Способ повышения жизнедеятельности растенийПатент на изобретение №: 2041629 Автор: Шишков Юрий Иванович Патентообладатель: Шишков Юрий Иванович Дата публикации: 20 Августа, 1995 Адрес для переписки: подача заявки07.07.1992 публикация патента20.08.1995 Изображения![]() Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве для повышения урожая. С целью повышения урожая сельскохозяйственные культуры подкармливают смешеннолигандными комплексными соединениями, во внутренней сфере которых находятся два лиганда. Один лиганд обладает физиологическими функциями, а другой является исходным продуктом биосинтеза порфиринов. Эти комплексы являются биологически активными микроудобрениями, применяемые для подкормки растений в интервале концентрации от 2 ![]() ![]() ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУИзобретение может быть использовано в сельском хозяйстве для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Известен способ повышения жизнедеятельности растений, в котором предлагается для подкормки растений использовать смешаннолигандные комплексы переходных металлов (железо, медь, цинк), используя в качестве лигандов лимонную кислоту и ионы аммония. Железоаммонийный цитрат одновременно для растений является источником азота, включаемым растительным организмом в биохимические процессы, а цитрат используется в цикле Кребса. Подкормка растений железоаммонийным цитратом увеличивает урожай до 20% Недостатками железоаммонийного цитрата является невысокая эффективность воздействия на растительный организм. При приготовлении данного микроудобрения расходуется большое количество аммиака, т.е. небольшая его часть входит в состав комплекса и основная его доля, используемая для приготовления этого соединения, выбрасывается в атмосферу. Это приводит к повышению стоимости комплекса, а, с другой стороны, при массовом приготовлении железоаммонийного цитрата ухудшается экологическое состояние воздушного бассейна. Целью изобретения является нормализация и активация метаболических процессов у сельскохозяйственных культур, а также повышение урожая. Это достигается тем, что для обеспечения функционирования на максимально высоком уровне фотосинтетического аппарата сельскохозяйственные культуры выращиваются при воздействии на них микроудобрений, представляющих собой смешанолигандные комплексные соединения переходных металлов. Особенность этих микроудобрений состоит в том, что центральный атом комплекса в растительном организме выполняет функции микроэлемента, а в качестве лигандов используются два жизненноважных для клетки разнохарактерных вещества, находящиеся в отношении 1-1 и участвующие в различных биохимических и физиологических процессах клетки. Причем одновременно с двумя жизненноважными веществами во внутренней среде комплекса имеется слабокоординируемая молекула воды, которая крайне лабильна и легко замещается на донорный атом белка-переносчика, способствующего трансмембранному переносу комплекса в клетку. В зависимости от потребностей конкретной культуры и условий ее выращивания для формирования смешанолигандного комплекса может быть использована одна из комбинаций следующих компонентов. Pазнохарактерные физиологически активные соединения-водорастворимые витамины; водорастворимые витамины с глицином или лимонной кислотой (цитратом); глицин с цитратом. Таким образом использование аквакомплексов способствует их активному ассимилированию растениями, что обеспечивает клетку всем комплексом макро- и микроэлементов, а также соединениями с биологической активностью, которые необходимы ей для поддержания всего аппарата, связанного с биохимическими и физиологическими процессами на максимальном уровне. Сущность изобретения состоит в том, что компоненты смешаннолигандного комплекса нормализуют и активируют в клетке различные биохимические и физиологические процессы. Зависимость фотосинтеза от элементов минерального питания и биологически активных веществ определяется их необходимостью для формирования фотосинтетического аппарата. Целенаправленное коструирование смешаннолигандных комплексов переходных металлов осуществляется с учетом функции их составных компонентов в метаболизме клеток. Это обусловило формирование комплексов с заданной реакционной способностью, обеспечивающей в клетке их разрушение и дальнейшее превращение с образованием требуемых продуктов, например, целенаправленное образование витаминозависимых ферментов. Для облегчения трансмембранного переноса комплексов в клетку конструирование их молекул осуществлялось так, чтобы при построении внутренней координационной сферы кроме двух разнохарактерных биологически активных веществ в ней находились 1-2 молекулы лабильной