбудителей грибных заболеваний, но безопасны для бактерий.
Фитопатогенные бактерии активно осваивают освободившееся от грибов пространство, в результате чего возможно снижение урожая.
Одним из методов защиты от возбудителей бактериозов является химическое обеззараживание посевного материала. В борьбе с возбудителями бактериальных заболеваний зерновых культур эффективны некоторые антибиотики и антибактериальные препараты. Известными бактерицидами являются соединения меди, четвертичная аммониевая соль — катамин АБ (смесь алкилдиметилбензиламмо-ний хлоридов , гуанидиновые основания -роксацин (водный раствор полигексаметилен-гуанидин гидрохлорида). Бактерицидные свойства этих соединений позволяют использовать их в составе протравителей семян при положительном биологическом испытании. Эффективной стратегией для подавления возбудителей болезней зерновых культур и снижения потерь урожая является применение протравителей на основе нескольких действующих веществ-фунгицидов в сочетании с бактерицидами 2'3.
Среди химических фунгицидных протравителей широко применяется производное ряда триазолов — тебуконазол 4. Для создания протравителя семян на основе тебуконазола с бактерицидными свойствами нами рассматривались известные бактерицидные препараты: метронидазол, П 830г/кг); Си5О4, СП (980 г/ кг); К2-53, ВР(300 г/л); Катамин, П (500 г/л); Роксацин, ВР (200 г/л).
Оптимальные условия реализации биологической активности действующего вещества тебуконазола в сочетании с бактерицидом обеспечивает стабильная препаративная форма с наилучшими эксплуатационными свойствами, для создания которой необходимо было правильно подобрать ее вспомогательные компоненты. Все компоненты в композициях выполняют определенную задачу, обеспечивая стабильность препаратов при хранении в течение двух и более лет, а также их рабочих составов (после разбавления водой) в течение 3-х ч (табл. 1). Композиция обеспечивает равномерность протравливания и удерживаемость пре-
парата на обработанной поверхности, а также стабильность во времени.
Сложным оказался выбор полимера-«при-липателя», обеспечивающего хорошую удер-живаемость препарата на семенах после нанесения. При этом полимер-«прилипатель» не должен коагулировать как во время, так и после приготовления препаративной формы, поэтому в состав препаративной формы дополнительно вводили ПАВ.
В качестве «прилипателя» испытывали следующие высокомолекулярные соединения:
- натриевая соль карбоксиметилцеллюло-зы (Ка-КМЦ);
- лакрис (марки 95 и 20А);
- поливиниловый спирт;
- казеин;
- полиакриламид;
- полиэтиленгликоль.
Наиболее подходящим, оказался полимер Лакрис марки 20А- сополимер натриевой соли метилметакрилата и метакриловой кислоты.
Стабильность препаративной формы обеспечивалась введением в ее состав поверхностно-активных веществ (неонол АФ 9-12, алкилбен-солсульфонат кальция, лигносульфонаты и т.д).
Для придания сигнальной окраски в препараты добавлен краситель (родамин С, Ж).
Введение в состав антифриза (этиленгли-коль, диэтиленглиполь) обеспечивает стабильность формы при хранении препаратов при минусовых температурах (холодные склады).
Компоненты композиций смешивали и подвергали мокрому помолу (в электромагнитном измельчителе или в бисерной мельнице) до достижения дисперсного состава, соответствующего международным стандартам (менее 5 мкм для 85% частиц).
Тест на ускоренное хранение препаратов (С1РАС МТ46) показал, что предложенные составы сохраняют свои свойства после хранения в течение 2-х недель) при температурах (+54) оС и (—15) оС, что соответствует двухгодичному сроку хранения в обычных условия (неотапливаемые складские помещения) 5-7.
Был определен спектр биологической активности разработанных композиций, для чего проведены исследования в лабораторных и полевых условиях. При проведении испытаний эталоном был принят препарат Раксил, КС (60 г/л), включенный в список разрешенных к применению (действующее вещество — тебуконазол), фоном — разработанный нами 8 аналог — ТБК (тебуконазол) к.с., 60 г/л в сочетании с выбранными бактерицидами.
