Carbon and silica nanostructures in the protection of spring barley from diseases in the North-West Russia | Углеродные и кремнезольные наносоставы в защите ярового ячменя от болезней на Северо-Западе России

English. Spring barley (Hordeum vulgare L.) is the main grain fodder crop, annually occupying about 40% of the sown area in the North-West Russia. Our goal was to study the effectiveness of new compositions based on carbon and silica sol nanomaterials in protecting spring barley from diseases in the North-West Russia. The studies were carried out at the experimental base of the Menkovsky branch of the Agrophysical research institute in 2017-2018. The silica sol composition of NKteos was synthesized according to the original sol-gel technology based on acid hydrolysis followed by polycondensation of tetraethyl ester of orthosilicic acid or tetraethoxysilane, with the addition of macro- and microelements salts solutions and dopants - a charge of detonation nanodiamond doped with boron, or a titanium dioxide in the form of anatase to the sol. Preparation of a nanocomposition based on fullerene derivatives with methionine or threonine was carried out by dissolving microelement compounds in water and adding 0.001% or 0.00001% solution of the amino acid derivative of C60 fullerene with threonine or with methionine. It is shown that the studied nanocompositions in their pure form turned out to be ineffective in protecting spring barley from root rot and leaf diseases. The decrease in the development of root rot on the early ripe 'Leningradsky' variety did not exceed 5.3%, on 'Ataman' it was 15.3-57.7%. The development of the main disease of the crop, helminthosporium spots on the two upper leaves of barley plants, in 'Leningradsky' decreased by 16-22%, in 'Ataman' - by 20-42%. The most effective for spring barley protection against root and leaf diseases was the combined treatment of seeds with a silica sol nanocomposition and the chemical fungicide Insure Perform, KS, followed by a triple treatment of vegetative plants with a nanocomposition based on a C60-threonine derivative and a single treatment with the chemical fungicide Zantara, CE.

Russian. Яровой ячмень (Hordeum vulgare L.) - основная зернофуражная культура, ежегодно занимающая около 40% посевных площадей на Северо-Западе России. Нашей целью было изучение эффективности новых композиций на основе углеродных и кремнезольных наноматериалов в защите ярового ячменя от болезней на Северо-Западе РФ. Исследования проводили на экспериментальной базе Меньковского филиала ФГБНУ АФИ (Гатчинский р-н, Ленинградская обл.) в 2017-2018 гг. Кремнезольная композиция НКтэос была синтезирована по оригинальной золь-гель технологии (на основе кислотного гидролиза с последующей поликонденсацией тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты или тетраэтоксисилана, с добавками в золь растворов солей макро- и микроэлементов и допантов - шихты детонационного наноалмаза, легированной бором, или диоксида титана в форме анатаза). Подготовку наносостава на основе производных фуллерена с метионином или треонином осуществляли посредством растворения в воде соединений микроэлементов и добавления 0,001% (при обработке семян) или 0,00001% (при некорневой обработке) раствора аминокислотного производного фуллерена С60 с треонином или с метионином. Показано, что изученные наносоставы в чистом виде оказались малоэффективны в защите ярового ячменя от корневых гнилей и листовых болезней. Снижение развития корневых гнилей на раннеспелом сорте Ленинградский не превышало 5,3%, на сорте Атаман составляло 15,3-57,7%. Развитие основного заболевания культуры (гельминтоспориозных пятнистостей на двух верхних листьях растений ячменя сорта Ленинградский) снижалось на 16-22%, сорта Атаман - на 20-42%. Наилучшим вариантом защиты ярового ячменя от болезней корневой системы и листового аппарата признана комбинированная обработка семян кремнезольным наносоставом и химическим фунгицидом Иншур Перформ, КС в сочетании с 3-кратной обработкой вегетирующих растений наносоставом на основе аминокислотного производного фуллерена С60 с треонином и однократной - химическим фунгицидом Зантара, КЭ.