[go: up one dir, main page]

RU2800610C1 - Long-lasting biocide for soil application - Google Patents

Long-lasting biocide for soil application Download PDF

Info

Publication number
RU2800610C1
RU2800610C1 RU2022127242A RU2022127242A RU2800610C1 RU 2800610 C1 RU2800610 C1 RU 2800610C1 RU 2022127242 A RU2022127242 A RU 2022127242A RU 2022127242 A RU2022127242 A RU 2022127242A RU 2800610 C1 RU2800610 C1 RU 2800610C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mmt
insecticide
nematocide
granules
pcl
Prior art date
Application number
RU2022127242A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анна Алексеевна Суханова
Анатолий Николаевич Бояндин
Наталья Леонидовна Ертилецкая
Андрей Андреевич Чураков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева)
Application granted granted Critical
Publication of RU2800610C1 publication Critical patent/RU2800610C1/en

Links

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: long-lasting biocidal agent for soil use contains a systemic preparation in the form of a nematocide-insecticide from the group of carbamates and a biodegradable material, which is used as polycaprolactone mixed with organically modified clay. The components of the biocidal agent are used in the following ratio (wt%): nematocide-insecticide 10-20; polycaprolactone 40-75; organically modified clay 5-50. Oxamyl ((EZ)-N,N-dimethyl-2-methylcarbamoyloxyimino-2-(methylthio)acetamide), or thiodicarb, or carbaryl, or propoxur is used as a nematocide-insecticide of the carbamate group.
EFFECT: proposed long-lasting biocidal agent for soil application provides a gradual and long-term effect of the nematocide-insecticide, is highly environmentally friendly and highly effective in combating the cyst-forming potato nematode.
2 cl, 3 dwg, 4 tbl, 2 ex

Description

Изобретение является средством защиты растений, содержащим системный препарат и биоразрушаемый полимерный материал-носитель, и может быть использовано для борьбы с картофельной цистообразующей нематодой.The invention is a plant protection product containing a systemic preparation and a biodegradable polymer carrier material, and can be used to combat potato cyst nematode.

Картофельные цистообразующие нематоды, представленные G. rostochiensis и G. pallida, являются наиболее опасными нематодами-вредителями картофеля и подлежат строгому карантинному режиму более чем в 100 странах. Карантинный статус картофельных нематод частично связан с их способностью образовывать спящие структуры, известные как цисты, которые состоят из затвердевшего тела самок диаметром 0,5 мм, содержащих примерно 300-500 яиц каждая. В России преобладает патотип RoI G. rostochiensis, представляющий наибольшую экономическую проблему в области производства картофеля. В качестве средств защиты картофеля от нематод используют нематициды, которые представляют собой группу пестицидов и включают ряд химических соединений, различающихся по механизму действия, а также по способу применения и форме депонирования.Potato cyst nematodes, represented by G. rostochiensis and G. pallida, are the most important potato nematode pests and are subject to strict quarantine regimes in more than 100 countries. The quarantine status of potato nematodes is partly due to their ability to form dormant structures known as cysts, which consist of the hardened body of females 0.5 mm in diameter, each containing approximately 300-500 eggs. In Russia, the RoI G. rostochiensis pathotype predominates, representing the greatest economic problem in the field of potato production. As means of protecting potatoes from nematodes, nematicides are used, which are a group of pesticides and include a number of chemical compounds that differ in the mechanism of action, as well as in the method of application and the form of deposition.

Наиболее распространены депонированные формы нематицидов, в виде водных суспензий, дисперсий, эмульсий для протравливания семян, опрыскивания растений и обработки грунта.The most common deposited forms of nematicides are in the form of aqueous suspensions, dispersions, emulsions for seed treatment, plant spraying and soil treatment.

Известна композиция суспензионного концентрата для борьбы с нематодами [патент RU 2773720] содержащая N-{[3-хлор-5-(трифторметил)-2-пиридинил]-этил}-2,6 дихлорбензамида (флуопирама) и РЕО-РРО-РЕО блок-сополимеры. Однако, подготовка данной композиции весьма трудоемка и включает 5 стадий от подготовки геля, загустителя и модификатора с биоцидами с перемалыванием суспензии и смешиванием с помощью роторно-статорного смесителя до достижения размера частиц компонента, последующим измельчением в шаровой мельнице, содержащей абразивный материал и соединением с гелем. Также композиция содержит формулянты, выбранные из группы, включающей антифриз, краситель, рН регуляторы, буферы, стабилизаторы, ингибиторы роста кристаллов или питательные микроэлементы, поверхностно-активные вещества. Нежелательным эффектом может быть увеличение размера частиц композиции во время хранения продукта.Known composition of the suspension concentrate for combating nematodes [patent RU 2773720] containing N-{[3-chloro-5-(trifluoromethyl)-2-pyridinyl]-ethyl}-2,6 dichlorobenzamide (fluopyram) and PEO-PPO-REO block -copolymers. However, the preparation of this composition is very laborious and includes 5 stages from the preparation of the gel, thickener and modifier with biocides with grinding the suspension and mixing with a rotary-stator mixer until the particle size of the component is reached, followed by grinding in a ball mill containing an abrasive material and combining with the gel . The composition also contains formulations selected from the group consisting of antifreeze, dye, pH regulators, buffers, stabilizers, crystal growth inhibitors or micronutrients, surfactants. An undesirable effect may be an increase in the particle size of the composition during storage of the product.

