PL189890B1

PL189890B1 - Preparat do ochrony roślin przed chorobami

Info

Publication number: PL189890B1
Application number: PL99335454A
Authority: PL
Inventors: Henryk Struszczyk; Antoni Niekraszewicz; Maria Wiśniewska-Wrona; Alojzy Urbanowski; Henryk Pospieszny; Leszek Orlikowski; Adam Wojdyła; Czesław Skrzypczak
Original assignee: Kazmierski Jan Zaklad Prod Usl; Kazmierski Janzaklad Produkcyjnouslugowohandlowy Gumitex Eksportimport
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2005-10-31
Also published as: WO2001019187A1; DE60006974D1; ATE255329T1; EP1211939B1; EP1211939A1; PL335454A1

Abstract

1. Preparat do ochrony roslin przed chorobami wywolanymi przez patogeny bakte- ryjne i grzybowe oraz wirusy roslin, zawierajacy chitozan, znamienny tym, ze stanowi zel chitozanu o odczynie pH w zakresie od 6,3 do 7,0, zawierajacy nie mniej niz 0,001% wagowego chitozanu o srednim ciezarze czasteczkowym nie nizszym niz 10000 dalto- nów, korzystnie 20000-500000 daltonów i stopniu deacetylacji nie nizszym niz 65%, ko- rzystnie 70-95%, z ewentualnym dodatkiem wodorozpuszczalnych polimerów, jak kar- boksymetyloceluloza lub metyloceluloza, w ilosci 0,001 - 10% wagowych w stosunku do chitozanu. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest preparat do ochrony roślin przed chorobami.

Z publikacji w „Acta Horticulturae”, tom 273, str. 383-389, 1990 r. oraz z monografii „Five Blight of Pomoidea”, EUR 12601, str. 273, 1990 r. i „Plant Pathogenic Bacteria”, INRA, str. 853-866, 1991r. znany jest szereg substancji i związków chemicznych, takich jak: antybiotyki, wyciągi roślinne, kwasy organiczne, metale ciężkie czy fungicydy, które próbowano stosować, bez widocznego efektu, do ochrony roślin przed bakteriami chorobotwórczymi. Zwalczanie chorób bakteryjnych roślin sprowadza się obecnie do stosowania zabiegów fitosanitarnych oraz stosowania odpornych odmian roślin.

W niektórych przypadkach przeciw chorobom bakteryjnym roślin stosuje się wybiórczo sole miedzi oraz antybiotyki, takie jak: streptomecyna czy kasugamycin. Wszystkie te preparaty działają zapobiegawczo i powinny być stosowane przed wystąpieniem infekcji bakteryjnej, przy czym żaden z nich nie daje pełnej skuteczności w dawkach bezpiecznych dla środowiska. Preparaty te najczęściej oddziaływają bezpośrednio na bakterie. Jedynie preparaty oparte na solach miedzi mogą w pewnym stopniu indukować odporność roślin. Znane substancje do ochrony roślin przed chorobami bakteryjnymi mają szereg wad, między innymi nie są efektywne w działaniu, nie mogą być stosowane na szerokim kręgu roślin, nie są bezpieczne dla środowiska, indukują odporność patogenów, a ponadto nie indukują naturalnej odporności roślin.

Z polskiego opisu patentowego 186 593 znany jest biopreparat do ochrony roślin przed chorobami bakteryjnymi w postaci wodnej zawiesiny mikrokrystalicznego chitozanu, zawierającej 0,001-10% wagowych mikrokrystalicznego polimeru o średnim ciężarze cząsteczkowym nie niższym niż 2000 daltonów, korzystnie 10000-300000 daltonów, wskaźniku wtórnego pęcznienia nie niższym niż 100%, stopniu deacetylacji nie niższym niż 65%, średnim wymiarze cząstek w zakresie 1-100 nm, odznaczającego się aktywnością biologiczną inhibitowania rozwoju patogenów bakteryjnych roślin poprzez bezpośrednie oddziaływanie na czynnik chorobotwórczy oraz indukowanie naturalnej odporności roślin. Biopreparat ten z uwagi na formę zawiesiny ma ograniczone możliwości praktycznego użytkowania oraz ze względu na wielkość cząstek zawiesiny ma także ograniczone działanie ochronne.