Лабораторные испытания. Материалы и методика исследований
Препараты испытывали против грибов, вызывающих фузариозы и гельминтоспориозы болезни семян и проростков зерновых культур. Определен спектр биологической активности, фитотоксичность и активная доза для применения препарата на зерновых культурах. Энергию прорастания, всхожесть, зараженность семян определяли по ГОСТ 12044-93 5.
Таблица 1 Рецептурный состав фунгицидного препарата для протравливания семян-аналога препарата Раксил, к.с. 60 г/л
№ п/п Компоненты препарата % мас.
1 Действующее вещество (фунгицид-тебуконазол) 6.0
2 ПАВ 2.0-8.0
3 Пленкообразователь 0.3-2.0
4 Диспергатор 1.0-4.0
5 Умягчитель воды 0.1-1.0
6 Антифриз 3.0-15.0
7 Стабилизатор (наполнитель) 0.3-5.0
8 Дисперсионная среда (разбавитель-вода) остальное (до 100%)
ности смесевых препаратов семена ячменя дополнительно обрабатывались суспензией бактерий родов Pseudomonas (базальный бактериоз), Xanthomonas (черный бактериоз) 9.
Протравливание семян проводили в круг-лодонных колбах полусухим способом (расход рабочей жидкости составлял 10 л/т) по известной методике за 2-3 дня до проращивания 10. Обработанные семена проращивали на влажных фильтровальных бумагах в чашках Петри при температуре (+25) °С. Обеззараживающие свойства препаратов, а также их влияние на всхожесть семян определяли через семь дней от начала проращивания. Повторность опытов — четырехкратная.
Биологическая эффективность применения различных препаратов против болезней рассчитывалась по формуле Эббота:
БЭ = (Рк — Р0 >100 / Рк,
где БЭ — биологическая эффективность, %;
Рк — распространенность (развитие) болезни в контроле, %
Р0 — распространенность (развитие) болезни в опыте, %.
Тест-объектом являлся ячмень сорта Челя- В табл. 2 представлены данные лабора-
бинский 99, естественно зараженный грибами, торных испытаний бактерицидных препаратов. вызывающими корневые гнили, черный заро- Установлены оптимальные дозы для фун-
дыш (Fusarium sp., Helminthosporium sp., гицидных препаратов: метронидазол, П (830 Alternaria sp.) и плесневение семян г/кг) - 0.700 кг/т; CuSO4, СП (980 г/кг) -(Penicillium sp., Aspergillus sp., Cladosporium 1.000 кг/т; K2-S3, ВР (300 г/л) — 0.600 л/т;. sp.). Для установления бактерицидной актив-
Таблица 2
Влияние антибактериальных препаратов на всхожесть и пораженность _бактериальной инфекцией семян сорта Челябинский 99_
№ Варианты опыта Норма расхода Всхожесть Вес 100 проро- Развитие бактериальной
стков корневой гнили, бакте-
риозов семян
по д.в. по преп. % % к конт- г % к конт- поражен- эффектив-
кг/т л/т ролю ролю ность, % ность, %
1 Контроль(Эталон -Раксил, КС (60 г/л)) 0.030 0.500 84.3 - 12.8 - 23.0 -
2 Фон - ТБК, к.с. 60 г/л 0.030 0.500 85.0 101 13.0 102 20.5 11
3 ТБК+метронидазол, 0.500 0.602 87.8 104 13.8 108 14.8 36
П 830 г/кг 0.700 0.843 82.3 98 12.5 98 11.5 50
0.900 1.084 82.0 97 12.0 94 11.0 52
4 ТБК+ОиЭСд, 0.800 0.816 86.3 102 13.0 102 10.8 53
СП (980 г/кг) 1.000 1.020 87.8 104 13.4 105 7.3 68
1.200 1.224 87.5 104 12.4 97 5.3 77
5 ТБК + К2Эз, 0.200 0.667 87.0 103 13.1 102 17.5 24
ВР (300 г/л) 0,600 2.000 89.5 106 13.0 102 12.0 48
0.800 2.667 89.0 106 13.5 105 12.8 44
6 ТБК+ Катамин, 0.03 0.060 86.0 102 13.9 109 12.5 46
П (500 г/л) 0.05 0.100 88.5 105 13.4 105 8.0 65
0.07 0.140 86.0 102 11.9 93 6.0 74
7 ТБК+ Роксацин, 0.08 4.000 86.0 102 13.3 104 14.5 37
ВР (200 г/л) 0.100 0.500 87.3 104 13.8 108 7.0 70
1.200 6.000 87.5 104 12.5 98 6.5 72
Катамин, П (500 г/л) — 0.050 л/т; Роксацин, ВР (200 г/л) — 0.100 л/т по д.в. В этих дозах препараты положительно влияют на лабораторную всхожесть семян и развитие всходов ячменя. Против бактериозов наиболее эффективными оказались препараты: Си504, СП (980 г/кг) - 68%; Катамин, П (500 г/л) -74%; Роксацин, ВР (200 г/л) - 70%.