Известен препарат, обладающий свойствами почвенного нематицида, на основе одного или нескольких кристаллических или их водных растворов нерекисных химических соединений [патент RU 2261597 C2]. Обработка почвы кристаллическими комплексными перекисными соединениями в дозах 100-200 г/м2 или их 0,1-3% водными растворами при норме расхода 5-10 л/м2 позволяет снизить токсичность и повысить экологическую безопасность применения пестицидов. Однако надуксусная кислота, активно перерабатывается почвенной микрофлорой, в результате этого действие данного препарата ограничено по времени.Known drug with the properties of a soil nematicide, based on one or more crystalline or aqueous solutions of non-reoxide chemical compounds [patent RU 2261597 C2]. Soil treatment with crystalline complex peroxide compounds in doses of 100-200 g/m 2 or their 0.1-3% aqueous solutions at a consumption rate of 5-10 l/m 2 reduces toxicity and improves the environmental safety of pesticides. However, peracetic acid is actively processed by soil microflora, as a result of which the effect of this drug is limited in time.

Известна композиция для обработки семенного материала [патент RU 2759449], содержащая водную полиуретановую дисперсию; и один или более инсектицидов, фунгицидов, нематицидов и/или пестицидов, где водная полиуретановая дисперсия образует пленку, проявляющую: микротвердость не более 15 Н/мм2; (Tg от -54°С до -4°С; относительное удлинение в процентах от 44 до 820; и прочность на разрыв от 130 фунт/дюйм2 (9,1 кг/см2/ 0,9 мегапаскаль (МПа)) до 1300 фунт/дюйм2 (91,4 кг/см2/9,0 МПа). В качестве полимеров возможно применение полимеров из группы простых и сложных поливиниловых эфиров (полибензилоксиэтилен, поливинилацеталь, поливинилацетат, полиокситетраметилен, поликарбонаты, полисилоксаны, полиуретаны, полиакриламиды и др). Семена, которые могут быть обработаны данным способом высеваются посредством, например, сеялки с пневматическим высевающим аппаратом (семя кукурузы, семя хлопчатника, семя сорго, семя овса, семя ржи, семя ячменя, семя сои, семя овощей, семя пшеницы, семя сахарной свеклы, рис, семя подсолнуха, семя салата-латук, и семя шпината), однако данные по эффективности в полевых условиях в патенте не приведены.A known composition for seed treatment [patent RU 2759449], containing an aqueous polyurethane dispersion; and one or more insecticides, fungicides, nematicides and/or pesticides, where the aqueous polyurethane dispersion forms a film showing: microhardness not more than 15 N/mm 2 ; (Tg from -54°C to -4°C; elongation in percent from 44 to 820; and tensile strength from 130 psi (9.1 kg/ cm 2 / 0.9 megapascal (MPa)) to 1300 psi (91.4 kg/cm 2 /9.0 MPa) As polymers, polymers from the group of polyvinyl ethers and complex polyvinyl ethers (polybenzyloxyethylene , polyvinylacetal, polyvinyl acetate, polyoxytetramethylene, polycarbonates, polysiloxanes, polyurethanes, polyacrylamides and etc.) Seeds that can be treated in this way are sown by means of, for example, a seeder with a pneumatic seeder (corn seed, cotton seed, sorghum seed, oat seed, rye seed, barley seed, soybean seed, vegetable seed, wheat seed, sugar beet, rice, sunflower seed, lettuce seed, and spinach seed), but field performance data is not included in the patent.

Известна микрокапсулированная суспензия [патент RU 2709172] для обработки растений, содержащая компаунд масляного ядра, содержащего пестицидно-активный агент, диспергированный в масляном компаунде и водный раствор, содержащий поликатионный коллоид и полианионный коллоид в соотношении от 0,02 до 1% по массе, и полианионный коллоид от 0,02 до 2% по массе, и регулятор рН.Known microencapsulated suspension [patent RU 2709172] for the treatment of plants containing a compound oil core containing a pesticide-active agent dispersed in an oil compound and an aqueous solution containing a polycationic colloid and a polyanionic colloid in a ratio of 0.02 to 1% by weight, and polyanionic colloid from 0.02 to 2% by weight, and a pH regulator.

Известна водная инсектицидная и/или нематицидная композиция для обработки семян в виде суспензии, предназначенная для обработки семян [патент RU 2395965], включающая: инсектицид и/или нематицид в количестве, составляющем не менее 3 мас. % и 1-25 мас. % в пересчете на полную массу композиции по меньшей мере двух поверхностно-активных веществ, где одно является анионогенным фосфатным соединением другое является неионогенным алкоксилированным фенолом, массовое соотношение от 1:10 до 10:1. Композиция также включает полимер, используемый в качестве носителя. Подходящие полимеры выбираются из группы, включающей: сополимеры этилена с винилацетатом, сополимеры винилацетат/винилпирролидон, сополимеры алкилированного винилпирролидона, поливинилпирролидон, и полиалкиленгликоль, включая полипропиленгликоли и полиэтиленгликали. Для подготовки подобных композиций большое значение имеет рН пестицидов, так как низкие значения рН могут влиять на качество суспензий.Known aqueous insecticidal and/or nematicidal composition for seed treatment in the form of a suspension intended for seed treatment [patent RU 2395965], including: insecticide and/or nematicide in an amount of at least 3 wt. % and 1-25 wt. % based on the total weight of the composition of at least two surfactants, where one is an anionic phosphate compound and the other is a nonionic alkoxylated phenol, the mass ratio is from 1:10 to 10:1. The composition also includes a polymer used as a carrier. Suitable polymers are selected from the group consisting of: ethylene-vinyl acetate copolymers, vinyl acetate/vinylpyrrolidone copolymers, alkylated vinylpyrrolidone copolymers, polyvinylpyrrolidone, and polyalkylene glycol, including polypropylene glycols and polyethylene glycols. For the preparation of such compositions, the pH of pesticides is of great importance, since low pH values can affect the quality of the suspensions.