W publikacjach „Experimental Mycology”, tom 3, str. 285 - 287, 1979 r., „Physiological and Molecular Plant Pathology”, tom 41, str. 33 - 52, 1992 r., „Phytopathology”, tom 84, str. 312 - 320, 1994 r., „Molecular Plant-Microbe Interactions”, tom 7, str. 531 - 533, 1994 r., „Experimental Mycology”, tom 8, str. 276 - 281, 1984 r., „Physiological Plant Pathology”, tom 20, str. 119 - 123, 1982 r. opisano zastosowanie wyjściowego chitozanu jako elicitora lub środka ochrony roślin przeciw chorobom grzybowym, takim jak: Fusarium solani, Capsicum annum, Catharanthus roseus czy Aphanomyces enteiches. Wyjściowy chitozan stosowano

189 890 w postaci wodnych roztworów w kwasach. Znane preparaty oparte na chitozanie, z uwagi na formulację, mogą wykazywać działanie fitotoksyczne w przypadku roślin. Nie są one wystarczająco efektywne w oddziaływaniu na choroby grzybowe in vivo. Z uwagi na formę działają one selektywnie na chorobotwórcze grzyby i nie wykazują kontrolowanego oddziaływania na grzyby in vivo bez możliwości jednoczesnego oddziaływania na różne szczepy grzybów.

Znane są także z monografii „Nauka o chorobach roślin”, Państwowe Wydawnictwo Rolnictwa i Leśnictwa, W-wa, 1987 r., oraz m.in. z następujących pozycji literaturowych „Fitopatologia”, Państwowe Wydawnictwo Rolnictwa i Leśnictwa, W-wa, 1967 r., „Ochrona roślin”, Państwowe Wydawnictwo Rolnictwa i Leśnictwa, W-wa, 1978 r. oraz „Podstawy praktycznej ochrony roślin”, Wydawnictwo Akademii Rolniczej, Lublin, 1980 r. sposoby chemicznego zwalczania chorób grzybowych roślin za pomocą syntetycznych fungicydów. Syntetyczne środki ochrony roślin charakteryzują się toksycznością zarówno w stosunku do środowiska jak i ludzi. Poza tym nie posiadają one zdolności do jednoczesnego zwalczania szeregu szczepów grzybów. Stosowanie syntetycznych pestycydów prowadzi do uodpornienia się w krótkim czasie patogenów na ich działanie. Aktualnie nie są znane biocydy o efektywnym działaniu na choroby grzybowe przy szerokim zakresie spektrum oddziaływania.

Znany jest także z polskiego opisu patentowego nr 186 593 biopreparat do ochrony roślin przed chorobami grzybowymi w postaci wodnej zawiesiny mikrokrystalicznego chitozanu zawierającej 0,001-10% wagowych mikrokrystalicznego polimeru charakteryzującego się średnim ciężarem cząsteczkowym nie niższym niż 1000 daltonów, wskaźnikiem wtórnego pęcznienia nie niższym niż 100%, stopniem deacetylacji nie niższym niż 65%, średnim wymiarem cząstek zawiesiny 1-100 pm oraz odznaczającego się zdolnością inhibitowania rozwoju patogenów grzybowych występujących w glebie i/lub na roślinie poprzez bezpośrednie oddziaływanie na czynnik chorobotwórczy oraz indukowanie naturalnej odporności roślin. Biopreparat ten z uwagi na formę zawiesiny ma ograniczoną możliwość praktycznego użytkowania, a poza tym z uwagi na wielkość cząstek zawiesiny preparat ma ograniczone działanie ochronne.

Z polskich opisów zgłoszeń patentowych nr nr P.269984 i P.269985 znany jest sposób ograniczania infekcji wirusów roślinnych polegający na tym, że rośliny przed zakażeniem wirusami przenoszonymi na drodze mechanicznej poddaje się działaniu chitozanu o średnim ciężarze cząsteczkowym 5000-2000000 daltonów w postaci roztworu w kwasach organicznych o zawartości polimeru w zakresie 0,005-0,1% wagowego lub w postaci zawiesiny mikrokrystalicznego chitozanu w wodzie lub cieczach organicznych, zawierającej 0,005-0,1% wagowego polimeru o wskaźniku wtórnego pęcznienia od 100 do 500%. Zastosowanie roztworu chitozanu w wodnym roztworze kwasu organicznego jest niedogodne z uwagi na jego kwasowość i działanie fitotoksyczne na rośliny, a także zmywalność soli chitozanu przez wodę. Stosowanie mikrokrystalicznego chitozanu jest ograniczone z uwagi na postać zawiesiny oraz wielkość jej cząstek.

