Гербицидный состав на основе глифосата и органических кислот
Владельцы патента RU 2461198:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)
Изобретение относится к области биохимии растений. Описан гербицидный состав сплошного действия, содержащий в качестве действующего вещества комбинацию глифосата с природными органическими кислотами в концентрации 10-7…10-11 моль/л. Изобретение направлено на усиление эффективности и повышение безопасности гербицидов на основе глифосата, а также снижение стоимости химической прополки. 3 табл.
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано как химическое средство борьбы с сорной и нежелательной растительностью.
Повреждение сельскохозяйственных культур вредителями, болезнями и сорной растительностью приводят к потерям 30…60% урожая, а иногда и к полной его гибели. Для защиты растений используют различные химические соединения, на долю которых приходится до 50% затрат от себестоимости сельскохозяйственной продукции [1]. Для борьбы с сорной растительностью используют соединения, называемые гербицидами, применение которых существенным образом повышает урожайность зерновых культур. При обработке насаждений и посевов лишь 1% вносимых химикатов попадает непосредственно на сорняки, тогда как оставшиеся 99% попадают в почву, атмосферу, водоемы и оказывает токсическое воздействие на биоценозы. Чем выше доза внесения и устойчивее токсикант, тем длительнее он сохраняется и тем опаснее его действие. Период полураспада некоторых гербицидов может превышать 10 лет [2]. Кроме того, остатки гербицидов сохраняются в сельскохозяйственной продукции. Поступая в организм человека, они разрушают иммунную систему и могут стать причиной наследственных и онкологических заболеваний. Поэтому проводятся исследования по снижению норм внесения гербицидов, например, за счет применения их совместно с добавками, повышающими их эффективность. В качестве добавок обычно применяют поверхностно-активные вещества (адъюванты), увеличивающие время контакта гербицида с растением, например [3].
Еще в 1970-х годах в Бийской зоне Алтайского края повышали эффективность действия гербицидов при совместном применении с нитратом аммония. Так, рекомендованная норма обработки 1 га зерновых против однолетних двудольных сорняков составляла 0,8…1,0 кг/га д.в. аминной соли 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) (фактически применяли - 1,5-1,7 кг/га). Такую же эффективность обеспечивало использование 0,7 кг д.в. 2,4-Д совместно с 1,5…2,0 кг нитрата аммония на 1 га посевов [4].
Из последних работ следует отметить применение мочевины совместно с протравителями и гербицидами, например [5], что позволяет уменьшить норму применения гербицидов на 30…50%.
Среди неселективных гербицидов самыми распространенными во всем мире являются гербициды на основе глифосата (формула I), формула фирмы «Монсанто».
Существуют гербициды на основе глифосата, включающие в свой состав пеларгоновую и каприловую кислоты, но стоимость таких препаратов высока, а количество активных ингредиентов может привести к повышенной токсичности препаратов.
Известен гербицидный состав на основе триазолилмочевин (ГАС-18) [6]. Действие препарата осуществляется на гормональном уровне, что определяет низкие нормы его расхода. Состав усиливает действие широкого круга гербицидов, включая некоторые гербициды сплошного действия. ГАС-18 разрешен в качестве баковой добавки к гербицидам бетанального ряда в дозе 20…30 г/га. Его применение позволяет снизить дозу гербицида на 30%. Недостатком является то, что ГАС-18 разрешен к применению в сельском хозяйстве только совместно с гербицидами группы бетанала.
Прототипом является гербицидный состав на основе глифосата [7], где в качестве добавки используют янтарную кислоту или ее производные в количестве 0,1…30% от гербицида. Состав повышает эффективность и безопасность гербицидов. Недостатком является большой расход и высокая стоимость янтарной кислоты.
Предлагаемое техническое решение направлено на усиление эффективности и повышение безопасности гербицидов на основе глифосата, а также снижение стоимости химической прополки.
Предлагаемое изобретение - гербицидный состав - включает следующие ингредиенты: лимонную, α-кетоглутаровую, янтарную, яблочную и щавелевую кислоты, взятые в соотношении 1:1,39:1,68:2,55:0,24 по массе.