Известна композиция [патент RU 2409953], содержащая нематицид, лецитин (неионный эмульгатор) и поверхностноактивное вещество в воде. В различных вариантах осуществления концентрации активного ингредиента в водном растворе могут составлять от 6,1 до 20%. В других концепциях настоящего изобретения описывается композиция, содержащая кунжутное масло, лецитин и соединение, выбранное из группы, состоящей из триглицеридов, диглицеридов, сахарных спиртов, этоксилированных моноглицеридов, этоксилатов жирных кислот, сложного сорбитанового моноэфира и т.д.A composition is known [patent RU 2409953] containing a nematicide, lecithin (non-ionic emulsifier) and a surfactant in water. In various embodiments, the implementation of the concentration of the active ingredient in aqueous solution can be from 6.1 to 20%. Other concepts of the present invention describe a composition containing sesame oil, lecithin and a compound selected from the group consisting of triglycerides, diglycerides, sugar alcohols, ethoxylated monoglycerides, fatty acid ethoxylates, sorbitan monoester, etc.

К недостаткам вышеописанных аналогов относится сложность состава композиций, трудоемкость их изготовления, что требует специальных мер предосторожности.The disadvantages of the above analogues include the complexity of the composition of the compositions, the complexity of their manufacture, which requires special precautions.

Одним из перспективных направлений повышения эффективности пестицидных препаратов, в том числе и нематицидных, является разработка и применение специальных форм с длительным высвобождением действующего вещества. С одной стороны, это поможет избежать пиковых и часто токсичных для непатогенных видов концентраций, а с другой стороны, позволит поддерживать эффективную дозу препарата в течение длительного периода времени.One of the promising directions for increasing the effectiveness of pesticides, including nematicides, is the development and use of special forms with a long-term release of the active substance. On the one hand, this will help to avoid peak and often toxic concentrations for non-pathogenic species, and on the other hand, it will allow maintaining an effective dose of the drug for a long period of time.

Ключом к созданию таких пролонгированных систем является материал-носитель, используемый в качестве основы для внесения действующего вещества. Для этого применяют различные материалы синтетического и природного происхождения. Использование синтетических материалов, не разлагающихся в естественной среде, может создать экологическую проблему их накопления в биосфере в виде чужеродных соединений и даже загрязняющих веществ. Использование биоразлагаемых полимеров является предпочтительным в разработке подобных носителей. Положительные результаты исследований и применения для введения и медленного высвобождения пестицидов различной природы уже обнаружены для таких природных полимеров, как целлюлоза, крахмал, альгинат, альбумин или желатин, а также полигидроксиалканоатов, сополимеров молочной и гликолевой кислот, поликапролактона, торфа, глины и др.The key to creating such sustained systems is the carrier material used as the base for the active ingredient to be applied. For this, various materials of synthetic and natural origin are used. The use of synthetic materials that do not decompose in the natural environment can create an environmental problem of their accumulation in the biosphere in the form of foreign compounds and even pollutants. The use of biodegradable polymers is preferred in the development of such carriers. Positive results of research and application for the introduction and slow release of pesticides of various nature have already been found for such natural polymers as cellulose, starch, alginate, albumin or gelatin, as well as polyhydroxyalkanoates, copolymers of lactic and glycolic acids, polycaprolactone, peat, clay, etc.

Известна композиция [патент ЕР 3197273 В1] в виде гранул, содержащих активный компонент (инсектицид, фунгицид, акарицид, нематицид) и полимерный материал (модифицированную и/или немодифицированную целлюлозу), адъювант и поверхностно-активные вещества (лаурат-сахарозы). Доказательную эффективность имеют гранулы, состоящие из пестицида от 1 до 5%, целлюлозы 5-8%, ПАВ 6%, сшивающего агент 3% и комбинации наполнителей от 78 до 90%. Однако такие гранулы имеют сложный состав и вспомогательные вещества (ПАВ, сшивающий агент, наполнитель).Known composition [patent EP 3197273 B1] in the form of granules containing the active ingredient (insecticide, fungicide, acaricide, nematicide) and polymeric material (modified and/or unmodified cellulose), adjuvant and surfactants (laurate-sucrose). Granules consisting of pesticide from 1 to 5%, cellulose 5-8%, surfactant 6%, cross-linking agent 3% and a combination of fillers from 78 to 90% have proven effectiveness. However, such granules have a complex composition and excipients (surfactant, cross-linking agent, filler).

Известны микрокапсулы от 0,2 до 200 мкм [патент US 20060193882], содержащие фунгицид или инсектицид, предназначенный для грунтового применения. Соотношение фунгицида и полилактида (носителя препарата) составляет от 1:99 до, примерно, 1:1. Деградация полимера в определенном промежутке времени приводит к медленному освобождению фунгицида и пролонгированному действию, скорость деградации зависит от соотношения фунгицид/полимер. Однако, использование гидролизуемого полимера может привести к неконтролируемому высвобождению препарата.Known microcapsules from 0.2 to 200 microns [patent US 20060193882], containing a fungicide or insecticide intended for ground use. The ratio of fungicide and polylactide (drug carrier) is from 1:99 to about 1:1. Degradation of the polymer in a certain period of time leads to slow release of the fungicide and prolonged action, the rate of degradation depends on the fungicide/polymer ratio. However, the use of a hydrolysable polymer may result in an uncontrolled release of the drug.