Preparat do ochrony roślin przed chorobami według wynalazku stanowi żel chitozanu o odczynie pH w zakresie od 6,3 do 7,0, zawierający nie mniej niż 0,001% wagowego chitozanu o średnim ciężarze cząsteczkowym nie niższym niż 10000 daltonów, korzystnie 20000-500000 daltonów i stopniu deacetylacji nie niższym niż 65%, korzystnie 70-95%, odznaczający się aktywnością biologiczną inhibitowania rozwoju patogenów bakteryjnych i grzybowych oraz wirusów roślin. Preparat może zawierać dodatkowo wodorozpuszczalne polimery, jak karboksymetylocelulozę lub metylocelulozę, w ilości od 0,001 do 10% wagowych w stosunku do chitozanu. Polimery te wspomagają nanoszenie żelu chitozanu na rośliny.

W preparacie według wynalazku korzystnie stosuje się żel chitozanu będący produktem neutralizacji jego wodnych roztworów w kwasach organicznych i/lub nieorganicznych, jak kwas mlekowy, cytrynowy, glutaminowy, octowy czy solny.

Preparat według wynalazku pozwala na ekologiczną ochronę roślin przed infekcją wirusową lokalną i systemiczną, infekcją bakteryjną i grzybową, przy równoczesnej trwałości efektu w zmiennych warunkach atmosferycznych. Preparat zabezpiecza także rośliny w warunkach przemysłowej produkcji ogrodniczej i polowej. Ponadto preparat pozwala na ograniczenie infekcji wirusowej nawet na partiach roślin nietraktowanych bezpośrednio żelową for4

189 890 mą chitozanu. Możliwe jest to dzięki indukowaniu przez preparat według wynalazku naturalnej odporności roślin na infekcję wirusową.

Zaletą preparatu jest uzyskiwanie niezwykle wysokiej odporności roślin na infekcję wirusową, nawet przy stężeniu 0,001% wagowych.

Preparat według wynalazku spełnia wszystkie wymagania idealnego bakterio- i fongicydu. Jest możliwy do stosowania w szerokim zakresie roślin oraz jest całkowicie bezpieczny dla środowiska, zwierząt i ludzi. Stosowanie preparatu w ochronie roślin pozwala na wyeliminowanie skażenia środowiska z uwagi na jego naturalne pochodzenie i całkowitą biodegradowalność. Rośliny i ich owoce mogą być użytkowane już po kilku dniach po zastosowaniu preparatu, bez ryzyka szkodliwych pozostałości.

Zaletą preparatu według wynalazku jest jego wyższa aktywność biologiczna w stosunku do znanych preparatów handlowych, w tym mikrokrystalicznego chitozanu i roztworów wyjściowego chitozanu rozpuszczonych w wodnych roztworach kwasów.

Preparat według wynalazku znajduje zastosowanie do ochrony roślin przed chorobami wirusowymi, bakteryjnymi i grzybowymi.

Preparat według wynalazku ilustrują bliżej podane przykłady wykonania nie ograniczając jego zakresu.

Przykład I. Rośliny fasoli po 12 dniach od siewu poddano działaniu żelowej formy octanu chitozanu o pH=6,76, zawierającej odpowiednio 0,01 i 0,001% wagowych chitozanu o średnim ciężarze cząsteczkowym Mv=504 kD i stopniu deacetylacji SD=80,5%. Następnie po 2 dniach rośliny testowe spłukiwano wodą i po wyschnięciu inkubowano poprzez wcieranie wirusa mozaiki lucerny ALMV o koncentracji 5 pg/cm³. Po 3 dniach oceniano średnią ilość plam infekcji oraz stopień inhibicji wirusowej, w porównaniu z kontrolnymi roślinami fasoli nie poddawanymi działaniu preparatu. W tabeli 1 zestawiono uzyskane wyniki.

