Новые инновационные фунгицидные микроэмульсионные протравители семян

Современные технологии выращивания зерновых культур включают протравливание семян как обязательный прием

Современные технологии выращивания зерновых культур включают протравливание семян как обязательный прием, оказывающий существенное влияние на формирование высокой стабильной урожайности. Использование протравителей семян – это стратегический прием, позволяющий достигнуть оптимального фитосанитарного состояния посевов и способствующий его поддержанию в течение определенного периода вегетации растений.

Общепризнано, что есть несколько факторов, оказывающих определяющее влияние на фунгистатический эффект протравителей семян и урожайность защищаемой культуры, среди которых:

-      активность действующих веществ (ДВ), механизм их действия;

-      содержание ДВ, оптимальное соотношение для проявления эффекта синергизма;

-      наличие в составе препарата вспомогательных компонентов, улучшающих всхожесть семян и снижающих возможный ретардантный эффект действующих веществ;

-      тип препаративной формы.

Традиционно протравители семян выпускаются в виде суспензионных концентратов (КС) или смачивающихся порошков (СП). ЗАО «Щелково Агрохим» впервые в практике производства пестицидов более 10 лет назад стала производить в промышленных масштабах фунгицидный протравитель в виде микроэмульсии (Тебу 60), размер частиц дисперсной фазы (микрокапель) составляет 10-100 нм.

В настоящее время в ассортименте «Щелково Агрохим» четыре микроэмульсионных фунгицидных протравителя, в том числе и новые препараты – Бенефис, МЭ (50 г/л металаксила + 40 г/л имазалила + 30 г/л тебуконазола) и Поларис, МЭ (100 г/л прохлораза +25 г/л имазалила + 15 г/л тебуконазола).

Микроэмульсионные формы известны довольно давно, но из-за сложностей, связанных с их разработкой, и относительно высокими затратами на производство они пока не получили широкого распространения в мировой практике. По сравнению с традиционными суспензионными формами протравители семян в виде микроэмульсий имеют ряд существенных преимуществ: легко проникают внутрь зерна из-за высокой дисперсности, а не остаются на поверхности; нет потерь протравителя с поверхности семенного материала за счет осыпания при транспортировке и посеве; смешиваются с водой в любом соотношении, образуя стабильный во времени рабочий раствор. Все это способствует повышению эффективности действия протравителя, обеспечивая наиболее полное использование целевых свойств действующих веществ.

Для доказательства фунгицидной активности разработанных препаратов проведены следующие испытания: I определение коэффициента поглощения микроэмульсий и концентрата суспензий методом ВЭЖХ, II определение  первичной фунгицидной активности, III проведение ПЦР–анализа, IV проведение полевых исследований.

I. Для доказательства глубокого проникновения действующих веществ при использовании препаратов в виде микроэмульсии по сравнению с традиционными суспензионными препаратами было проведено модельное исследование: полоски фильтровальной бумаги размером 4х15 см поместили в одинаковые по диаметру стаканы с рабочими растворами на 15 минут, концентрация рабочего раствора соответствует рабочей концентрации протравителя при применении в рекомендованных нормах расхода (для препарата Поларис -1,5 л препарата на 10 л воды, для препарата Бенефис – 0,8 л препарата на 10 литров воды). Через 15 минут полоски фильтровальной бумаги извлекли и методом ВЭЖХ (высокоэффективной жидкостной хроматографии) определили количество действующего вещества на примере тебуконазола. В качестве образца сравнения использовали препарат в виде концентрата суспензии, содержащий такое же количество тебуконазола, как и в микроэмульсионном препарате.

Коэффициент поглощения для микроэмульсионных препаратов в 2,2-3,1 раза превышал соответствующий показатель для суспензионных продуктов. Полученный результат подтверждает, что эффективность пестицидов в виде микроэмульсии выше, чем соответствующий показатель концентратов суспензий за счет повышения проникновения действующих веществ (рис. 1 и 2)

Рис. 1 Коэффициент поглощения

Рис. 2 Коэффициент поглощения

При разработке новых микроэмульсионных протравителей Бенефис и Поларис был использован опыт производства и широкого успешного применения препарата Скарлет, МЭ (100 г/л имазалила+60 г/л тебуконазола), а также данные лабораторных и полевых испытаний.

II. Лабораторные исследования заключались в определении токсичности препаратов в отношении  грибов Fusarium oxysporum, Fusarium culmorum, Helminthosporium sativum.

