SU501659A3 - Стимул тор накоплени сахара в растени х - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к веществам и составам , регулирующим накопление углеводов в растени х.

Предлагаетс  примен ть в качестве стимул тора накоплени  сахара в растени х биурет, вещество, которое ранее примен лось, в частности , в смеси с мочевиной в качестве вспенивающего агента в производстве губчатой резины .

Сахароза  вл етс  важным продуктом. Ее нолучают исключительно экстрагированием из натуральных овощных продуктов. Сахарную свеклу и сахарный тростник выращивают преимущественно дл  переработки их в кристаллический сахар, который, главным образом,  вл етс  сахарозой.

Качество других культур повышаетс , если содержание сахара в них возрастает. К нодобным культурам относ тс , например, апельсины , ананас, морковь,  блоки, арбузы и т. д. Даже картофель более нрнгоден дл  приготовлени  картофельных «чипсов (жареный картофель ломтиками), если соответственно регулировать концентрацию сахара в сыром картофеле. Обычно овощи и плоды имеют лучший вкус, если концентраци  сахара в съедобной части больша .

Одной из целей изобретени   вл етс  повышение концентрации сахара в растени х.

Друга  цель изобретени  - повышение выхода кристаллического сахара (сахарозы) в культурах, выращиваемых преимущественно дл  его производства. Согласно изобретению концентраци  сахара в растени х возрастает, если их в стадии роста обрабатывают биуретом в достаточном дл  этого количестве.

Согласно нредпочтительному выполнению предлагаемого изобретени  количество биурета , повышающее содержание сахара, нанос т на наход щиес  в процессе роста овощные культуры, выращиваемые преимущественно дл  получени  кристаллического сахара, например , на растени  сахарной свеклы и сахарного тростиика, с целью повышени  выхода кристаллического сахара на них и нропорцио нального снижени  содержани  таких компонентов (натри , кали , амидиого азота, рафинозы , кестозы), которые своим присутствием преп тствуют получению кристаллического сахара из культурных растений.

Биурет  вл етс  известным продуктом конденсации мочевины, имеющим формулу

ОНО

-С-Шп

H.F-C-NЭто обычно считают загр зн ющей примесью в мочевипном удобрении дл  внекорневой подкормки растений, так как более высокие концентрации биурета, по-видимому, имеют отрицательное действие па листь  растений. Повышение концентрации сахара в растени х, обработанных согласно изобретению биуретом, неожиданно, если учесть многочисленные источники , подтверждающие фитотоксическое действие биурета иа растени .

Еще не вы снено, как действует механизм, позвол ющий биурету повысить концентрацию сахара в растени х, однако теоретически функции биурета скорее замедл ют разложение сахарозы , чем стимулируют ее накопление, т. е. сахароза довольно быстро образуетс  в растени х посредством фотосинтеза в присутствии углекислоты. Оказалось, что в семенах пшеницы сахароза образуетс  в результате реакции дпфосфатглюкозы уридина (ДФУ) с ферментом , имеющим название трансглюкозилазы сахарозы-фосфата-ДВУ.

И другие ферменты в состо нии вызвать образование сахарозы. Следовательно, образование сахарозы в растени х - это естественное  вление, однако в биологической системе растений сахароза находитс  в равновесии с фосфатом альфа-глюкозы-1, который  вл етс  важной структурной группой при образовании полисахаридных цепей п крахмала.

Согласно теории поглощение биурета растением приводит к значительному повышению концентрации сахарозы в ткан х растени , ингибиру  образование полисахаридных цепей. Очевидно, образование сахарозы в процессе фотосинтеза беспреп тственно продолжаетс , в то врем  как реакци  образовапи  полисахаридов и крахмала ингибируетс .

Согласно изобретению, биурет можно использовать дл  повыщеии  окончательного содержани  сахара в любых растени х, в которых образуетс  сахар.

Выполнение предлагаемого изобретени  заключаетс  в повыщении нормального производства кристаллического сахара (сахарозы) из культур, преимущественно выращиваемых дл  получени  кристаллического сахара, например из сахарпой свеклы и сахарного тростника . Содержание сахара с помощью изобретени  повыщаетс  также и в целевом продукте других растений, например у картофел , апельсинов, апанаса, моркови,  блок, дынь, арбузов и т. п.