Известно гербицидное средство длительного действия для грунтового довсходового применения [патент RU 2494621], содержащее системный гербицид «Зеллек-супер», депонированный в полимерный метрике из биоразрушаемых полимеров поли-3-гидроксибутирата и поли-3-гидроксибутирата -3-гидроксивалерата в виде пленок и микрогранул. Недостатком изобретение является использование органических растворителей для получения форм носителей и неконтролируемое депонирование веществ, возможность связывания активного ингредиента с растворителем.A long-acting herbicide for soil pre-emergence application is known [patent RU 2494621], containing a systemic herbicide "Zellek-super", deposited in a polymeric metric from biodegradable polymers of poly-3-hydroxybutyrate and poly-3-hydroxybutyrate -3-hydroxyvalerate in the form of films and microgranules The disadvantage of the invention is the use of organic solvents to obtain carrier forms and uncontrolled deposition of substances, the possibility of binding the active ingredient to the solvent.

Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является пестицидное средство длительного действия для грунтового применения [патент RU 2733295, опубликован 01.10.2020]. Пестицидное средство содержит пестицид и материал-носитель. В качестве пестицида использован системный препарат гербицидного или фунгицидного действия, в качестве материала-носителя - разрушаемый полимер поли-3-гидроксибутират в смеси с природным материалом - древесными опилками, или торфом, или глиной при следующем соотношении компонентов, вес. %: пестицид 10-20; полимер поли-3-гидроксибутират 50; природный материал 30-40.The closest technical solution adopted as a prototype is a long-acting pesticide for soil application [patent RU 2733295, published 01.10.2020]. The pesticidal agent contains a pesticide and a carrier material. As a pesticide, a systemic preparation of herbicidal or fungicidal action was used, as a carrier material - degradable polymer poly-3-hydroxybutyrate mixed with natural material - sawdust, or peat, or clay in the following ratio of components, wt. %: pesticide 10-20; polymer poly-3-hydroxybutyrate 50; natural material 30-40.

Недостатками данной композиции являются: использование в качестве материала-носителя дорогостоящего для широкого применения полимера поли-3-гидроксибутирата; применение достаточно трудоемкой технологии изготовления композиции; использование березовых опилок, которые задерживают влагу и могут быть дополнительным источником грибковой обсемененности.The disadvantages of this composition are: the use as a carrier material expensive for widespread use of the polymer poly-3-hydroxybutyrate; the use of a rather labor-intensive technology for the manufacture of the composition; the use of birch sawdust, which retain moisture and can be an additional source of fungal contamination.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение стоимости композиции за счет использования экономически доступных материалов, и снижение трудоемкости ее изготовления.The objective of the invention is to reduce the cost of the composition through the use of economically available materials, and reduce the complexity of its manufacture.

Поставленная задача достигается тем, что в защитном биоцидном средстве длительного действия для грунтового применения, содержащем системный препарат и биоразрушаемый материал, согласно изобретению в качестве системного препарата применен нематицид-исектицида из группы карбаматов, а в качестве биоразрушаемого материала использован поликапролактон (ПКЛ) в смеси с органомодифицированной глиной, при следующем соотношении компонентов, вес. %:The task is achieved by the fact that in a long-acting protective biocidal agent for ground use, containing a systemic preparation and a biodegradable material, according to the invention, a nematicide-insecticide from the group of carbamates is used as a systemic preparation, and polycaprolactone (PCL) is used as a biodegradable material in a mixture with organomodified clay, in the following ratio of components, wt. %:

нематицид-исектицидnematicide-insecticide 10-20;10-20; поликапролактонpolycaprolactone 40-75;40-75; органомодифицированная глинаorganic-modified clay 5-50.5-50.

В качестве нематицида-исектицида группы карбаматов применен оксамил ((EZ)-N,N-диметил-2-метилкарбамоилоксиимино-2-(метилтио)ацетамид) или тиодикарб, или карбарил, или пропоксур.Oxamyl ((EZ)-N,N-dimethyl-2-methylcarbamoyloxyimino-2-(methylthio)acetamide) or thiodicarb, or carbaryl, or propoxur was used as a nematicide-isecticide of the carbamate group.

В качестве органомодифицированной (органофильной) глины применен химически модифицированный монтмориллонит (ММТ).Chemically modified montmorillonite (MMT) was used as an organo-modified (organophilic) clay.

Технический результат обеспечивается тем, что композиция выполнена из смеси полимеров с применением технологии экструзии в виде твердых гранул, медленно разрушаемых в окружающей среде с периодом полудеградации не менее 50 суток, а также тем что способна продлить действие нематицида-исектицида из группы карбаматов - оксамила ((EZ)-N,N-диметил-2-метилкарбамоилоксиимино-2-(метилтио)ацетамид) или других препаратов этой же группы (тиодикарба, карбарила, пропоксура).The technical result is ensured by the fact that the composition is made from a mixture of polymers using extrusion technology in the form of solid granules that are slowly destroyed in the environment with a half-life of at least 50 days, and also by the fact that it is able to prolong the action of the nematicide-isecticide from the group of carbamates - oxamil (( EZ)-N,N-dimethyl-2-methylcarbamoyloxyimino-2-(methylthio)acetamide) or other drugs of the same group (thiodicarb, carbaryl, propoxur).

Изобретение поясняется графическими материалами.The invention is illustrated by graphic materials.

На фиг. 1 представлены фотографии гранул ПКЛ/ММТ с оксамилом с различным включением ММТ: 1 - 5%; 2 - 10%; 3 - 25%; 4 - 50%.In FIG. 1 shows photographs of PCL/MMT oxamyl pellets with different inclusions of MMT: 1 - 5%; 2 - 10%; 3 - 25%; 4 - 50%.