Tabela 1

Stężenie formy żelowej,%	Średnia liczba plam na połowie liścia	Inhibicja, %
0,01	1,1	99,3
0,001	1,0	99,5
0 (kontrola)	163,8	-

Przykład II. Rośliny fasoli poddano działaniu żelowej formy octanu chitozanu o pH=6,5, zawierającej odpowiednio 0,01 i 0,001% wagowego chitozanu o Mv=70 kD i SD=73,4%. Następnie postępowano jak w przykładzie I, a uzyskane wyniki inhibicji wzrostu wirusa mozaiki lucerny AlMY zestawiono w tabeli 2.

Tabela 2

Stężenie formy żelowej,%	Średnia liczba plam na połowie liścia	Inhibicja, %
0,01	1,1	99,3
0,001	2,5	98,5
0 (kontrola)	163,8	-

Przykład III. Rośliny fasoli poddawano działaniu żelowej formy octanu chitozanu o pH=6,3, zawierającej odpowiednio 0,01 i 0,001% wagowego chitozanu o Mv=70 kD i SD=87,6%. Następnie postępowano jak w przykładzie I, a uzyskane wyniki inhibicji wzrostu wirusa mozaiki lucerny ALMV zestawiono w tabeli 3.

Tabela 3

Stężenie formy żelowej ,%	Średnia liczba plam na połowie liścia	Inhibicja, %
0,01	1,0	99,5
0,001	2,0	98,8
0 (kontrola)	163,8	-

189 890

Przykład IV. Rośliny fasoli poddano działaniu żelowej formy mleczanu chitozanu o pH=6,75, zawierającej odpowiednio 0,01 i 0,001% wagowego chitozanu o Mv=150 kD i SD=73,4%. Następnie postępowano jak w przykładzie I, a otrzymane wyniki inhibicji wzrostu wirusa mozaiki lucerny ALMY zestawiono w tabeli 4.

Tabela 4

Stężenie formy żelowej, %	Średnia liczba plam na połowie liścia	Inhibicja, %
0,01	3,5	97,9
0,001	4,0	97,5
0 (kontrola)	163,8	-

Przykład V. Rośliny fasoli poddano działaniu żelowej formy mleczanu chitozanu o pH=6,75, zawierającej odpowiednio 0,01 i 0,001% wagowego chitozanu o Mv=70 kD i SD=87,6%. Następnie postępowano jak w przykładzie I, a uzyskane wyniki inhibicji wzrostu wirusa mozaiki lucerny ALMY zestawiono w tabeli 5.

Tabela 5

Stężenie formy żelowej, %	Średnia liczba plam na połowie liścia	Inhibicja, %
0,01	0,1	99,9
0,001	1,0	99,5
0 (kontrola)	163,8	-

Przykład VI. Rośliny fasoli poddano działaniu żelowej formy chlorowodorku chitozanu o pH=6,30, zawierającej odpowiednio 0,01 i 0,001% wagowego chitozanu o Mv=150 kD i SD=73,4%. Następnńe postępowano jak w przykładzie I, a uzyskane wyniki inhibicji wzrostu wirusa mozaiki lucerny AlmV zestawiono w tabeli 6.

Tabela 6

Stężenie formy żelowej, %	Średnia liczba plam na połowie liścia	Inhibicja,%
0,01	3,3	98,0
0,001	3,5	97,9
0 (kontrola)	163,8	-

Przykład VII. Żelowe formy octanu chitozanu o właściwościach przedstawionych w tabeli 7 poddano ocenie aktywności przeciwbakteryjnej in vitro na wzrost bakterii Pseudomonas syringal pv. tomato na płytkach agarowo-agarowych zawierających kulturę bakterii. Na płytki te nanoszono badane formy żelowe chitozanu o stężeniu 0,1% wagowego i inkubowano w czasie 48 godzin w temperaturze 37°C. W tabeli 7 zestawione uzyskane wyniki badań.

Tabela 7

Właściwości formy żelowej	Inhibicja, %
Mv kD	SD %	pH
70	87,6	6,30	60
189	97,0	6,30	70
504	80,5	6,76	70

Przykład VIII. Żelowe formy octanu chitozanu o właściwościach przedstawionych w tabeli 8 oceniano pod kątem ich wpływu na infekcję roślin pomidora przez bakterie Pseudomonas syringae p.v tomato. Rośliny pomidora opryskiwano żelowymi formami octanu chitozanu o stężeniu 0,1% wagowego przed infekcją bakteryjną. Inhibicję infekcji bakteryjnej

189 890 oceniano przez porównanie liczby roślin porażonych systemicznie przez bakterie, traktowanych i nietraktowanych żelową formą chitozanu. W tabeli 8 zestawiono wyniki testowań.