Полевые испытания. Материалы и методика исследований
Полевые испытания проводили в условиях южной лесостепи Республики Башкортостан в опытном поле ГБУ РБ «НИТИГ АН РБ». Испытывали воздействие протравителей семян на корневые гнили ячменя смешанного бактериально-грибного происхождения. Посев осуществляли семенами элиты, сорт Челябинс-
кий 99 в оптимальные сроки. Нормы высева семян ячменя — 5.4 млн шт на 1 га. Повтор-ность — четырехкратная, размещение делянок — рендомизированное.
Наблюдения за развитием болезней производили по методикам и шкалам в соответствии с методическими указаниями 10.
Корневые гнили учитывали в фазах 3-х листьев; кущения, молочной спелости и полной спелости перед уборкой 9.
Урожай учитывали по методике Госсортсе-ти 10, путем поделяночного обмолота и пересчета на 14%-ную влажность и 100 %-ную чистоту. Статистическая обработка результатов лабораторных и полевых экспериментов была осуществлена по формулам, описанным Б.А. Доспехо-вым 10, с использованием программ персонального компьютера в Microsoft Officе Excell. Результаты исследований приведены в табл. 3, 4.
Таблица 3
Влияние протравителей на полевую всхожесть семян и пораженность бактериальной корневой гнилью проростков ячменя сорта Челябинский 99 (опытное поле Уфимский район, п. Максимовка, 2016 г.)
№ Варианты опыта Норма расхода Полевая всхо- Развитие бактериальной
жесть корневой гнили по фазам, %
по по пре- % +/- к Кущение Полная спелость
д.в. парату, кон- Развитие Биолог. Развитие Биолог.
кг/т л/т тролю болезни, % эффективность, % болезни, % эффективность, %
1 Контроль (Эталон-Раксил, КС (60 г/ л)) 0.030 0.500 69.3 11.6 45.8
2 Фон-ТБК, к.с. 60 г/л 0.030 0.500 69.6 +0.9 9.6 17.2 45.3 -
3 ТБК+ CuSO4, СП (980 г/кг) 1.000 1.020 68.5 -0.8 6.4 45.0 46.0 -
4 ТБК+ К2^3, ВР (300 г/л) 0.600 2.000 70.3 +1.0 8.0 31.0 38.1 17
5 ТБК + Катамин, П (500 г/л) 0.050 0.100 68.1 -1.3 5.6 52.0 46.3 -
6 ТБК + Роксацин, ВР (200 г/л) 1.000 5.000 70.8 +1.5 4.1 65.0 40.4 12
Таблица 4
Влияние протравителей на урожайность ячменя сорта Челябинский 99 _(опытное поле Уфимский район, п. Максимовка, 2016 г.)_
№ Варианты опыта Норма расхода П овторности
по д.в. по Отклонение
л /т, кг/т препарату I пов II пов III пов V пов среднее от контроля
л/т, кг/т ц/га %, +/-к контролю
1 Эт алон -Раксил, КС (60 г/ л)) 0.030 0.500 15.4 15.6 15.7 16.0 15.7 - -
2 Фон-ТБК, к.с. 60 г/л 0.030 0.500 15.7 15.6 15.8 16.1 15,8 +0.1 +0.6
3 ТБК+ CuSO4, СП (980 г/ кг) 1.000 1.020 17.8 17.2 17.8 18.0 17.7 +2.0 +13
4 ТБК+ K2-Sa, ВР (300 г/л) 0.600 2.000 15.8 15.6 16.1 15.0 15.6 -0.1 -0,6
5 ТБК+ Катамин, П (500 г/л) 0.050 0.100 16.5 17.0 17.2 16.5 16.8 + 1.1 +7
6 ТБК+ Роксацин, ВР (200 г/л) 1.000 5.000 16.2 16.4 16.7 16.6 16.5 +0.8 +5
Таблица 5
Влияние протравителей на показатели структуры биологического урожая ячменя сорта Челябинский 99 (опытное поле Уфимский район п.Максимовка, 2016 г.)