Заявляемый гербицидный состав отличается от аналогов тем, что он содержит смесь пяти органических кислот в концентрации 10-11 моль/л.
Повышение эффективности действия гербицида раствором сверхмалых доз определяли при сравнении результатов обработки сорных растений раствором «Раундап» в воде и в водном растворе органических кислот с суммарной концентрацией 10-7, 10-9, 10-11 М. «Раундап» содержит 360 г/л глифосата и 180 г/л поверхностно-активного вещества.
В качестве контроля использовался стандартный 1% раствор «Раундап» в воде. Опытные образцы готовились путем разбавления стандартного рабочего раствора водой или водой и раствором сверхмалых доз органических кислот (СМД) с концентрацией 10-7, 10-9 и 10-11 М. Массовая доля рабочего раствора «Раундап» в образцах составляла от 5 до 100%. Исследования проводились в четырехкратной повторности. Площадь опыта составила 1 м2. Для опыта был выбран участок, не обрабатывавшийся в течение пяти лет, на котором произрастали осот (Sonchus), щирица (Amaranthus), лебеда (Atriplex patula), горчак (Picris), полынь (Artemisia), ежовник обыкновенный (Echinochloa), одуванчик (Taraxacum officinale), клен ясенелистный (Acer negundo) и вьюнок (Convolvulus).
Участки земли опрыскивались опытным раствором в норме 50 см3/м2. Опрыскивание проводили 12 августа 2010 г. в фазу полного развития растений до наступления заморозков на почве. За период наблюдения осадки наблюдались в виде росы.
Результаты исследований обрабатывались с помощью методов математической статистики.
В таблицах 1, 2 и 3 представлена доля выживших растений через четыре недели при обработке смесью «Раундап» и СМД в концентрации 10-7, 10-9 и 10-11 моль/л соответственно.
10-7 моль/л - концентрация раствора, содержащего смесь заявленных кислот (содержит 14,1×10-7 г лимонной кислоты, 19,6×10-7 г α-кетоглутаровой 23,7×10-7 г янтарной, 35,9×10-7 г яблочной и 3,4×10-7 г щавелевой кислоты).
10-9 моль/л - концентрация раствора, содержащего смесь заявленных кислот (содержит 14,1×10-9 г лимонной кислоты, 19,6×10-9 г α-кетоглутаровой 23,7×10-9 г янтарной, 35,9×10-9 г яблочной и 3,4×10-9 г щавелевой кислоты).
10-11 моль/л - концентрация раствора, содержащего смесь заявленных кислот (содержит 14,1×10-11 г лимонной кислоты, 19,6×10-11 г α-кетоглутаровой 23,7×10-11 г янтарной, 35,9×10-11 г яблочной и 3,4×10-11 г щавелевой кислоты).
| Таблица 1 | ||||||||
| Доля выживших растений через четыре недели (10-7) (часть 1) | ||||||||
| Вариант | Массовая доля «Раундап», % от рабочего раствора | |||||||
| 5 | 10 | 20 | 25 | |||||
| в воде | в СМД | в воде | в СМД | в воде | в СМД | в воде | в СМД | |
| Осот огородный | 8,6±2,1 | 9,2±2,8 | 10,4±2,3 | 9,7±2,6 | 7,7±2,6 | 0 | 3,7±0,7 | 0 |
| Щирица запрокинутая | 5,3±1,6 | 5,1±0,7 | 9,2±2,7 | 6,2±1,3 | 8,3±2,0 | 0 | 0 | 0 |
| Лебеда раскидистая | 9,2±1,7 | 8,4±2,2 | 10,0±1,5 | 5,8±1,4 | 6,7±2,4 | 0 | 6,3±1,5 | 0 |
| Горчак ползучий | 7,4±1,8 | 6,3±1,5 | 3,7±0,8 | 7,3±2,1 | 2,0±1,0 | 8,4±2,3 | 1,0 | 0 |