Применение примерно 0,001-0,03 частей биурета на 1 часть обычно производимой в определенном виде растений сахарозы повысит концентрацию сахара в них в соответствии с насто щим изобретением.

Однако установлено, что при определенных услови х применение большего или меньшего, чем указано выше, количества имеет также благопри тное воздействие. В общем, жела5 тельно на овощные культуры, обычно не выращиваемые дл  производства кристаллического сахара, наносить меньше биурета, чем, например, иа сахарную свеклу, которые выращивают дл  получени  кристаллического са10 хара.

Нанесение биурета на растение в любом эффективном виде, позвол ющем растущему растению поглотить биурет, повысит концентрацию сахара в растущем растепии в соот15 ветствии с насто щим изобретением.

Согласно изобретению этого действи  можно достигнуть обработкой растени  биуретом до или после всхода се нцев. Биурет можно вносить, например, в почву до или после посева, или же биуретом можно обрабатывать растени  или почву после всхода се нца. Врем  оптимального действи  определ етс  мпогими различными факторами, включа  способ прил1енени  биурета, вид и род растени , состав почвы, преобладание дожд  или искусственного орощени  и окружающую температуру .

Биурет можно наносить на культуру в твердом виде, причем он с помощью дожд  передаетс  растению, или к льтуру можно опрыскивать водным раствором биурета. При опрыскивании можно снизить необходимое количество жидкости, если биурет примен ют в виде суспензии в воде.

5 На многие культуры, включа  сахарную свеклу, биологически активные вещества распредел ют предпочтительно с самолетов в любое врем  после сильного развити  листьев. Так как общий вес полезной нагрузки  вл 0 етс  ограничением, с целью снижени  транспортируемого самолетом количества воды, выгодно наносить биурет на культуры в виде концентрированной суспензии.

Оптимальную концентрацию дл  определен5 ного способа нанесени  и определенной культуры обычно определ ют опытным путем. Используемое количество биурета должно соответствовать количеству, позвол ющему повысить содержание сахара в растени х, однако 0 оно должно быть меньше количества, привод щего к фитотокснческим эффектам в растени х . Обычпо дл  повышени  производства сахара в овощной культуре можно примен ть примерно 0,001-0,03 частей биурета на 1 часть 5 обычно производимого в определенной овощной культуре сахара. Следовательно, в зависимости от цели применепи  и вида применени , концентраци  биурета в препарате дл  обработки растений может варьировать. Более 0 высокие концентрации можно примен ть р твердых препаратах, примен емых дл  обработки отдельных частей растений, например листьев. Более низкие концентрации можно примен ть, например, при впесеиип в почву 5 путем орошени .

Растени  предпочтительно обрабатывают биуретом в композиции, состо щей из большой эффективной порции такого наполнител , как пыль, вода (в водном растворе) или вода и смачивающийс  порошок и меньшей эффективной порции биурета. В некоторых пылевидных препаратах, однако, биурет может представл ть большую порцию композиций.

В зависимости от цели применени , биурет можно наносить на растени  различными способами , причем обычным образом добавл ют вещества, улучшающие распределение, прилипающую способность, устойчивость к дождю и т. п. Подобные вещества включают, например. жирные кислоты, смолы, алкилцеллюлозы и другие вещества, иапример смачиватели, клей, казеин, альгинаты, растительное масло (очищенный парафиновый углеводород). Кроме того, можно усилить биологическую активность растений путем добавлени  к препарату веществ, обладающих бактерицидной или фунгицидной активностью, или веществ, вли ющих на рост растений. В случае внесени  препарата в почву можио примен ть также удобрени .

Пылевидные препараты можно получать смещением и измельчением биурета с твердым наполнителем. Можно примен ть любой твердый наполнитель, не нанос щий вреда растению . Можно использовать, например, тальк, диатомовую землю, каолин, бентонит, карбонат кальци , аттацульгит и вещества, содержащие двуокись кремни , а также древесный порошок, пробковый порошок, древесный уголь и другие материалы растительного происхождени .