№ Варианты опыта Нормы расхода Количество растений, шт/ м2 Сохран ность растений, % Количество прод. стеблей Масса зерна с 1 колоса, г Масса 1000 зерен, г Биоло-гич. урожайность, ц/га
по д.в., кг/т по преп., л/т всходы перед уборкой
1 Эталон-Раксил, КС (60 г/ л) 0.030 0.500 378 260 69 416 0.382 43.3 15.9
2 Фон-ТБК, КС (60 г/ л) 0.030 0.500 380 262 69 418 0.384 43.6 16.0
3 ТБК+ CuSO4, СП (980 г/кг) 1.000 1.020 372 262 70 419 0.426 44.9 17.8
4 ТБК+ ^э, ВР (300 г/л) 0.600 2.000 367 255 59 408 0.382 42.7 15.6
5 ТБК+ Катамин, П (500 г/л) 0.050 0.100 365 268 73 419 0.409 44.3 17.1
6 ТБК+ Роксацин, ВР (200 г/л) 1.000 5.000 380 258 68 430 0.388 45.8 16.7
Как видно из табл. 3, препараты с СиБ04, СП (980 г/кг) и Катамином, П (500 г/л) несколько снижали полевую всхожесть семян по сравнению с контролем. Положительное влияние на всхожесть оказали протравители на основе К2-53, ВР (300 г/л) и Роксацином, ВР (200 г/л). Однако отличие между контролем и вариантами опыта оказалось несущественным.
Развитие корневых гнилей в фазу кущения ячменя эффективнее подавляли препараты Роксацин, ВР (200 г/л) и Катамин, П (500 г/ л) — 65 и 52 % соответственно. Значительно уступает им протравитель на основе К2-53, ВР (300 г/л), его действие против гнилей не превышало 31%.
Учет болезней в фазу полной спелости ячменя показал, что развитие корневых гнилей сдерживали только препараты К2-53, ВР (300 г/л) и Роксацин, ВР (200 г/л) - на 17 и 12 % соответственно. Действие двух других протравителей на пораженность корневыми гнилями перед уборкой ячменя не проявилось и показатели интенсивности болезни в этих вариантах были на уровне контроля.
Как видно из табл. 4, средняя урожайность в контроле составила 15.7 ц/га. Наибольшая прибавка была получена в варианте с СиБ04, СП (980 г/кг) — 2.0 ц/га. Вторым по эффективности был Катамин, П (500 г/л), ко-
торый обеспечил повышение урожайности на 1.1 ц/га. Протравитель на основе Роксацина, ВР (200 г/л) несколько уступал по урожайности Катамину, П (500 г/л), однако прибавка урожая к контролю была существенная. Урожайность в варианте с К2-53, ВР (300 г/л) оказалась на уровне контроля.
Результаты анализа структуры урожая представлены в табл. 5.
Таким образом, применение экспериментальных препаратов оказало положительное влияние на величину элементов структуры урожая ячменя. Бактерицидные протравители способствовали формированию большого количества растений и продуктивных стеблей, количества зерен в колосе, за счет лучшей выполненности зерновки возросла масса зерна с одного колоса и масса 1000 зерен.
Таким образом, разработан препарат, обладающий одновременно фунгицидными и бактерицидными свойствами, содержащий фунгицид контактного действия — тебукона-зол, и любой из представленных в табл. 2 бактерицидных компонентов.
