На семенах пшеницы путем протравливания проведено сравнение фунгицидного и стимулирующего воздействия наноразмерной серы с хорошо известными на рынке фунгицидными препаратами. Установлено, что в качестве фунгицидов препараты на основе наночастиц серы уступают более токсичным препаратам, в то же время превосходят последние в качестве стимуляторов роста.
В настоящее время в развитых странах стратегия развития сельского хозяйства предполагает совершенствование и внедрение интегрированных систем земледелия, включающих в себя широкое применение минеральных удобрений, пестицидов и стимуляторов роста растений [1-3]. Все это приводит к резкому возрастанию в потребности использования химических препаратов (удобрений, фунгицидов, гербицидов, инсектицидов, десикантов, регуляторов роста растений), что, в свою очередь, ведет к возрастанию пестицидной нагрузки на окружающую среду. Так как уменьшение объема химических препаратов, используемых в растениеводстве, не представляется возможным, то возрастает необходимость в разработках и внедрении новых, более экологически безопасных препаратов для эффективного использования их в сельском хозяйстве.
Одним из перспективных направлений создания экологически безопасных средств защиты и стимуляторов роста для растений являются нано-технологии [4-5]. В связи с вышеуказанным цель работы — исследование возможности использования препарата на основе наноразмерной серы в качестве экологически безопасного фунгицида и стимулятора роста культур.
В данной работе нами был разработан способ получения порошка нано-размерной серы [6], на основе этого способа предлагается исследование антифунгальной эффективности наноразмерной серы и сравнение ее с данными для хорошо известных препаратов: тетраметилтиурамдисульфида (ТМТД), раксила и карбендазима, оказывающих неблагоприятное воздействие на окружающую среду [6-8]. Препараты на основе наноразмерной серы были получены из водных растворов полисульфидов кальция и калия согласно [9-11]. Наряду с антифунгальным воздействием препаратов проводилось измерение энергии прорастания, всхожести семян, массы проростков.
Для испытаний было отобрано зараженное зерно, протравлевленное фунгицидными препаратами. Для этого в круглодонную колбу объемом 100 мл помещали 10 г зерен, вносили расчетную на данное количество зерна дозу препаративной формы, содержащую воду, наполнители (бентонит, каолин и др.), смесь водорастворимых по-лимеров (поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлоза и др.) и добавки полисульфидов кальция и калия. Полисульфиды в пасте распадались на наноразмерную серу и карбонаты кальция и калия. Колбу с семенами встряхивали в течение 2-3 мин до полного распределения препарата по поверхности семян.
Лабораторные испытания проводили на пшенице сорта Воронежская. Семена выдерживали три дня до проращивания, раскладывали в чашки Петри на смоченную (6-7 мл воды) фильтровальную бумагу и инкубировали в термостате при температуре 24 °С. Повторность опытов — трехкратная.
Всхожесть семян и пораженность их болезнями определяли через 7 дней от начала проращивания. Фунгицидную активность препаратов выявляли по снижению пораженности семидневных проростков зерен корневыми гнилями и плесневыми грибами. Эффективность воздействия препаратов определяли по процентному содержанию незараженных семян. На рис. 1 представлена диаграмма, на которой сравниваются эффективности против корневой гнили таких фунгицидных препаратов, как тетраметилтиурам-дисульфид (ТМТД), Карбендазим и Рак-сил. Из рис. 1 видно, что самым эффективным является ТМТД — этот препарат уничтожает 100% патогенных грибов. Чуть слабее действует Раксил, а наименьшее воздействие оказывает Карбендазим. Полисульфиды кальция и калия уничтожают более половины имеющихся грибов.
На рис. 2 представлена диаграмма эффективности препаратов против других грибов. В этом случае наилучшие показатели имеет Раксил — он уничтожает все имеющиеся на зернах грибы, 90% грибов уничтожает ТМТД, 80% — Карбендазим. Полисульфиды кальция и калия уничтожают 60 и 70% соответственно. Таким образом, полисульфиды кальция и калия уступают по эффективности антифунгального воздействия более токсичным ТМТД, Раксилу и Карбендазиму. Но так как биологическое воздействие препаратов не исчерпывается только антифунгальным воздействием, нами проведена оценка величин лабораторной всхожести и массы проростков (рис. 3 и 4). Последние характеризуют препараты с точки зрения их способности ускорять рост растений и являются очень важными показателями благоприятствования функционирования растений.
На рис. 3 и 4 представлена диаграмма лабораторной всхожести семян и масса 100 проростков соответственно.
Из рис. 3 видно, что только полисульфид кальция улучшает всхожесть семян, остальные, хоть и в незначительной степени, подавляют ее. В то же время измерение массы проростков показало, что все испытанные препараты стимулируют рост растений, а наилучшие результаты показывает полисульфид калия. Таким образом, с точки зрения рострегулирующих свойств полисульфидные препараты не уступают ТМТД, Раксилу и Карбендазиму.
Учитывая полученные результаты по антифунгальной и ростстимулирующей активности для снижения пестицидной нагрузки на окружающую среду, можно рекомендовать протравливать семена смесью полисульфидов с одним из выбранных более токсичных препаратов (ТМТД, Карбендазим и Раксил) со снижением дозы применения последних.
Р. Зайнитдинова, аспирант, Л. Мусавирова, магистр, И. Массалимов, д-р техн. наук, проф.,
ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет»
ЛИТЕРАТУРА
1. Lex R. Hesler. Manual Of Fruit Diseases (1917). Also available from Amazon: Manual Of Fruit Diseases. 2008 — 488 p.
2. Bailey LH. Amazon: Farm and garden rule-book. Macmillan, 2010, 18th edition. -587 p.
3. Верим H. Г. Химическая защита растений. Изд. 2. — Ленинград, 1972. — 320 с.
4. Глазко В. И. Направления использования нанотехнологий в сельском хозяйстве // Овощи России. — 2008. — № 1,2. — С. 30-33.
5. Gogos А., Knauer К., Bucheli TD Nanomaterials in Plant Protection and Fertilization: Current State, Foreseen Applications, and Research Priorities //Journal of Agricultural and Food Chemistry. — 2012. — №60, 39.-P. 9781-9792.
6. Мельников H.H., Новожилов К.В., делан С.Р., Пылова Т.Н. Справочник по пестицидам. — М.: Химия, 1985. — 352 с.
7. Царев С.Г. ТОКСИКОЛОГИЯ ядохимикатов, применяемых в сельском хозяйстве. — М.: Россельхозиздат, 1969. — 176 с.
8. Электронный ресурс. — Режим доступа: https://arivera.ru/truth/plant/pesticides. html.
9. Массалимов И.А., Мустафин А.Г., Шангареева А.Р., Хусаинов А.Н. Способ получения коллоидной наноразмерной серы. Патент РФ №2456231 от 20.07.12.
10. Массалимов И.А., Хусаинов А.Н, Абдракипова Л. Ф., Мустафин А.Г. Выделение наночастиц серы из растворов полисульфидов щелочных и щелочно-земельных металлов // Нанотехника. — 2009. — №2, 18.-С. 32-37.
11. Массалимов И.А., Абдракипова Л.Ф., Хусаинов А. Н., Мустафин А. Г. Получение наноразмерных частиц серы из водных растворов кальция и натрия // Журнал прикл. Химии. — 2009. — №82, 12. — С. 1946-1951.
Источник: Журнал «Главный агроном», №1/2016