| Полынь горькая | 6,2±2,3 | 3,4±0,6 | 4,3±2,1 | 5,2±1,4 | 5,3±0,7 | 4,6±0,9 | 4,7±0,7 | 2,1±0,9 |
| Ежовник обыкновенный | 1,0±0,2 | 1,0±0,2 | 2,3±0,6 | 1,5±0,4 | 2,0 | 1,0 | 1 | 2,0±0,8 |
| Одуванчик | 2,0±0,6 | 1,5±0,4 | 1,5±0,3 | 1,5 | 1,0 | 1,5 | 1,5 | 1,0 |
| Клен ясенелистный | 4,4±1,3 | 5,2±1,2 | 6,7±0,9 | 8,3±2,2 | 5±1,5 | 6,1±1,4 | 9±1,4 | 4,1±0,3 |
| Вьюнок | 2,7±1,5 | 1,6±0,3 | 5,9±2,7 | 5,7±1,9 | 2,0 | 2,4±0,5 | 1,5±0,6 | 1,5±0,6 |
| Таблица 1 | ||||||||
| Доля выживших растений через четыре недели (10-7) (часть 2) | ||||||||
| Вариант | Массовая доля «Раундап», % от рабочего раствора | |||||||
| 33 | 50 | 75 | 100 | |||||
| в воде | в СМД | в воде | в СМД | в воде | в СМД | в воде | в СМД | |
| Осот огородный | 2,3±0,7 | 0 | 0,3±0,1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Щирица запрокинутая | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Лебеда раскидистая | 1,7±0,3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Горчак ползучий | 1,0±0,6 | 2,0±0,7 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Полынь горькая | 3,7±0,7 | 1,5±0,4 | 3±1,4 | 0,9±0,2 | 0,8±0,5 | 0 | 0 | 0 |
| Ежовник обыкновенный | 1,0 | 0 | 3,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Одуванчик | 1,5±0,6 | 1,0 | 1,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Клен ясенелистный | 1,5±0,6 | 1,0 | 4,7±0,7 | 0 | 1,5±0,3 | 0 | 0 | 0 |
| Вьюнок | 1,5±0,6 | 1,5±0,7 | 2±0,6 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Таблица 2 | ||||||||
| Доля выживших растений через четыре недели (10-9) (часть 1) | ||||||||
| Вариант | Массовая доля «Раундап», % от рабочего раствора | |||||||
| 5 | 10 | 20 | 25 | |||||
| в воде | в СМД | в воде | в СМД | в воде | в СМД | в воде | в СМД | |
| Осот огородный | 8,6±2,1 | 6,3±1,7 | 10,4±2,3 | 8,4±2,2 | 7,7±2,6 | 0 | 3,7±0,7 | 0 |
| Щирица запрокинутая | 5,3±1,6 | 7,4±1,4 | 9,2±2,7 | 9,6±1,5 | 8,3±2,0 | 0 | 0 | 0 |
| Лебеда раскидистая | 9,2±1,7 | 9,7±2,1 | 10,0±1,5 | 4,3±0,7 | 6,7±2,4 | 0 | 6,3±1,5 | 0 |
| Горчак ползучий | 7,4±1,8 | 6,3±1,6 | 3,7±0,8 | 6,3±1,4 | 2,0±1,0 | 1,0±0,4 | 1,0 | 1,0±0,3 |
| Полынь горькая | 6,2±2,3 | 5,6±1,7 | 4,3±2,1 | 6,9±2,1 | 5,3±0,7 | 4,1±1,6 | 4,7±0,7 | 1,5±0,6 |
| Ежовник обыкновенный | 1,0±0,2 | 1,5±0,4 | 2,3±0,6 | 1,5±0,3 | 2,0 | 1,3±0,3 | 1,0 | 1,7±0,8 |
| Одуванчик | 2,0±0,6 | 1,4±0,7 | 1,5±0,3 | 1,0±0,2 | 1,0 | 1,5 | 1,5 | 1,0 |
| Клен ясенелистный | 4,4±1,3 | 5,7±1,5 | 6,7±0,9 | 4,8±1,2 | 5±1,5 | 2,4±0,8 | 9±1,4 | 3,8±1,2 |
| Вьюнок | 2,7±1,5 | 3,2±0,7 | 5,9±2,7 | 5,2±1,7 | 2,0 | 3,4±1,1 | 1,5±0,6 | 1,2±0,4 |
| Таблица 2 | ||||||||
| Доля выживших растений через четыре недели (10-9) (часть 2) | ||||||||
| Вариант | Массовая доля «Раундап», % от рабочего раствора | |||||||
| 33 | 50 | 75 | 100 | |||||
| в воде | в СМД | в воде | в СМД | в воде | в СМД | в воде | в СМД | |