Прогрессивная рецептура препаративной формы протравителя позволяет одновременно снижать экологическую нагрузку на окружающую среду и предотвращать резистентность возбудителей болезней.
Литература
1. Афиногенов Г.Е., Панарин Е.Ф. Антимикробные полимеры.— СПб.: Гиппократ, 1993.— 211 с.
2. Буга С.Ф. Протравливание семян - прием стратегический // Защита растений.— 1996.— №8.— С.6-7.
3. Мельников H.H., Волков А.И., Короткова О.А. Пестициды и окружающая среда.— М.: Химия, 1977.- 239 с.
4. Гешеле Э.Э. Основы фитопатологической оценки в селекции растений.- М.: Колос, 1978.208 с.
5. ГОСТ 12044-93. Семена с.-х. культур. Методы определения зараженности болезнями.- М.: Стандартинформ, 1993.- 199 с.
6. Методические рекомендации по контролю за качеством препаративных форм ХСЗР и исходного сырья для их приготовления.- Черкассы, НИИТЭХИМ, 1984.- 48 с.
7. Лухменев В.П Защита зерновых культур от вредителей, болезней и сорняков на Южном Урале.- Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2000.- 340 с.
8. Патент РФ № 2701941. Фунгицидное средство / Земченкова Г.К., Чикишева Г.Е., Мрясова Л.М., Гарифуллина Н.А., Байметов Б.З., Му-хаметханов Н.Х. // Опубл. 02.10.2019 г.
9. Баталова Т.С., Андреева Е.И., Кумачева Е.М. и др. Методические указания по государственным испытаниям фунгицидов, антибиотиков и протравителей семян сельскохозяйственных культур.- М., 1985.- 130 с.
10. Доспехов В.А. Методика полевого опыта.- М.: Агропромиздат, 1985.- 351 с.
References
1. Afinogenov G. E., Panarin E. F. Antimikrobnye polimery [Antimicrobial polymers]. St. Petersburg, Gippokrat Publ., 1993, 211 p.
2. Buga S. F. Protravlivaniye semyan - priyem strategicheskiy [Seed etching is a strategic method]. Zashchita rasteniy [Plant protection], 1996, no.8, pp.6-7.
3. Melnikov N. N., Volkov A. I., Korotkova, O. A. Pestitsidy i okruzhayushchaya sreda [Pesticide and the environment]. Moscow, Khimiya Publ., 1977, 239 p.
4. Geshele E. E. Osnovy fitopatologicheskoy otsenki v selektsii rasteniy [Fundamentals of phytopathological evaluation in plant breeding]. Moscow, Kolos Publ., 1978, 208 p.
5. GOST 12044-93 Semena s.-kh. kul'tur. Metody opredeleniya zarazhennosti boleznyami [State Standart 12044-93. Seeds of agricultural crops. Methods for the determination of infestation of diseases]. Moscow, Standartinform Publ., 1993, 199 p.
6. Metodicheskiye rekomendatsii po kontrolyu za kachestvom preparativnykh form KHSZR i iskhodnogo syr'ya dlya ikh prigotovleniya [Guidelines for quality control of formulations and raw materials for their preparation]. Cherkassy, NIITEKHIM Publ., 1984, 48 p.
7. Lukhmenyov V. P. Zashchita zernovykh kul'tur ot vrediteley, bolezney i sornyakov na Yuzhnom Urale [Protection of crops from pests, diseases and weeds in the southern Urals]. Orenburg, Publishing center of OGAU, 340 p.
8. Zemchenkova G. K., Chikisheva G. E., Mryasova L. M., Garifullina N. A., Baymetov B. Z., Mukhametkhanov N. H. Fungitsidnoye sredstvo [Fungicide]. Patent RF no.2701941, 2019.
9. Batalova T. S., Andreeva E. I., Kumacheva E. M. Metodicheskiye ukazaniya po gosudarstvennym ispytaniyam fungitsidov, antibiotikov i protraviteley semyan sel'skokhozyaystvennykh kul'tur [Methodical instructions on the state tests of fungicides, antibiotics and protectants of seeds of agricultural crops]. Moscow, 1985, 130 p.
10. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta [Technique of field experience]. Moscow, Agropromizdat Publ., 1985, 351 p.