воды. В связи с этим вода легко замещается на донорные атомы, например, белка-переносчика, образуя координационное соединение клетка-комплексное соединение переходного металла. Трансмембранный перенос в клетку комплекса осуществляется с помощью белка-переносчика с использованием энергии градиента электрохимического потенциала, создаваемом на мембране. Это обуславливает накопление комплекса в клетке. Проведенные исследования с микроорганизмами (Шишков Ю. И. Некоторые аспекты пpименения аквааминных комплексных соединений в микробиологических производствах. Обзор Изд. ВНИИСЭНТИ, 1987, с. 1-31) показали, что при использовании аквакомплексов содержание металла в клетке 1,5-2 раза больше по сравнению с его накоплением при применении солей этого металла. При этом следует подчеркнуть, что концентрация комплекса в питательной среде была существенно ниже по сравнению с содержанием соли. Важно отметить, что размеры молекулы и стерическое строение смешаннолигандных комплексов соответственно меньше и значительно проще, чем у комплексонатов, что облегчает транспорт этого соединения в клетку и способствует накоплению веществ, необходимых для формирования каталитических систем или активированных ферментов. Таким образом активное ассимилирование клетками комплекса микроэлементов с разнохарактерными лигандами в ходе фотосинтеза обеспечивает их микроэлементами, физиологически и биологически активными веществами, обеспечивающими функциональную целостность растительного организма, и используются ими для формирования эффективно работающего фотосинтетического аппарата, построения пигментов, компонентов электрон-транспортной цепи, структурных белков и каталитических систем хлоропластов. Преимущество предлагаемой композиции комплексов биологически активных микроудобрений состоит в том, что после фотохимического разрушения они в клетке выделяют жизненноважные для нее элементы, физиологически и биологически активные вещества, активно включающиеся в метаболические процессы, в то время как комплексы металлов с поликислотами образуют для клетки инородные химические вещества, которые при накоплении в организме человека могут отрицательно на него воздействовать. Механизм воздействия на клетку смешаннолигандных комплексов по прототипу и в изобретении имеет много общего и в то же время отличается рядом особенностей обусловленных спецификой веществ, входящих в состав комплексов. Общее состоит в том, что после трансмембранного переноса происходит фотохимическое разложение комплекса и компоненты комплекса включаются в метаболические процессы. Если у прототипа и изобретения механизм взаимодействия с клеткой микроэлемента (центральный атом комплекса) один и тот же, то воздействие лигандов на растительный организм существенно отличается. Лиганды прототипа: аммиак источник азота, а лимонная кислота включается в цикл Кребса. Иное действие лигандов у изобретения. Во-первых, наличие в комплексе в качестве лиганда физиологически активного вещества-витамина способствует образованию в клетке витаминзависимых ферментов. Во-вторых, использование в качестве лиганда такой аминокислоты, как глицин, облегчает биосинтез порфиринов, так как он является исходным продуктом в биосинтезе порфиринов. В реакциях биосинтеза порфиринов используется активированный глицин. Активирование глицина на первой стадии включает комплексирование с железом (II), а затем образуется шиффово основание с пиридоксальфосфатом, участвующее в образовании б-аминолевулиновой кислоты (Рубин Б. А. Гавриленко В. Ф. Биохимия и физиология фотосинтеза. М. Изд. МГУ, 1977, с. 573) поэтому комбинация железа (II) с глицином и витамином будет способствовать формированию полноценного функционального фотосинтетического аппарата. В третьих, наличие во внутренней среде слабокоординированных молекул воды способствует активному переносу смешанолигандного комплекса в клетку. Это обуславливает снижение расхода комплекса при подкормке. Активное ассимилирование клеткой аквакомплекса с разнохарактерными лигандами обеспечивает растение всем комплексом макро- и микроэлементов, а также соединениями с регуляторной функцией, которая необходима растениям для поддержания работы всего фотосинтетического аппарата на максимально высоком уровне. Результаты работы фотосинтетического аппарата реализуются в урожае через сложную цепь процессов жизнедеятельности растений, катализируемых активными веществами или принимающих активное участие в работе электротранспортной сети. Важность конструирования молекулы смешаннолигандного комплекса с лабильной водой обусловлено тем, что некоторая часть ассимилированных клеткой молекул комплекса не подвергается фотохимическому разрушению, вследствии