Tabela 8

Właściwości formy żelowej	Inhibicja, %
Mv kD	SD %	PH
150	73,4	6,50	85
189	97,0	6,30	70
504	80,0	6,76	85

Przykład IX. Żelową formę chlorowodorku chitozanu (żel 1) o pH=6,60, Mv=70 kD i SD=87,6%, octanu chitozanu (żel 2) o pH=6,76, Mv=504 kD i SD^80,5% oraz octanu chitozanu (żel 3) o pH=6,30, Mv=70 kD i SD=87,6% stosowano w stężeniu wynoszącym 0,1% wagowego doglebowo poprzez opryskiwanie rośliny difenbachia zakażonej przez Myrothecium roridum. Dla porównania stosowano także fungicyd o nazwie handlowej Bravo 500 SC o stężeniu 0,2% wagowego. W tabeli 9 przedstawiono wyniki oceny neterozy (w mm) na liściach difenbachii w dwu wariantach doświadczenia: A - opryskiwanie formami żelowymi na 24 godziny przed zakażeniem, B - opryskiwanie 24 godziny po zakażeniu.

Tabela 9

Rodzaj preparatu	A	B
Ocena po,	dni
5	7	5	7
Kontrola	8,8	12,1	8,8	12,1
Bravo 500 S.C.	7,8	11,6	3,5	5,1
żel 1	8,4	11,9	2,0	3,5
żel 2	7,5	12,0	1,6	3,2
żel 3	7,4	11,2	1,9	3,6

Przykład X. Żelowe formy chitozanu (żel 1, żel 2 i żel 3), jak w przykładzie IX zastosowano do ochrony pędów róż odmiany Mercedes uprawianych w szklarni przed infekcją Sphaerotheca pannosa var. rosae. Preparaty żelowe stosowano w stężeniu 0,1% wagowego. Dla porównania stosowano także fimgicyd o nazwie handlowej Saprol o stężeniu 0,15% wagowego.

W tabeli 10 przedstawiono skuteczność form żelowych chitozanu po 2 zabiegach opryskiwania realizowanych w odstępach tygodniowych, przy czym stosowana skala porażenia oznacza ; 0 - brak objawów chorobowych, 1 - do 1% powierzchni pędów pokrytych grzybnią, 2 - 1,1 do 5%, 3 - 5,1 do 10%, 4 - 10,1 do 20%, 5 - powyżej 20% pędów pokrytych grzybnią.

Tabela 10

Rodzaj preparatu	Stopień porażenia
Kontrola	5,0
Saprol	4,0
Żel 1	3,5
żel 2	3,3
żel 3	3,3

189 890

Przykład XI. Rośliny fasoli po 12 dniach od siewu poddano działaniu żelowej formy mleczanu chitozanu o pH=6,75, zawierającej 0,1% wagowego chitozanu o Mv-^504 kD i SD=80,5% oraz 0,005% wagowego karboksymetylocelulozy. Następnie rośliny inokulowano wirusem ALMV, jak w przykładzie I. W tabeli 11 zestawiono uzyskane wyniki badań.

Tabela 11

Stężenie formy żelowej	Średnia liczba plam na połowie liścia	Inhibicja, %
0,1	1,0	99,5
(kontrola)	163,8

189 890

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Preparat do ochrony roślin przed chorobami wywołanymi przez patogeny bakteryjne i grzybowe oraz wirusy roślin, zawierający chitozan, znamienny tym, że stanowi żel chitozanu o odczynie pH w zakresie od 6,3 do 7,0, zawierający nie mniej niż 0,001% wagowego chitozanu o średnim ciężarze cząsteczkowym nie niższym niż 10000 daltonów, korzystnie 20000-500000 daltonów i stopniu deacetylacji nie niższym niż 65%, korzystnie 70-95%, z ewentualnym dodatkiem wodorozpuszczalnych polimerów, jak karboksymetyloceluloza lub metyloceluloza, w ilości 0,001-10% wagowych w stosunku do chitozanu.
2. Preparat według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się żel chitozanu będący produktem neutralizacji jego wodnych roztworów w kwasach organicznych i/lub nieorganicznych, jak kwas mlekowy, cytrynowy, glutaminowy, octowy i solny.