Предпочтительно биурет нанос т на растущее растение в водиой эмульсии или суспензии . В подобном случае выгодно смешивать биурет со смачивающимс  порошком, содержащим эффективное количество суспендирующего агента, смачивател  или поверхностноактивного вещества, и затем вводить его в водный наполнитель.

Биурет раствор етс  в количестве 0,5; 2,0; 25 и91 г на 100 г воды при О, 25, 75 и 100°С соответственно. При определенных дозировочных единицах невыгодно примен ть биурет в водном растворе, так как дл  обработки необходимо большее количество раствора. Поэтому , согласно изобретению, особенно выгодно диспергировать и распредел ть биурет в виде твердого вещества или водной суспензии смачивающегос  порошка. Это можно осуществл ть измельчением биурета до мелкого порошка и диспергированием полученного мелкого порошка в растворе смачивател  в воде. Дл  обеспечени  хорошей устойчивости водной смеси дл  подобного диспергировани  биурета обычно предпочтительио примен ют биурет, измельченный до размера 200 меш.

Смачивающийс  порошок можио получать тонким измельчением смеси из биурета, силикагел  в качестве диспергирующего средства.

глины в качестве суспендирующего агента и смачивател .

Следовательно, в случае пpи reпeп   биурета в преиарате из смачивающегос  порошка, который затем смачиваетс  с водой, обычно выгодно добавл ть поверхностпо-активное вещество или смачиватель, который эффективно повышает прилипающую способность расиыл емой воды к листь м и другим част м

растении.

Можно использовать любое поверхностноактивное вещество, не вред щее растению. Примерами пригодных поверхностпо-активных веществ  вл ютс  лигнипслльбонаты, метилолеилтуараты , полиоксиэтиле 1ы, полиоксиэтилеповые сорбитаны. например монолауоат полггоксиэтилеиоБОго сорбитана i; моноолеат полиоксиэтиленового сорбитар.а полиэтилендиамин полиэтилепоксида, их смеси и т. п. Размер определенпых частиц в композиции из смачивающегос  пооошка пс  вл етс  критическим , пока частицы достаточно мелкие дл  суспендироватпт . Обычно размер частиц зависит от прибора дл  опрыскпвапц , пр Мен емого дл  распределени  окончательной водной композиции. Размер частиц должен быть менее 50, предпочтительно менее 200, лучше всего 325 меш. Обычно эффективность при опрыскивании и распылении комцозицни возрастает с уменьшением размера частиц компопентов . Пригодные суспендирлющие агенты содержат такие глины, как бентонит, барденнт и аттапульгнт. Эти глипы упрочн ют препарат из смачивающегос  порошка в сухом

состо нии и также служат в качестве суспендирующих агентов, если препараты смещивают с водой.

Пример 1. Этот пример по сн ет эффект биурета на производство сахара в кориеплодах сахарной свеклы сорта Миннесота. Биурет нанос т па растени  сахарной свеклы в виде водной суспензии, которую получают, изготовл   смачиваюш.ийс  поропюк тонким измельчением (менее 100 меш, стандарт СШЛ). Смеси из биурета, глкнообразного суспепципующего агента, порошка двуокиси кремни  в качестве вспомогательного средства и лигносульфо ата натри  в качестве смачивател , пподаваемого под торговым названием Кеах45А.

Соотиошепи  компонентов, примен емых в смеси из смачивающегос  порошка, приведены в табл. 1.

Таблица 1

о а

Вес, фунт

Компоненты

90

Гидрат биурета (1096 воды)

10 Порошок двуокиси кремни 

5 Barden clay (аттапульгит)

5 Reax (лигносульфонат натри )

7

Смачивающийс  порошок, приведенный в табл. 1, суспендируют в воде в различных концентраци х и опрыскивают листь  сахарной свеклы за шесть недель до сбора. После оирыскивани  суспензи  высыхает на листь х и некоторое врем  сиуст  на листь х сахарной

свеклы по вл етс  белый остаток. Не наблюдаетс  никакого изменени  цвета, формы или расположени  листьев.