| Осот огородный | 2,3±0,7 | 0 | 0,3±0,1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Щирица запрокинутая | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Лебеда раскидистая | 1,7±0,3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Горчак ползучий | 1±0,6 | 2,0±0,8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Полынь горькая | 3,7±0,7 | 1,0±0,3 | 3±1,4 | 0 | 0,8±0,5 | 0 | 0 | 0 |
| Ежовник обыкновенный | 1,0 | 0 | 3,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Одуванчик | 1,5±0,6 | 1,5 | 1,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Клен ясенелистный | 1,5±0,6 | 2,2±0,6 | 4,7±0,7 | 0 | 1,5±0,3 | 0 | 0 | 0 |
| Вьюнок | 1,5±0,6 | 1,7±0,4 | 2±0,6 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Таблица 3 | ||||||||
| Доля выживших растений через четыре недели (10-11) (часть 1) | ||||||||
| Вариант | Массовая доля «Раундап», % от рабочего раствора | |||||||
| 5 | 10 | 20 | 25 | |||||
| в воде | в СМД | в воде | в СМД | в воде | в СМД | в воде | в СМД | |
| Осот огородный | 8,6±2,1 | 9,5±2,4 | 10,4±2,3 | 9,0±3,4 | 7,7±2,6 | 0 | 3,7±0,7 | 0 |
| Щирица запрокинутая | 5,3±1,6 | 4,7±0,9 | 9,2±2,7 | 9,3±1,9 | 8,3±2,0 | 0 | 0 | 0 |
| Лебеда раскидистая | 9,2±1,7 | 8,1±1,4 | 10,0±1,5 | 3,8±0,5 | 6,7±2,4 | 0 | 6,3±1,5 | 0 |
| Горчак ползучий | 7,4±1,8 | 9,6±2,3 | 3,7±0,8 | 4,0±1,0 | 2,0±1,0 | 1,5±0,7 | 1 | 0 |
| Полынь горькая | 6,2±2,3 | 4,8±1,7 | 4,3±2,1 | 3,7±1,2 | 5,3±0,7 | 2,3±0,3 | 4,7±0,7 | 1±0,34 |
| Ежовник обыкновенный | 1,0±0,2 | 1,0±0,2 | 2,3±0,6 | 1,5±0,6 | 2 | 1,0±0,2 | 1 | 1±0,56 |
| Одуванчик | 2,0±0,6 | 1,5±0,4 | 1,5±0,3 | 1,5±0,6 | 1 | 1 | 1,5 | 1 |
| Клен ясенелистный | 4,4±1,3 | 3,2±1,1 | 6,7±0,9 | 5,5±0,7 | 5±1,5 | 2,8±0,8 | 9±1,4 | 5±0,34 |
| Вьюнок | 2,7±1,5 | 3,8±1,2 | 5,9±2,7 | 7,3±2,6 | 2 | 2,3±0,3 | 1,5±0,6 | 0,8±0,7 |
| Таблица 3 | ||||||||
| Доля выживших растений через четыре недели (10-11) (часть 2) | ||||||||
| Вариант | Массовая доля «Раундап», % от рабочего раствора | |||||||
| 33 | 50 | 75 | 100 | |||||
| в воде | в СМД | в воде | в СМД | в воде | в СМД | в воде | в СМД | |
| Осот огородный | 2,3±0,7 | 0 | 0,3±0,1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Щирица запрокинутая | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Лебеда раскидистая | 1,7±0,3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Горчак ползучий | 1±0,6 | 1±0,3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Полынь горькая | 3,7±0,7 | 1±0,3 | 3±1,4 | 0 | 0,8±0,5 | 0 | 0 | 0 |
| Ежовник обыкновенный | 1 | 0 | 3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Одуванчик | 1,5±0,6 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Клен ясенелистный | 1,5±0,6 | 2±0,3 | 4,7±0,7 | 0 | 1,5±0,3 | 0 | 0 | 0 |
| Вьюнок | 1,5±0,6 | 1±0,6 | 2±0,6 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Из представленных данных следует, что через четыре недели полностью погибают:
при концентрации 20% от рабочего раствора в присутствии СМД - осот, щирица, лебеда;
при концентрации 33% - ежовник обыкновенный;
при концентрации 50% - горчак, полынь, одуванчик, клен ясенелистный и вьюнок.