На фиг. 2 показаны рентгенограммы ММТ (1), ПКЛ (2) и гранул ПКЛ/ММТ, полученных экструзией с включением ММТ: 3 - 5%, 4 - 10%, 5 - 25%, 6 - 50%.In FIG. 2 shows x-rays of MMT (1), PCL (2) and PCL/MMT granules obtained by extrusion with the inclusion of MMT: 3 - 5%, 4 - 10%, 5 - 25%, 6 - 50%.

На фиг. 3 изображены ИК-спектры чистого оксамила и гранул ПКЛ/ММТ с оксамилом.In FIG. 3 shows the IR spectra of pure oxamyl and PCL/MMT beads with oxamil.

На фиг. 4 - выход оксамила из коммерческого препарата Видат® 5Г (контроль), гранул ПКЛ+оксамил и гранул ПКЛ/ММТ в зависимости от включения ММТ, в течение 30 суток.In FIG. 4 - output of oxamil from the commercial preparation Vidat® 5G (control), PCL+oxamil granules and PCL/MMT granules, depending on the inclusion of MMT, within 30 days.

Для приготовления заявляемого биоцидного защитного средства используют гранулы поликапролактона (ПКЛ) со средневесовой молекулярной массой (Mw) 80кДа, степенью кристалличности (Сх) 52%, температурой плавления (Тпл) 90°С (Sigma Aldrich, США); органофильную глину «Монамет-101» - химически модифицированный монтмориллонит (ММТ) («Метаклей», Россия), в виде порошка с размером частиц <125 мкм. В качестве нематицида-исектицида был выбран оксамил (в виде раствора) («СитиЛаб», Россия) - широко применяемый нематицид из класса карбаматов. Нематицид-исектицид смешивали с глиной и гранулами поликапролактона в пропорциях, указанных выше. Биоцидное средство в виде гранул было получено с помощью портативного экструдера (Bestfillaments, Россия) при температуре плавления 90°С. Биоцидное средство состоит из гранул ПКЛ/ММТ с различным включением ММТ (5, 10, 25, 50% от массы полимера и с включением оксамила 10-20% от массы гранул. Изображение гранул представлено на фиг. 1. Для определения физико-химических свойств композитных гранул ПКЛ/ММТ, проводили ИК-спектроскопию, рентгеноструктурный анализ (РСА), дифференциально сканирующую калориметрию (ДСК).For the preparation of the claimed biocidal protective agent, polycaprolactone (PCL) granules are used with a weight average molecular weight (M w ) 80 kDa, a degree of crystallinity (C x ) 52%, a melting point (T pl ) 90°C (Sigma Aldrich, USA); organophilic clay "Monamet-101" - chemically modified montmorillonite (MMT) ("Metakley", Russia), in the form of a powder with a particle size <125 microns. Oxamyl (in the form of a solution) (CityLab, Russia), a widely used nematicide from the class of carbamates, was chosen as the insecticide nematicide. The insecticide nematicide was mixed with clay and polycaprolactone granules in the proportions indicated above. The biocidal agent in the form of granules was obtained using a portable extruder (Bestfillaments, Russia) at a melting temperature of 90°C. The biocidal agent consists of PCL/MMT granules with various inclusions of MMT (5, 10, 25, 50% by weight of the polymer and with the inclusion of oxamyl 10-20% by weight of the granules. The image of the granules is shown in Fig. 1. To determine the physicochemical properties composite PCL/MMT granules, IR spectroscopy, X-ray diffraction analysis (XRD), and differential scanning calorimetry (DSC) were performed.

Рентгенограммы композитных гранул ПКЛ/ММТ были получены на рентгеновском дифрактометре D8 ADVANCE (Bruker AXS, ФРГ) в области 4÷60° углов 2Ө. Идентификацию химической структуры образцов проводили методом инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (ИК-Фурье спектроскопии) с использованием спектрометра Nicolet iS10 производства Thermo Scientific (США) с помощью Smart-приставки ГТХ (Thermo Scientific) с алмазным кристаллом методом нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО). Калориметрические измерения в режиме температурной модуляции теплового потока образцов были выполнены с помощью дифференциального сканирующего калориметра DSC25 производства ТА Instruments (США) в стандартных алюминиевых тиглях, в атмосфере чистого N2. при скорости потока 70 мл/мин.X-ray diffraction patterns of PCL/MMT composite granules were obtained on a D8 ADVANCE X-ray diffractometer (Bruker AXS, Germany) in the range of 4÷60° angles 2Ө. The identification of the chemical structure of the samples was carried out by Fourier transform infrared spectroscopy (IR-Fourier spectroscopy) using a Nicolet iS10 spectrometer manufactured by Thermo Scientific (USA) using a GTX Smart attachment (Thermo Scientific) with a diamond crystal by the method of frustrated total internal reflection (FTIR). Calorimetric measurements in the mode of temperature modulation of the heat flux of the samples were performed using a DSC25 differential scanning calorimeter manufactured by TA Instruments (USA) in standard aluminum crucibles in an atmosphere of pure N2 . at a flow rate of 70 ml/min.

