Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 10
Методы защиты картофеля от фитофтороза 14
1. Агротехнический метод защиты 15
2. Химический метод защиты 16
2.1. Этапы развития химического метода
2.2. Классификация фунгицидов
2.3. Сроки и частота применения фунгицидов 18
2.4. Препараты для предпосадочной обработки клубней 20
3. Биологический метод защиты 23
3.1. Микроорганизмы - антагонисты фитопатогенов 25
4. Физический метод защиты 29
4.1. Термическое воздействие 29
4.2. Электрофизическое воздействие 31
Основные материалы и методы
ГЛАВА 2. Химический метод защиты 40
2.1. Изучение эффективности использования препаратов на основе
фосфористой кислоты для защиты картофеля от фитофтороза 40
2.1.1. Изучение влияния препаратов Эфаль М и Алюфит на прорастание конидий P. infestans
2.1.2. Изучение влияния препаратов Эфаль М и Алюфит на развитие фитофтороза при обработке вегетирующих растений картофеля 42
2.1.3. Изучение влияния предпосадочной обработки клубней препаратом
Эфаль М на P. infestans и растения картофеля 45
2.2. Изучение влияния препарата Максим 100 на фнтофтороз картофеля 50
ГЛАВА 3. Биологический метод защиты 58
Изучение эффективности использования биопрепаратов на основе бактерий рода Pseudomonas для защиты картофеля от фитофтороза
3.1. Препарат Ризоплан 58
3.1.1. Изучение влияния препарата Ризоплан на различные этапы инфекционного цикла фитофтороза картофеля
3.1.2. Оценка продолжительности действия и эффективности препарата Ризоплан против фитофтороза при опрыскивании им вегетирующих растений картофеля 61
3.1.3. Изучение влияния предпосадочной обработки клубней картофеля препаратом Ризоплан на развитие P. infestans на листьях картофеля 65
3.2. Препарат Агат 25К 69
3.2.1. Изучение влияния препарата Агат 25К на прорастание конидий Р. infestans
3.2.2. Оценка продолжительности эффективного защитного действия препарата Агат-25К против P. infestans 70
3.2.3. Изучение влияния предпосадочной обработки клубней препаратом Агат-25К на развитие P. infestans на листьях картофеля 75
ГЛАВА 4. Физический метод защиты 79
4.1. Термический способ защиты 79
Изучение возможности использования термического обеззараживания семенных клубней картофеля, пораженных фитофторозом
4.1.1. Влияние термической обработки на жизнеспособность
P. infestans в клубнях картофеля
4.1.2. Влияние термической обработки на жизнеспособность клубней 81
4.1.3. Изучение влияния термической обработки на жизнеспособность Р. infestans в зависимости от срока заражения клубней 82
4.1.4. Изучение влияния термической обработки семенных клубней на
характер развития P. infestans в полевых условиях. 83
4.2. Электрофизический способ защиты 86
Изучение эффективности предпосадочной электрофизической обработки клубней для защиты растений картофеля от фитофтороза
4.2.1. Изучение действия электрического поля, генерируемого прибором «Аккумулятор СЭФ» на инфекционную способность конидий P. infestans 88
4.2.2. Изучение действия электрического поля, создаваемого прибором «Аккумулятор СЭФ» на клубни картофеля 89
Выводы 102
Научно-практические рекомендации 104
Список литературы
- Химический метод защиты
- Микроорганизмы - антагонисты фитопатогенов
- Изучение влияния препаратов Эфаль М и Алюфит на прорастание конидий P. infestans
- Изучение влияния препарата Ризоплан на различные этапы инфекционного цикла фитофтороза картофеля
Введение к работе
Картофель в Российской Федерации продолжает занимать одно из ведущих мест в сельскохозяйственном производстве нашей страны. Эта культура имеет разнообразное назначение. Вследствие высокого содержания белков, углеводов и витаминов, она является важным продуктом питания для населения и ценным кормом для животных. Клубни картофеля используют в технических целях в промышленности. Как агрокультура, картофель - хороший предшественник для многих возделываемых растений.
Доля нашей страны в мировом производстве по валовому сбору составляет примерно 15%, а по посевной площади почти 20%. Вместе с тем, производство этой культуры пока носит экстенсивный характер. В значительной части хозяйств урожайность остается низкой (не превышает 10-11 тонн с гектара). Во многих регионах России одной из причин низкой продуктивности картофеля являются потери урожая от фитофтороза как в период вегетации растений, так и во время хранения клубней.