Табл. 2 показывает, что концентраци  сахара в корнеплодах свеклы во врем  сбора неносредственно зависит от количества биурета , нанесенного на листь .

Таблица 2

Примечание. Коэффициент пересчета: I фунт/аг{р 1,12 кг/га.

Было найдено, что проход ща  в растени х реакци  дала не только больше сахарозы (кристаллического сахара), ио также пропорционально снизила концентрацию других компонентов (Na, К, амидного азота, рафинозы и кестозы), которые своим присутствием преп тствуют получению кристаллического сахара из корнеплодов.

Данные табл. 2 определены с помощью стандартной методики, заключающейс  в том, что сначала изготовл ют пробу сахарной свеклы и получаемую мелассу очищают сзльфатом свинца и затем пол риметром измер ют содержание сахара в 26 г мелассы.

Индекс загр знени , приведенный в табл. 2,  вл етс  стандартным показателем загр знени , примен емым Министерством сельского хоз йства США дл  определени  чистоты сахара . Ои определ етс  по следующей эмпирической формуле:

3,5 Na-f2,5 К+9,5 амидного азота, части/млн, сахар, вес. %

в которой 35, 2,5 и 9,5 - коэффициенты.

Следовательно, индекс загр знени   вл етс  эмпирическим выражением количества сахарозы , которую нельз  получить из сиропа, и количество натри , кали , амидного азота, и некристаллических Сахаров, рафинозы и кестозы показывает количество компонентов, которые своим присутствием преп тствуют получению кристаллического сахара. Следовательно , самые лучшие корнеплоды свеклы дл  производства кристаллического сахара имеют самый низкий индекс загр знени .

Как видно, применение примерно 20 фунтов/акр (22,4 кг/га) биурета приводит к существенному повышению содержани  кристаллического сахара в корнеплодах свеклы. Более высокие дозы биурета до 100 фунтов/акр

(112 кг/га) еще больше повышает содержание сахара, в особенности кристаллического. Пример 2. Приготовл ют смачивающийс  порошок тонким измельчением до размера зерен менее 200 меш (стандарт США) смеси из биурета, аттанульгита в качестве суспендирующего агента, порошка двуокиси кремни  в качестве вспомогательного средства и двух поверхностно-активных веществ - лигносульфоиата и метиленоилтаурата. Смесь компонентов имеет приведеиный ниже в табл. 3 состав .

Таб.1ица 3

Количество,

Компонент фунты

Гидрат биурета

Порошок двуокиси кремни 

Аттапульгит

Igepon Т-77 (метиленоилурат)

Marasperse N (лигносульфонат)

Суспендированный в воде порошок в концентрации 12,5-25 фунтов/акр (14,0-

28,0 кг/га) нанос т на сахарную свеклу сорта Минесота непосредственно после посева, но до всхода растений. В течение шести недель после всхода наблюдают опытные дел нки в отиошении симптомов токсичности, которые,

однако, не по вились. При сборе отбирают пробы и перерабатывают их с целью определени  выхода сахара и степени загр знени  способом, описанным в примере 1. В табл. 4 приведены полученные значени  по содержанию сахара в процентах и загр зиению.

Как показывает табл. 4, содержание сахара в свеклах возрастает с большей дозой биурета. Биурет также увеличивает урожайность свеклы и снижает концентрации загр знений в корнеплодах. Каждый из этих эффекПримечание . Коэффициенты пересчёта: 1 фунт/акр -1,12 кг/га. Данные табл. 4 также показывают, что дел нки , обработанные 25 фунтами биурета на 1 акр (28 кг/га), имеют не только самую вы- 5

сокую среднюю концентрацию сахара, но также дают самую высокую урожайность корнеплодов . Это  вл етс  особенно важным достижением ввиду того, что азотные соединени  обычно не  вл ютс  хорошими производитетов способствует повышению содержани  экстрагируемого сахара.

Таблица 4

Claims (1)

1. гр знении и снижением концентрации сахара. Формула изобретени 

   Применение биурета в качестве стимул тора накоплени  сахара в растени х. л ми сахара. Обычные азотные удобрени  привод т к повышению производства корнеплодов , однако это св зано с повышением за