Так как при обработке участков с сорными растениями раствором «Раундап» и СМД в концентрациях 10-7, 10-9 и 10-11 моль/л получены сходные результаты, лучшим вариантом можно считать обработку смесью раствора «Раундап» и СМД в концентрации 10-11 моль/л, при следующем соотношении исходных компонентов, г/л:
| Глифосат | 0,9 |
| Лимонная кислота | 14,1×10-11 |
| α-Кетоглутаровая кислота | 19,6×10-11 |
| Янтарная кислота | 23,7×10-11 |
| Яблочная кислота | 35,9×10-11 |
| Щавелевая кислота | 3,4×10-11 |
| Вода | до 1000 |
В настоящее время БТИ АлтГТУ составлен договор с Бийской льняной компанией об испытаниях предлагаемого технического решения в крупномасштабном полевом опыте.
Список использованной литературы
1. Гурикова Е.И. Влияние пестицидов на полезную энтомофауну посевов ярового рапса. / Е.И.Гурикова, О.И.Нехай, Е.В.Филиппова, А.Ф.Хуторной // Аграрная наука сельскому хозяйству: сборник статей: книга 2 / IV Международная научно-практическая конференция (5-6 февраля 2009 г.). - Барнаул: Изд-во АГАУ, 2009. - С.383-386.
2. Грачев В.А. Очерки экологии промышленных районов Свердловской области. / В.А.Грачев / Интернет-издание книги Дискомфортные зоны местообитания населения Среднего Урала, 2008 г. e9.ru/lit/ecoural/.
3. Шаповалов А.А., Пуцыкин Ю.Г., Егоров Б.Ф. Способ борьбы с сорными растениями, гербицидная композиция и синергист, повышающий активность гербицидов: Пат. 2130260 РФ, 1998.
4. Непочатов А.П., Зимовская А.Т. Влияние минеральных удобрений на эффективность гербицида 2,4-Д // Агрохимия. 1977. №7. С.104-110.
5. Бугаевский В.К., Кильдюшкин В.М., Корнев В.А., Лесовая Г.М., Животовская Е.Г. / Применение мочевины для питания и защиты озимых колосовых культур. // Земледелие, 2005; №6. - С.31-32.
6. Шаповалов А.А., Эпштейн С.М., Тащи В.П., Пуцыкин Ю.Г. и др. Соли 1-фенил-3-(1.2.4-триазол-4-ил)мочевины, обладающие свойством регуляторов роста растений. А.с. №1732651 (РФ) Б.И. 1992. №14. С.25
7. Robert Coleman, Okemos, Enhanced herbicides // Pat. №6969696 from Jan 17, 2003.
Гербицидный состав сплошного действия на основе глифосата с природными органическими кислотами, отличающийся тем, что он содержит лимонную, α-кетоглутаровую, янтарную, яблочную и щавелевую кислоты, взятые в концентрации 10-11 моль/л, при следующем соотношении исходных компонентов, г/л:
| Глифосат | 0,9 |
| Лимонная кислота | 14,1·10-11 |
| α-Кетоглутаровая кислота | 19,6·10-11 |
| Янтарная кислота | 23,7·10-11 |
| Яблочная кислота | 35,9·10-11 |
| Щавелевая кислота | 3,4·10-11 |
| Вода | до 1000 |