ИК-спектр оксамила содержал пики на 1656 см-1, 2945 м-1 и 3308 см-1, соответствующие связям ON, валентной С-Н связи, NH- связи. На ИК-спектрах гранул ПКЛ/ММТ наблюдали характерные пики для ПКЛ и ММТ, соответствующие пикам, описанным выше. Интенсивность пиков в области 2945 см-1 и 3340 см-1 менялась в зависимости от включения ММТ: при включениях ММТ 5 и 10% можно было наблюдать снижение интенсивности (высоты) пика в области 1656 см-1, 1500 см-1 и 1571 см-1, и смещение пиков в области 3308 см-1. Включение ММТ 25 и 50% в гранулах ПКЛ/ММТ с оксамилом приводили к исчезновению пика в области 3340 см-1.The IR spectrum of oxamyl contained peaks at 1656 cm -1 , 2945 m -1 and 3308 cm -1 corresponding to ON bonds, valence CH bonds, NH bonds. The IR spectra of PCL/MMT beads showed characteristic peaks for PCL and MMT, corresponding to the peaks described above. The intensity of the peaks in the region of 2945 cm -1 and 3340 cm -1 changed depending on the inclusion of MMT: with the inclusion of MMT 5 and 10%, a decrease in the intensity (height) of the peak in the region of 1656 cm -1 , 1500 cm -1 and 1571 cm could be observed -1 , and the shift of the peaks in the region of 3308 cm -1 . The incorporation of MMT 25 and 50% in the PCL/MMT oxamyl pellets resulted in the disappearance of the peak at 3340 cm -1 .

Выход оксамила. (растворимость 280 г/л) из полученных композитных гранул ПКЛ/ММТ исследовали в лабораторных условиях in vitro. Для этого гранулы ПКЛ/ММТ каждой группы (весом 100 мг каждая) помещали в конические колбы с 50 мл дистиллированной воды. Колбы инкубировали при 22-25°С в термостате ТС 1-80 (Россия). Пробы (1 мл) отбирали в стерильные эппендорфы первые 1, 2, 4, 6, 8 часов и через 1, 2, 4, 8, 14, 20 и 27 суток. После каждого отбора пробы в колбы добавляли дистиллированную воду (1 мл) для сохранения начального объема. Анализ концентраций оксамила проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе Agilent 1200 (Agilent Technology, USA), оснащенном детектором на основе диодной матрицы, при длине волны 220 нм с использованием колонки Agilent Eclipse XDB-C18, с последующим пересчетом на реальную концентрацию с учетом изъятия проб и добавления воды.Exit of oxamil. (solubility 280 g/l) from the resulting PCL/MMT composite granules were studied under laboratory conditions in vitro. To do this, the PCL/MMT granules of each group (each weighing 100 mg) were placed in conical flasks with 50 ml of distilled water. The flasks were incubated at 22–25°C in a thermostat TS 1-80 (Russia). Samples (1 ml) were taken into sterile eppendorfs the first 1, 2, 4, 6, 8 hours and after 1, 2, 4, 8, 14, 20, and 27 days. After each sampling, distilled water (1 ml) was added to the flasks to maintain the initial volume. Oxamyl concentrations were analyzed by high performance liquid chromatography on an Agilent 1200 chromatograph (Agilent Technology, USA) equipped with a diode array detector at a wavelength of 220 nm using an Agilent Eclipse XDB-C18 column, followed by conversion to the actual concentration, taking into account the withdrawal of samples and adding water.

Известно, что выход препаратов из полимерных форм в водной среде происходит в несколько этапов: (1) растворение препарата с поверхности полимерного носителя; (2) проникновение растворителя (воды) в полимерный носитель; (3) растворение препарата в самом носителе и (4) высвобождение препарата в водную среду за счет диффузии. Данные, подтверждающие пролонгированное действие, разработанных гранул ПКЛ/ММТ представлены на фиг. 4.It is known that the release of drugs from polymeric forms in an aqueous medium occurs in several stages: (1) dissolution of the drug from the surface of the polymer carrier; (2) penetration of the solvent (water) into the polymer carrier; (3) dissolution of the drug in the carrier itself; and (4) release of the drug into the aqueous medium by diffusion. Data confirming the sustained release of the developed PCL/MMT beads are shown in FIG. 4.

В отличие от полученных гранул ПКЛ и гранул ПКЛ/ММТ с оксамилом, выход оксамила из Видат® 5Г в первый час составил около 100% и после 24 часов начал снижаться до конца эксперимента. Данный эффект связан с гидролизом препарата на оксамил-оксим. Выход оксамила из гранул ПКЛ и ПКЛ/ММТ в воду проходил без резких выбросов и к 8 суткам (192 ч) составил для ПКЛ, ПКЛ/ММТ 5%, ПКЛ/ММТ 10%, ПКЛ/ММТ 25% и ПКЛ/ММТ 50%, соответственно, 58%, 34%, 60%, 52% и 80% от исходного. На 20 сутки (480 ч) эксперимента концентрация оксамила в воде уменьшилась из гранул ПКЛ и ПКЛ/ММТ 50%. Несмотря на это увеличение концентрации ММТ в гранулах способствовало увеличению выходу оксамила и на 30 сутки максимальный выход оксамила был зарегистрирован для гранул ПКЛ, ПКЛ/ММТ 25% и ПКЛ/ММТ 50%, что соответствовало 73%, 80% и 97%. В гранулах ПКЛ/ММТ с включением 5 и 10% ММТ выход оксамила составил 40 и 70%.In contrast to the obtained PCL granules and PCL/MMT granules with oxamyl, the yield of oxamil from Vidat® 5G was about 100% in the first hour and after 24 hours began to decrease until the end of the experiment. This effect is associated with the hydrolysis of the drug to oxamyl oxime. The release of oxamyl from PCL and PCL/MMT granules into water took place without sudden releases and by day 8 (192 h) was 5% for PCL, PCL/MMT, 10% PCL/MMT, 25% PCL/MMT and 50% PCL/MMT , respectively, 58%, 34%, 60%, 52% and 80% of the original. On the 20th day (480 h) of the experiment, the concentration of oxamyl in water decreased from PCL and PCL/MMT 50% granules. Despite this, an increase in the concentration of MMT in the granules contributed to an increase in the yield of oxamyl, and on day 30, the maximum yield of oxamyl was recorded for PCL, PCL/MMT 25% and PCL/MMT 50% granules, which corresponded to 73%, 80% and 97%. In PCL/MMT granules containing 5 and 10% MMT, the yield of oxamil was 40 and 70%.