Подбор эффективной дозы каждого действующего вещества и определение их синергетического действия позволило дополнительно к хорошо известному микроэмульсионному двухкомпонентному фунгицидному протравителю Скарлет создать два новых трехкомпонентных микроэмульсионных протравителя – Бенефис и Поларис. Первоначально для подбора эффективной дозы изучали порядковые разбавления протравителей в питательной среде (1 г/л, 0,1 г/л, 0,01 г/л, 0,001 г/л и т.д.). При высоких концентрациях препаратов эффективность составляла 100% (полностью подавлялся рост патогена), что не позволяло проводить сравнительный анализ. Поэтому была выбрана порядковая доза 0,001 г/л с учетом планируемой полевой нормы расхода препарата, причем дозы препаратов между собой соотносятся эквивалентно нормам расхода протравителей согласно регламентам их применения: Скарлет – 0,3-0,4 л/т, Бенефис – 0,6-0,8 л/т, Поларис 1-1,5 л/т.   Результаты приведены в таблице 1 и на рис. 3.

Таблица 1

Сравнительная фунгистатическая активность протравителей против некоторых возбудителей корневых гнилей (лабораторные испытания).

В результате проведенных лабораторных исследований показано, что трехкомпонентные фунгицидные протравители Бенефис и Поларис проявили более высокую эффективность против возбудителей корневых гнилей по сравнению с двухкомпонентным протравителем Скарлет.

III. В настоящее время немногие химические компании – производители средств защиты растений могут позволить себе тестирование создаваемых средств с использованием современных молекулярно-биологических методов. Подобные разработки предполагают наличие современной высокотехнологичной исследовательской базы, высококвалифицированного персонала и требуют серьезных финансовых вложений. Одним из самых популярных прикладных методов молекулярной генетики является полимеразная цепная реакция в реальном времени (РВ-ПЦР). В биолаборатории ЗАО «Щелково Агрохим»  проводили тестирование создаваемых средств с использованием современного молекулярно-биологического метода ПЦР.

Методика определения сравнительной эффективности протравителей с помощью РВ-ПЦР: проведен сравнительный анализ эффективности разработанных протравителей семян Скарлет, Бенефис и Поларис. Семена пшеницы Московская 56 обрабатывались названными препаратами и помещались для прорастания в условия агрессивного инфекционного фона, созданного мицелием Fusarium culmorum. В качестве позитивного контроля использовались непротравленные зерна, выращенные в аналогичных условиях. По истечении двух недель проводилась детекция ДНК гриба в листьях полученных растений. Кроме того, анализировались изменения, произошедшие в субстрате. В этом случае анализировались корни, зерно, колеоптиль, т.е. те части растения, которые развивались вместе с мицелием гриба. В качестве стандарта для определения относительного количества специфической ДНК использовалась ДНК F. culmorum известной концентрации.

В результате анализа опытных групп растений было показано, что в листьях грибы не детектируются. В то же время в листьях растений контрольной группы появилась ДНК F. сulmorum в концентрации 2,9 нг/мкл (таблица 2). Показательные изменения произошли в субстрате. В непротравленном зерне накопилось значительное количество ДНК фузариума – 24,0 нг/мкл. Инфекционный фон вокруг протравленных семян значительно ниже. Так, обработка препаратом Скарлет снижает его в 10 раз, Поларис – в 25 раз, Бенефис – в 50 раз. Причем, в последних это может быть ДНК погибшего гриба (как матрица для ПЦР). Таким образом, проведенный эксперимент подтверждает наличие системного эффекта от применения протравителей и подтверждает их воздействие на инфекционный фон, окружающий семена. Причем, инновационные трехкомпонентные Бенефис и Поларис превосходят по этим параметрам двухкомпонентный Скарлет.

Таблица 2

Отчёт по результатам анализа ПЦР. Определение относительной концентрации ДНК Fusarium culmorum в различных тканях пшеницы.

* - Ct, Fam* (threshold cycle) – пороговый цикл, т.е. цикл, на котором интенсивность флюоресценции  по каналу красителя FAM начинает превышать базовый порог. Именно определение порогового цикла для каждой пробы позволяет проводить сравнительную оценку образцов.

IV. Исследования по определению биологической эффективности микроэмульсионных протравителей в условиях мелкоделяночных полевых опытов и производственных посевов проводились в течение нескольких лет. При этом изучалось влияние протравителей Бенефис, Поларис, Скарлет на  биологическую эффективность и урожайность как в оптимальных условиях применения, так и в целенаправленно созданных условиях, способствующих накоплению возбудителей заболеваний.

Опыты с целенаправленно созданными неблагоприятными условиями, для определения фунгицидной активности были проведены в 2011-2012 г.г в Орловской области (ООО «Дубовицкое», Малоархангельский район).

Для выявления потенциала каждого протравителя посев  производился в неблагоприятных условиях. Для создания более высокого инфекционного фона предшественником являлась яровая пшеница, глубина посева составляла 6-7 см и превышала рекомендуемую для Орловской области (3-4 см). Основные минеральные удобрения не вносились, весенняя подкормка (в фазу Z 27-29) – аммиачная селитра 34% с нормой расхода по д.в. 34 кг/га. Обработку почвы проводили трактором John Deere в сцепке с дисковой бороной Catros. Способ посева – рядовой с шириной междурядий 20 см. Фоновые фунгицидные обработки не проводились.

