Способ обработки растений при производстве растениеводческой продукции, используемое в нем средство для обработки растений и способ его производства

 

Группа изобретений предназначена для использования в растениеводстве и агрохимии. Предложено средство для обработки растений, способ его получения путем последовательной экстракции из биомассы Mortierella minutissima неполярным экстрагентом в надкритическом состоянии, водой, щелочью, водой, кислотой, водой, щелочью и водой с последующим объединением твердого остатка с первым экстрактом, а также способ обработки растений при производстве растениеводческой продукции, заключающийся в воздействии на растения указанным средством. Изобретение позволяет расширить спектр действия получаемого средства для обработки растений и сырьевую базу, повысить коэффициент использования сырья в производстве средства для обработки растений и эффективность производства растениеводческой продукции. 3 с. и 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии производства растениеводческой продукции, используемому в ней средству для обработки растений и технологии получения последнего.

Известен способ обработки растений при производстве растениеводческой продукции, предусматривающий воздействие на растения средством, содержащим в эффективном количестве препарат, полученный из биомассы микромицета Mortierella alpina путем выделения из нее липидной фракции (Кульнев А.И., Соколова Е.А., Многоцелевые стимуляторы защитных реакций, роста и развития растений - Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1997).

Недостатком этого способа является низкая эффективность.

Известно средство для обработки растений, содержащее в эффективном количестве препарат, полученный из биомассы микромицета Mortierella hygrophila путем выделения из нее липидной фракции (RU 2058078 С1, 20.04.1996).

Недостатком этого средства является узкий спектр действия.

Известен способ производства средства для обработки растений, предусматривающий экстрагирование биомассы микромицета Mortierella alpina с выделением липидного экстракта (RU 2075934 С1, 27.03.1997).

Недостатком этого способа является низкий коэффициент использования сырья.

Техническим результатом группы изобретений является повышение коэффициента использования сырья в производстве средства для обработки растений, позволяющее одновременно расширить спектр действия получаемого средства, что, в свою очередь, позволяет повысить эффективность производства растениеводческой продукции.

Этот результат достигается тем, что в способе обработки растений при производстве растениеводческой продукции, предусматривающем воздействие на растения средством, содержащим в эффективном количестве препарат, полученный из биомассы микромицета рода Mortierella, согласно изобретению, в качестве препарата используют смесь, приготовленную путем последовательного экстрагирования биомассы микромицета Mortierella minutissima неполярным экстрагентом в надкритическом состоянии, водой, щелочью, водой, кислотой, водой, щелочью и водой с последующим объединением твердого остатка с первым экстрактом.

Тот же результат достигается тем, что в способе производства средства для обработки растений, предусматривающем экстрагирование биомассы микромицета рода Mortierella, согласно изобретению, из микромицетов рода Mortierella используют вид Mortierella minutissima, экстрагирование осуществляют последовательно неполярным экстрагентом в надкритическом состоянии, водой, щелочью, водой, кислотой, водой, щелочью и водой, а целевой продукт получают при смешивании твердого остатка с первым экстрактом.

Предпочтительными вариантами воплощения последнего способа предусмотрено осуществление, по меньшей мере, первого экстрагирования в поле ультразвуковых колебаний. Желательными вариантами в этом случае предусмотрено на стадии, по меньшей мере, первого щелочного экстрагирования создание поля ультразвуковых колебаний путем диспергирования в воде жидкого аммиака в условиях давления ниже давления насыщенных паров аммиака при температуре экстрагирования; на стадии кислотного экстрагирования создание поля ультразвуковых колебаний путем диспергирования в воде концентрированной кислоты или жидкого хлороводорода или фтороводорода; на стадии, по меньшей мере, первого водного экстрагирования создание поля ультразвуковых колебаний путем диспергирования в воде водяного пара в условиях давления выше давления насыщенных паров воды при температуре экстрагирования.

Предпочтительный вариант позволяет интенсифицировать процессы, и желательно осуществлять интенсификацию при минимальных энергозатратах.

Способ производства средства для обработки растений реализуется следующим образом.