Полученный результат позволяет сделать вывод о высокой степени гидролиза оксамила в водных средах и необходимости его инкапсулирования в полимерные носители для получения долговременного эффекта. На основании проведенного исследования и биодеградации гранул для дальнейших экспериментов среди полученных форм гранул ПКЛ/ММТ были выбраны гранулы с включением ММТ 50%.The result obtained allows us to conclude that oxamyl is highly hydrolyzed in aqueous media and that it needs to be encapsulated in polymer carriers to obtain a long-term effect. Based on the study and biodegradation of granules for further experiments, among the obtained forms of PCL/MMT granules, granules with an MMT inclusion of 50% were selected.

Предлагаемое средство является эффективным, экологичным доказанно продлевает нематицидное действие оксамила в 2-2,5 раза. Кроме того, защитное средство имеет более низкую стоимость за счет использования экономически доступных материалов.The proposed tool is effective, environmentally friendly, it has been proven to prolong the nematicidal action of oxamil by 2-2.5 times. In addition, the protective agent has a lower cost due to the use of economically available materials.

Получение и применение заявляемых немантицидных гранул на основе биоразрушаемых полимеров, содержащие оксамил, против картофельной цистообразующей нематоды иллюстрируется примерами.The preparation and use of the claimed non-manticidal granules based on biodegradable polymers containing oxamyl against the potato cyst nematode is illustrated by examples.

Пример 1. Исследование нематицидной активности в вегетационном опыте на сорте картофеля «Пушкинец». Растения картофеля выращивали в емкостях объемом 0,5 л в течение 2 месяцев. В качестве субстрата использовали полевую почву. В экспериментальные группы вносили гранулы ПКЛ/ММТ 50% с оксамилом и коммерческий препарат Видат® 5Г, в контрольную группу ничего не вносили. Уровень вносимой инвазии цист нематод составил 50 цист на одно растение. Жизнеспособность яиц и личинок составляла 95%. Нематицидный эффект оценивали по численности яиц и личинок и коэффициенту размножения в конце экспериментальной точки. Коэффициент размножения высчитывали как отношение конечной численности нематод к исходной численности. Эксперимент проводили в 5 повторностях для каждой экспериментальной группы и контроля. Результаты эксперимента представлены в таблице 2.Example 1. Study of nematicidal activity in a vegetative experiment on the potato variety "Pushkinets". Potato plants were grown in 0.5 l containers for 2 months. Field soil was used as a substrate. PKL/MMT granules 50% with oxamil and the commercial drug Vidat® 5G were added to the experimental groups, nothing was added to the control group. The level of introduced invasion of nematode cysts was 50 cysts per plant. The viability of eggs and larvae was 95%. The nematicidal effect was assessed by the number of eggs and larvae and the multiplication factor at the end of the experimental point. The multiplication factor was calculated as the ratio of the final number of nematodes to the initial number. The experiment was carried out in 5 repetitions for each experimental group and control. The results of the experiment are presented in table 2.

Анализ результатов табл. 2 позволил установить, что разработанные гранулы ПКЛ/ММТ 50% с оксамилом оказывают негативный эффект на развитие картофельной нематоды. В экспериментальной группе 1, зарегистрирован самый низкий коэффициент размножения (в 3,5 раза ниже по сравнению с контролем), который выше/сопоставим с коммерческим препаратом.Analysis of the results of Table. 2 made it possible to establish that the developed PKL/MMT 50% granules with oxamil have a negative effect on the development of the potato nematode. In the experimental group 1, the lowest multiplication factor was registered (3.5 times lower compared to the control), which is higher/comparable to the commercial drug.

Пример 2. Исследование нематицидного эффекта гранул ПКЛ/ММТ с оксамилом в вегетационном опыте на восприимчивом сорте картофеля «Красноярский ранний» в лабораторной почвенной микроэкосистеме. Растения картофеля выращивали в емкостях объемом 0,5 л в течение 3 месяцев. В качестве субстрата использовали полевую почву. В экспериментальные группы вносили гранулы ПКЛ/ММТ 50% с оксамилом (конц. оксамила 50 г/кг) и коммерческий препарат Видат® 5Г (28 мг), в контрольную группу ничего не вносили. Уровень вносимой инвазии цист нематод составит 50 цист на одно растение. Жизнеспособность яиц и личинок составляла 95%. Нематицидный эффект оценивали по численности яиц и личинок и коэффициенту размножения в конце экспериментальной точки. В течение вегетационного периода проводили измерения следующих показателей: высота растения, количество стеблей, вес зеленой биомассы, вес корневой системы, вес клубней. Результаты, опыта представлены в таблице 3.Example 2. Study of the nematicidal effect of PKL/MMT granules with oxamyl in a vegetative experiment on a susceptible potato variety "Krasnoyarsky early" in a laboratory soil microecosystem. Potato plants were grown in 0.5 l containers for 3 months. Field soil was used as a substrate. PKL/MMT granules 50% with oxamyl (conc. oxamyl 50 g/kg) and commercial drug Vidat® 5G (28 mg) were added to the experimental groups, nothing was added to the control group. The level of introduced invasion of nematode cysts will be 50 cysts per plant. The viability of eggs and larvae was 95%. The nematicidal effect was assessed by the number of eggs and larvae and the multiplication factor at the end of the experimental point. During the growing season, the following indicators were measured: plant height, number of stems, weight of green biomass, weight of the root system, weight of tubers. The results of the experience are presented in table 3.