Учет корневых гнилей в данных условиях показал, что распространенность их в контроле составила 35,71%. При этом в варианте с семенами, обработанными препаратом Скарлет, биологическая эффективность составила 23,94%, Поларис 1,0 л/т и 1,5 л/т – 34,82% и 35,76% соответственно, в вариантах Бенефис 0,6 л/т и 0,8 л/т – 50,37%  и 77,16%. Учет проводился в фазы Z29 – 31 весной, но, несмотря на искусственно созданные неблагоприятные условия и время, прошедшее  с момента посева, показана высокая эффективность препаратов. Для сравнительной оценки полученных результатов в схеме опыта были заложены  хорошо зарекомендовавшие себя суспензионне фунгицидные протравители известных европейских производителей (ДВ: тебуконазол, тритиконазол, дифеноконазол, протиоконазол, прохлораз, мефеноксам), эффективность которых в указанных целенаправленно созданными неблагоприятными условиями составила 11-36%.

Уборка проводилась ручным способом 12–13 июля, анализ структуры урожая приведен в таблице 3.

Таблица 3

Влияние различных протравителей на урожайность и биометрические показатели в опыте с целенаправленно созданными неблагоприятными условиями, Орловская область, 2012г.

Анализ полученного урожая проводили в аккредитованной лаборатории в ООО «Дубовицкое».

Многочисленные регистрационные и производственные испытания протравителей Бенефис и Поларис  для промышленного производства, включающих в свою рецептуру ростстимулирующие добавки в оптимальных условиях были проведены в различных климатических зонах Российской Федерации и Республики Беларусь, некоторые результаты представлены ниже.

Очевидно, что формирование мощной корневой системы является залогом будущего высокого урожая. Было доказано, что применение препаратов Бенефис и Поларис положительно сказывается на формировании корневой системы защищаемой культуры, что связано не только с фунгицидным действием препаратов, но и определяется присутствием в составе протравителей ростстимулирующих добавок (рис.5).

Рис.5. Влияние препаратов Поларис  и Бенефис  на формирование корневой системы зерновых

Контроль (без обработки)     Поларис  1,5 л/т

Контроль (без обработки)          Бенефис  0,8 л/т

Препарат Бенефис эффективен в борьбе с различными заболеваниями, в том числе с пыльной, твердой и каменной головней, мучнистой росой, плесневением семян и другими болезнями, но особенно высокую эффективность он проявляет против корневых гнилей различной этиологии.

Так, применение протравителя семян Бенефис для защиты ярового ячменя от болезней в Республике Беларусь показало его высокую эффективность даже в условиях искусственного инфекционного фона: против фузариозной корневой гнили – 75% , гельминтоспориозной корневой гнили – до 82% (Рис. 6).

Рис. 6 Биологическая эффективность препарата Бенефис, против фузариозной и гельминтоспориозной корневых гнилей.

В Краснодарском крае протравитель Бенефис применялся для защиты сои, его эффективность в зависимости от нормы расхода против корневых гнилей  составляла 69,6-87,2%, против аскохитоза – 72,8-76,5% (Рис. 7)

Рис. 7. Биологическая эффективность препарата Бенефис, МЭ против  корневой гнили и аскохитоза.

Протравитель семян Поларис эффективен в борьбе с комплексом заболеваний зерновых культур, в том числе с пыльной, твердой, каменной головней, корневыми гнилями, мучнистой росой, альтернариозной семенной инфекцией и другими.

Поларис  высокоэффективен против снежной плесени. Так, применение препарата Поларис в Республике Беларусь для защиты озимой пшеницы (сорт Сюита) в 2011-2012г.г. показало, что биологическая эффективность препарата в зависимости от нормы расхода составила 67,2-95,3%, превысив эффективность препарата Кинто Дуо, КС (60+20 г/л), взятого в качестве эталона и являющегося одним их лучших фунгицидных протравителей в борьбе со снежной плесенью (Рис. 8)

Рис. 8 Биологическая эффективность препарата Поларис, МЭ против снежной плесени

Выводы:

В результате проведения испытаний убедительно продемонстрировано преимущество трехкомпонентных микроэмульсионных протравителей Бенефис и Поларис.  Данные лабораторных испытаний подтверждены результатами многочисленных полевых опытов, проведенных в различных климатических зонах. Поларис имеет широкий спектр действия,  наиболее эффективен против снежной плесени. Бенефис также имеет широкий спектр действия и очень эффективно подавляет корневые и прикорневые гнили.

Препараты Бенефис и Поларис имеют государственную регистрацию и разрешены к применению на территории Российской Федерации и Республики Беларусь.

Каракотов С.Д., Желтова Е.В., Желтова К.В., Аршава Н.В., Дымов Ю.А.