Биомассу микромицета Mortierella minutissima экстрагируют неполярным экстрагентом в надкритическом состоянии, например двуокисью углерода, азотом, закисью азота, аргоном или метаном. Предпочтительно осуществлять экстрагирование в поле ультразвуковых колебаний, создаваемых, например, путем пропускания потока экстрагента через ультразвуковой свисток. Проведение экстрагирования в поле ультразвуковых колебаний способствует многократному ускорению массообменных процессов, так как приводит к разрушению клеточной структуры сырья с резким падением его диффузионного сопротивления и развитием поверхности контакта фаз. Надкритические неполярные экстрагенты позволяют извлечь из биомассы высокомолекулярные липидные соединения при минимальном захвате сопутствующих веществ. Далее из экстрагента выделяют экстракт путем снижения температуры и/или давления ниже критических значений, а твердый остаток последовательно экстрагируют водой, щелочью, водой, кислотой, водой, щелочью и водой с получением твердого остатка, в основном, представленного хитозаном. Желательными вариантами проведения каждой стадии экстрагирования предусмотрено создание поля ультразвуковых колебаний в экстракционной смеси. На стадии щелочного экстрагирования в воде диспергируют жидкий аммиак в условиях давления ниже давления насыщенных паров аммиака при температуре экстрагирования. Это приводит к созданию поля ультразвуковых колебаний за счет энергии фазового перехода аммиака, который, одновременно растворяясь в воде, образует гидроокись аммония, обладающую выраженными основными свойствами. На стадии кислотного экстрагирования предусмотрено диспергирование в воде концентрированной кислоты или жидкого хлороводорода или фтороводорода. Растворение каждого из перечисленных веществ в воде сопровождается выделением теплоты и парообразованием в экстракционной смеси, а жидкие хлороводород и фтороводород, так же как аммиак, перед растворением переходят в газовую фазу. В итоге в экстракционной смеси генерируются ультразвуковые колебания за счет экзотермического растворения и фазового перехода. На стадии водного экстрагирования предусмотрено диспергирование в воде водяного пара в условиях давления выше давления насыщенных паров воды при температуре экстрагирования. В таких условиях пар будет конденсироваться со схлопыванием пузырьков и созданием поля ультразвуковых колебаний. В каждом варианте создания поля ультразвуковых колебаний КПД использования энергии фазового перехода составляет не менее 90%, что недостижимо в настоящее время при генерировании ультразвуковых колебаний ни одним из других известных методов. Как было указано выше, проведение экстрагирования в поле ультразвуковых колебаний в каждом названном случае на каждой стадии будет способствовать развитию поверхности контакта фаз, снижению диффузионного сопротивления, интенсификации массообменных процессов и наиболее полному извлечению экстрактивных веществ. После завершения экстрагирования твердый осадок смешивают с первым экстрактом с получением целевого продукта, в состав которого входят, в основном, высшие жирные кислоты и хитозан. В полученном виде средство может быть эффективно использовано для обработки растений в течение очень непродолжительного времени, поскольку его высокая активность, вероятно, зависит от синергетического взаимодействия эйкозатетраеновой и эйкозапентаеновой кислот с хитозаном, а обе названные кислоты легко окисляются кислородом воздуха. Поэтому при производстве товарной формы к выделенному препарату целесообразно добавлять, по меньшей мере, антиоксидант, например бутилокситолуол.

Следует отметить, что выход средства для обработки растений из единицы массы сырья по предлагаемому способу увеличен за счет объединения двух фракций, одна из которых ранее не выделялась и не использовалась, каждая из которых содержит вещества, обладающие достоверно установленной активностью. В то же время сопутствующие вещества, состав которых не определялся, не подавляют активности действующих веществ, что подтверждено опытной проверкой.

Пример 1.

Средство для обработки растений готовят путем последовательного экстрагирования биомассы микромицета Mortierella minutissima двуокисью углерода в надкритическом состоянии в поле ультразвуковых колебаний, создаваемых внешним источником, водой, едким натром, водой, серной кислотой в поле ультразвуковых колебаний, создаваемых при диспергировании олеума в воде, водой, едким натром и водой с последующим смешиванием твердого остатка с СО₂-экстрактом. Полученный препарат разводят в воде и в течение часа с момента приготовления используют для обработки семян пшеницы сорта Скифянка в количестве 0,5 мг/т в пересчете на суммарное содержание хитозана, эйкозатетраеновой и эйкозапентаеновой кислот. По сравнению с контролем, обработанным липидным экстрактом биомассы микромицета Mortierella hygrophila, полученным по RU 2058078, в том же количестве, всхожесть повышена на 15%, энергия прорастания увеличена на 35%. При дополнительной обработке вегетирующих растений на стадии выхода в трубку теми же средствами в количестве 0,5 мг/га в том же пересчете по сравнению с контролем развитие корневых гнилей фузариозно-церкоспореллезного типа снижено на 20%, развитие мучнистой росы снижено на 30%, септориозной пятнистости на 22%, урожайность повышена на 8 ц/га.