наличия у металлов свободных координационных мест он взаимодействует с донорными атомами белков внутриклеточных мембран. Продуктом этой реакции является сложное координационное соединение белок-комплекс переходного металла со смешанными лигандами. Металл определяет функциональную роль координационного соединения в биохимических и физиологических процессах клетки. Металл комплекса включается в работу электротранспортной цепи, в которой координационное соединение является искусственно созданной частью окислительно-восстановительной системы. Все это в совокупности обуславливает более эффективное воздействие на клетку комплексов изобретения по сравнению с комплексами прототипа. Конструирование смешаннолигандного комплекса осуществляли по следующему принципу. Сначала формировали комплекс с одним бидентатным лигандом. Затем к центральному атому на свободные координационные места, занятые молекулами воды, путем их замещения присоединяли необходимое число молекул второго лиганда. Количество молекул лигандов выбрано с таким расчетом, чтобы при формировании молекулы комплекса во внутренней его среде оставались не замещенные на лиганды молекулы воды. Для обеспечения нормального протекания биохимических и физиологических процессов помимо компонентов минеральной и органической природы для метаболизма и роста клеток растений требуются физиологически активные вещества, к которым относятся и витамины, но в отличие от фитогормонов они не способны оказывать формообразовательных эффектов, а только усиливают их активность. Анализ питательных сред для культивирования микроорганизмов и растительных клеток (Бекер М.Е. Лапиеньш Г.К. Райпулис Е.П. Биотехнология М. Агропромиздат, 1990, с. 110-112, 145-149) позволяет считать, что при культивировании растительных клеток на синтетических средах потребность у них в витаминах одного порядка, что и у микроорганизмов. Эти ростовые факторы микроорганизмов в питательных средах, на которых они выращиваются, находятся в интервале концентрации от 0,001 до 1000 мкг/л (концентрация зависит от природы витамина). Этот рабочий интервал концентраций был использован для подкормки растений смешаннолигандными комплексами биогенных металлов. П р и м е р 1 (контроль). Объектом исследований является салат "Хибинская капуста". Семена салата перед высевом в течение 12 ч замачивались при комнатной температуре в воде и после замачивания высаживались в перлит, т. е. на поддерживающую среду. Выращивание салата осуществляли гидропонным способом. Питательной средой служил раствор, описанный в (А.М. Гродзинский, Д. М. Гродзинский. Краткий справочник по физиологии растений. Киев: Наукова думка, с. 42). Отличие контрольного раствора от раствора, предложенного в этой работе, состояло в том, что вместо хлорида железа (FeCl3 . 6H2O) использовалось комплексное соединение железоаммонийный цитрат. Концентрация комплекса дана по железу и содержание этого металла в указанных растворах была одинакова и равнялась 0,0013 г/л. Раствор имел следующий состав, г/л: KNO3 0,4 H3BO3 0,00072 Ca(O3)2 0,5 MnSO4 0,00045 NH4NO3 0,16 ZnSO4 0,00006 KH2PO4 0,14 CuSO4 0,00002 Fe-NH4-cit 0,0013 MgSO4 0,28 (дано по железу) Комплексное соединение ферроаммонийный цитрат был изготовлен по способу, описанному в прототипе. После изготовления комплекса железа отбиралось его расчетное количество и вносилось в питательный раствор, содержание которого в растворе соответствовало 0,0013 г/л (дано по железу). Выращивание салата проводили в течение 28 сут. Полив салата осуществлялся один раз в сутки питательным раствором. После выращивания салата в контрольной среде урожай (биомасса) составила 1042 г/м2. П р и м е р 2. Объектом исследований является салат "Хибинская капуста". Семена салата перед высевом замачивались 12 ч при комнатной температуре в воде и после замачивания высаживались в перлит, т.е. на поддерживающую среду. Выращивание салата осуществляли гидропонным методом, время выращивания 28 дней. Питательной средой служил раствор по примеру 1. Отличие состояло в том, что вместо хлорида железа (FeCl3 . 