Анализ данных таблицы 3 показал, что внесение гранулированной экологичной формы позволяет снизить численность нематод в 3,8 раза, что влияет на развитие растений. В экспериментальных группах отмечено увеличение высоты растений, веса зеленой биомассы и веса клубней в 1,15-1,2 раза по сравнению с контролем. В группе при добавлении гранул ПКЛ/ММТ+оксамил показатели картофеля значительно превосходят таковы в группе с Видат® 5Г. Таким образом, можно сказать, что разработанные гранулы обладают долговременным нематицидным эффектом.Analysis of the data in Table 3 showed that the introduction of a granulated ecological form can reduce the number of nematodes by 3.8 times, which affects the development of plants. In the experimental groups, an increase in plant height, weight of green biomass and weight of tubers by 1.15-1.2 times was noted compared to the control. In the group with the addition of PKL/MMT+oxamil granules, the indicators of potatoes significantly exceed those in the group with Vidat® 5G. Thus, we can say that the developed granules have a long-term nematicidal effect.

Claims (3)

1. Биоцидное средство длительного действия для грунтового применения, содержащее системный препарат и биоразрушаемый материал, отличающееся тем, что в качестве системного препарата применен нематоцид-инсектицид из группы карбаматов, а в качестве биоразрушаемого материала использован поликапролактон в смеси с органомодифицированной глиной при следующем соотношении компонентов, вес.%:1. A long-acting biocidal agent for soil use containing a systemic preparation and a biodegradable material, characterized in that a nematocide-insecticide from the group of carbamates is used as a systemic preparation, and polycaprolactone mixed with organomodified clay is used as a biodegradable material in the following ratio of components, weight.%: нематоцид-инсектицидinsecticide nematocide 10-20 10-20 поликапролактонpolycaprolactone 40-75 40-75 органомодифицированная глинаorganic-modified clay 5-505-50
2. Биоцидное средство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве нематоцид-инсектицида группы карбаматов применен оксамил ((EZ)-N,N-диметил-2-метилкарбамоилоксиимино-2-(метилтио)ацетамид), или тиодикарб, или карбарил, или пропоксур.2. A biocidal agent according to claim 1, characterized in that oxamyl ((EZ)-N,N-dimethyl-2-methylcarbamoyloxyimino-2-(methylthio)acetamide), or thiodicarb, or carbaryl is used as a nematocide-insecticide of the carbamate group , or propoxur.
RU2022127242A 2022-10-18 Long-lasting biocide for soil application RU2800610C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2800610C1 true RU2800610C1 (en) 2023-07-25

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060193882A1 (en) * 1997-06-30 2006-08-31 Monsanto Technology, L.L.C. Particles containing agricultural active ingredients
RU2494621C1 (en) * 2012-04-20 2013-10-10 Татьяна Григорьевна Волова Herbicidal long-acting composition for use in soil
RU2733295C1 (en) * 2020-03-23 2020-10-01 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Long-acting pesticidal agent for ground application
EP3197273B1 (en) * 2014-09-25 2020-11-11 Borregaard AS Pesticide compositions and use thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060193882A1 (en) * 1997-06-30 2006-08-31 Monsanto Technology, L.L.C. Particles containing agricultural active ingredients
RU2494621C1 (en) * 2012-04-20 2013-10-10 Татьяна Григорьевна Волова Herbicidal long-acting composition for use in soil
EP3197273B1 (en) * 2014-09-25 2020-11-11 Borregaard AS Pesticide compositions and use thereof
RU2733295C1 (en) * 2020-03-23 2020-10-01 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Long-acting pesticidal agent for ground application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU733973B2 (en) Agrochemical surfactant compositions
EP0444042B1 (en) Herbicidal delivery compositions and methods for controlling plant populations in aquatic and wetland environments
US5824328A (en) Insecticidal delivery compositions and methods for controlling a population of insects in an aquatic environment
TWI556738B (en) Stable pesticidal compositions
US4985251A (en) Flowable insecticidal delivery compositions and methods for controlling insect populations in an aquatic environment
US7297660B2 (en) Alkylene carbonate adjuvants
BR112016023564B1 (en) MICROCAPSULA PRODUCTION PROCESS AND PHYTOPATHOGENIC FUNGI CONTROL METHOD
BR102012027914A2 (en) granules with improved dispersion properties
EP3809845B1 (en) Stable co-formulation of benzoylurea with pyrethroids
ES2589047T3 (en) Herbicidal agents containing flufenacet
KR20100031686A (en) Method of improving the growth of a plant
CN102047907A (en) Flubendiamide and organophosphorus-compounded insecticidal composition
JP2022515139A (en) Agricultural oil dispersion preparation
US3740419A (en) Pesticidal compositions
CN102113496A (en) Bactericidal composition containing dicyclanil and methomyl
RU2800610C1 (en) Long-lasting biocide for soil application
JP2020519728A (en) Polylysine derivatives for stabilizing solid-based compositions containing one or more salts
JP7747782B2 (en) Novel insecticide composition
Shahena et al. Controlled release herbicides and allelopathy as sustainable alternatives in crop production
GB2613807A (en) Microcapsule pesticide formulation and the use thereof
WO2009145113A1 (en) Encapsulated fumigant, production method thereof and disease and pest control method
KR101327678B1 (en) Herbicide composition
TWI723992B (en) Pesticidal composition comprising methomyl and lufenuron
CN115190760A (en) Crop cultivation composition and use thereof
BR122025000809A2 (en) STABLE COFORMULATION OF BENZOYLUREA WITH PYRETHROIDS, PREPARATION PROCESS AND METHOD OF CONTROL OR PREVENTION AGAINST UNWANTED PESTS