Пример 2.

Средство для обработки растений готовят путем последовательного экстрагирования в поле ультразвуковых колебаний биомассы микромицета Mortierella minutissima закисью азота в надкритическом состоянии, водой, гидроокисью аммония, водой, соляной кислотой, водой, гидроокисью аммония и водой. На стадии экстрагирования закисью азота поле ультразвуковых колебаний создают путем ее пропускания через ультразвуковой свисток. На стадии водного экстрагирования поле ультразвуковых колебаний создают при диспергировании и конденсации в воде водяного пара. На стадии экстрагирования гидроокисью аммония поле ультразвуковых колебаний создают путем диспергирования в воде вскипающего и растворяющегося в ней жидкого аммиака. На стадии экстрагирования соляной кислотой поле ультразвуковых колебаний создают путем диспергирования в воде вскипающего и растворяющегося в ней жидкого хлороводорода. После завершения экстрагирования твердый остаток смешивают с N₂O-экстрактом. В полученный продукт добавляют наполнитель, антислеживатель, смачиватель и антиоксидант, а затем таблетируют и фасуют под аргоном. Полученным препаратом после растворения в воде проводят обработку семян огурцов сорта Королек из расчета 1 г/т в пересчете на суммарное содержание хитозана, эйкозатетраеновой и эйкозапентаеновой кислот и на вегетирующих растениях из расчета 10 мг/га. В качестве контроля обработку того же вида растений в те же сроки и в той же дозировке осуществляют аналогичным препаратом, содержащим в качестве источника активного начала липидный экстракт биомассы микромицета Mortierella alpina. Облиственность по сравнению с контролем увеличена на 8%, мучнистая роса в обоих случаях устранена полностью, вирус-стрик - полностью, заболевания черной бактериальной пятнистостью снижены на 87%, зараженность галловыми нематодами осталась на уровне контроля, количество плодов увеличено на 10%.

Таким образом, предлагаемая группа изобретений при расширении сырьевой базы позволяет увеличить выход средства для обработки растений, обладающего расширенным спектром действия и большей эффективностью при производстве растениеводческой продукции.

Формула изобретения

1. Способ обработки растений при производстве растениеводческой продукции, предусматривающий воздействие на растения средством, содержащим в эффективном количестве препарат, полученный из биомассы микромицета рода Mortierella, отличающийся тем, что в качестве препарата используют смесь, приготовленную путем последовательного экстрагирования биомассы микромицета Mortierella minutissima неполярным экстрагентом в надкритическом состоянии, водой, щелочью, водой, кислотой, водой, щелочью и водой с последующим объединением твердого остатка с первым экстрактом.

2. Средство для обработки растений, содержащее в эффективном количестве препарат, полученный из биомассы микромицета рода Mortierella, отличающееся тем, что в качестве препарата оно содержит смесь, приготовленную путем последовательного экстрагирования биомассы микромицета Mortierella minutissima неполярным экстрагентом в надкритическом состоянии, водой, щелочью, водой, кислотой, водой, щелочью и водой с последующим объединением твердого остатка с первым экстрактом.

3. Способ производства средства для обработки растений, предусматривающий экстрагирование биомассы микромицета рода Mortierella, отличающийся тем, что из микромицетов рода Mortierella используют вид Mortierella minutissima, экстрагирование осуществляют последовательно неполярным экстрагентом в надкритическом состоянии, водой, щелочью, водой, кислотой, водой, щелочью и водой, а целевой продукт получают при смешивании твердого остатка с первым экстрактом.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, первое экстрагирование осуществляют в поле ультразвуковых колебаний.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что на стадии, по меньшей мере, первого щелочного экстрагирования поле ультразвуковых колебаний создают путем диспергирования в воде жидкого аммиака в условиях давления ниже давления насыщенных паров аммиака при температуре экстрагирования.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что на стадии кислотного экстрагирования поле ультразвуковых колебаний создают путем диспергирования в воде концентрированной кислоты.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что на стадии кислотного экстрагирования поле ультразвуковых колебаний создают путем диспергирования в воде жидкого хлороводорода или фтороводорода.

8. Способ по п. 4, отличающийся тем, что на стадии, по меньшей мере, первого водного экстрагирования поле ультразвуковых колебаний создают путем диспергирования в воде водяного пара в условиях давления выше давления насыщенных паров воды при температуре экстрагирования.