6H2O) использовался смешаннолигандный комплекс железа (III) c глицином (Gl) и парааминобензойной кислотой (ПАБК). Раствор имел состав, г/л: KNO3 0,4 MnSO4 0,00045 Ca(NO3)2 0,5 ZnSO4 0,00006 NH4(NO3) 0,16 CuSO4 0,00002 H3BO3 0,00072 MgSO4 0,28 Fe(Gl)![]() ![]() ![]() ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ РАСТЕНИЙ, включающий подкормку их биологически активными микроудобрениями в виде комплексов переходных металлов с разнохарактерными лигандами, отличающийся тем, что в качестве биологически активных микроудобрений используют смешанно-лигандные комплексы переходных металлов, в которых один из лигандов обладает физиологическими функциями, а другой лиганд представляет собой исходный продукт биосинтеза порфиринов, при этом подкормку ведут водным раствором микроудобрения с концентрацией 2![]() ![]() Популярные патенты: 2275006 Устройство для крепления стеблей малины в вертикальном и горизонтальном положениях ... при выращивании, например, малины, закрепленной стеблями к шпалере. Устройство содержит шпалеру в виде стержней с натянутой проволокой и элементами крепления. Шпалера выполнена двойной в виде двух параллельных, на расстоянии примерно 0,5 м друг от друга шпалер, при этом парные крайние, в виде жестких стержней, и промежуточные стержни вдоль ряда шпалер расположены на расстоянии примерно 2,5 м друг от друга и соединены в верхних концевых частях друг с другом быстросъемными тягами. Промежуточные стержни выполнены из проволоки с равномерно расположенными по высоте кольцами. В нижних концевых частях стержней кольца выполнены на высоте примерно 0,25 м и 0,5 м и расположены в ... 2303347 Способ ведения виноградных кустов ... шпалеры, создавая сплошной листовой полог, сильно затеняют развивающиеся побеги нижнего яруса на резервном рукаве. Это негативно отражается на интенсивности фотосинтеза листового аппарата, а следовательно, и на степени вызревания побегов и закладке генеративных органов в почках зимующих глазков.Кроме того, резервные рукава, формируемые в одностороннем направлении, при освобождении их с лозами от шпалеры требуют дополнительных затрат на фиксацию их в приземном слое перед укрывкой, а также после зимовки, так как они вместе с лозами сдуваются в соседнее междурядье и значительная часть их (до 15-20%) не возвращаются в сторону ряда. Это приводит к дополнительным затратам на открывку ... 2485083 Способ получения замещенных пиримидин-5-илкарбоновых кислот ... J=12.5); 4.99 (2H, с, SCH 2); 7.02 (1H, т, 1CH-бенз, J=7.8); 7.19 (1H, т, 1CH-бенз, J=7.8); 7.58 (2H, м, 2CH-бенз.); 8.73 (1H, с, CH-пиримид.); 10.15 (1H, с, NH). Масс-спектр, m/z 444 [M]+. 0.06 моль этилового эфира 4-(5-метил[1,3,4]тиадиазол-2-илтиометил)-2-(бензтиазол-2-иламино)-пиримидин-5-илкарбоновой кислоты смачивали этиловым спиртом, добавляли 0.15 моль раствора гидроксида натрия (7%) и кипятили 1 час. После охлаждения к смеси добавляли 0.15 моль раствора соляной кислоты (5%). Выпавший осадок 4-(5-метил [1,3,4]тиадиазол-2-илтиометил)-2-(бензтиазол-2-иламино)-пиримидин-5-илкарбоновой кислоты отфильтровывали, промывали водой.Выход 96%, т.пл. >300°С с разложением. ... 2260930 Способ внесения органических удобрений ... Средняя доза 541,8100 22,22,412,1 --Дифференцированные дозы В среднем471,9 9224,34,5 22,72,19,5 в т.ч.: 50 т/га14 2,15023,4 3,618,21,2 5,4100 т/га 261,7100 24,44,623,3 2,29,9150 т/га 71,4 15026,26,4 32,34,018,0 Дифференцированное применение осадка в зависимости от содержания гумуса в почве (47 делянок) при средней дозе 92 т/га обеспечило среднюю прибавку 4,5 ц/га зерна. При этом возрастающие дозы ОСВ, несмотря на то, что они вносились на делянки с меньшим естественным содержанием гумуса в почве, дали возрастающие урожаи овса: 50 т/га - 23,4 ц/га, 100 т/га - 24,4 ц/га и 150 т/га - 26,7 ц/га. Только за счет дифференцированного применения осадка получена ... 2473211 Приспособление для автоматической дойки молочного скота ... В качестве варианта, можно использовать множество трехмерных камер, в этом случае одна из них, например, предназначена для наблюдения по существу за всей коровой в течение существенного отрезка времени, при этом вторая трехмерная камера предназначена для выполнения подробных снимков, например сосков. В данном варианте, важно синхронизировать соответствующие источники света или подстроить их друг под друга другим способом. Например, можно использовать свет с взаимно отклоняющимися частотами. Также можно излучать световые импульсы альтернативным способом. Это может координироваться центральным процессором. Однако также предпочтительно вынуждать датчик наблюдать за тем, что световой ... |
Еще из этого раздела: 2421109 Способ роспуска закристаллизовавшегося меда и устройство для его осуществления 2048744 Устройство для регулирования температуры воздуха в теплице 2159030 Способ широкорядного посева пропашных культур 2216908 Комбайн для уборки урожая с кустарников 2075933 Композиция для иммунизации растений от различных фитопатогенов 2312500 Способ защиты смородины от вредителей и болезней 2091380 Производные пиколиновой кислоты или их кислотно-аддитивные соли, способ их получения, нербицидная композиция и способ борьбы с сорняками 2307495 Пневматический высевающий аппарат 2465767 Оросительный мат для распределения воды на большой площади 2105446 Плоскорежущая лапа |