В последнее время наиболее эффективным способом воздействия, ограничивающим развитие этой болезни, являются многократные обработки вегетирующих растений различными фунгицидами. Этот способ защиты растений весьма надежен, однако требует значительных материально-технических затрат, достаточно дорог, иногда недолговечен из-за развития резистентных к фунгицидам форм патогена и, в последнее время, вызывает обоснованные опасения специалистов с точки зрения биологической, а также экологической и медицинской безопасности.
В связи с этим, возникает необходимость в разработке приемов защиты картофеля от фитофтороза, позволяющих уменьшить кратность применения препаратов во время вегетации растений. Такими приемами могут быть использование химических и биогенных препаратов активизирующих системную устойчивость растений к болезни и некоторые воздействия на патогена в период, предшествующий посадке клубней.
Настоящая работа посвящена обоснованию применения некоторых химических и биологических препаратов, а также физических средств для защиты картофеля от фитофтороза при обработках ими клубней и вегетирующих растений.
Цель работы
Целью работы являлось усовершенствование системы защиты картофеля от фитофтороза путем включения в нее препаратов и средств, способных увеличить эффективность и экологическую безопасность принятых методов. При этом наибольшее внимание было уделено следующим исследованиям:
Изучению эффективности использования химических препаратов на основе фосфористой кислоты (Эфаль М, Алюфит) и флудиоксанила (Максим 100) при разных способах и сроках их нанесения на растения; оценке антифитофторозной активности биопрепаратов на основе бактерий рода Pseudomonas (Ризоплан, Агат 25К) и поиск оптимальных способов их применения;
3. изучению возможности защиты картофеля от фитофтороза с помощью предпосадочного воздействия на клубни высокими температурами и низкочастотным электрическим полем.
Научная новизна и практическая ценность работы
Получены новые данные об эффективности биопрепаратов на основе бактерий рода Pseudomonas - Ризоплана и Агата 25К, химических фунгицидов на основе фосфористой кислоты - Эфаля М и Алюфита и фенилпирролов -Максима.
Впервые показана высокая эффективность эфаля М против фитофтороза картофеля при предпосадочной обработке им клубней. Установлена антифитофторозная активность препарата Максим.
Оценена продолжительность Ризоплана и Агата 25К на листьях картофеля в полевых условиях. Установлена степень их влияния на P.infestans в период заражения, роста мицелия и спорообразования патогена.
Выявлено неоднозначное влияние предпосадочной обработки клубней Ризопланом на развитие фитофтороза картофеля на ботве в различные периоды вегетации растений.
Найдены оптимальные режимы нагревания клубней перед посадкой для освобождения их от инфекционного начала.
Установлена возможность активации системной устойчивости вегетирующих растений картофеля к фитофторозу путем воздействия на клубни перед посадкой низкочастотным электрическим полем.
Результаты исследований могут быть использованы для усовершенствования интегрированной защиты картофеля от болезней, а также в технологиях без применения или с минимальным применением химических средств защиты.
Апробация работы
Материалы диссертации были представлены на:
Всесоюзной конференции «Эпифитотии сельскохозяйственных культур, их прогноз и профилактика. - IV. Современные экологически безопасные системы защиты полевых культур от болезней» (Анапа, СКНИИФ, 1991); Всероссийской конференции «Совершенствование контроля фитосанитарного состояния с/х культур с целью предотвращения вспышек массового развития болезней, вредителей и сорняков» (Московская обл., ВНИИФ, 1993); Всероссийской конференции «Экологически безопасные и беспестицидные технологии получения растениеводческой продукции» (Пущино, 1994); Международной конференции «Физиология и биохимия мицелиальных грибов в связи с проблемами биотехнологии» (Москва, 1994); Всероссийском съезде по защите растений «Защита растений в условиях реформирования агропромышленного комплекса: Экономика, эффективность, экологичность» (Санкт-Петербург, 1995); Международной конференции - XII Intemation Plant Protection Congress "Negative influence of some biofungicides on potato sensitinity to phytophthora infestans (Mont.) d By" (The Hague, Holland 1995); Международной конференции - VII Conference of the Section for Biological Control of Plant Diseases of the Polish Phytopathological Society. «Effectiveness of some microorganisms and plant extracts in the control of plant diseases» (Skierniewice, Poland, 1996); Международной конференции - XIII Inernation Plant Protection Congress «Influence of chemical and biological control on pathogenic populations» (Brighton, England, 1996).
Работы, опубликованные по теме диссертации:
Кузнецова М.А., Филиппов А.В. Термическая обработка клубней картофеля, как средство против фитофтороза. //Эпифитотии с/х культур, их прогноз и профилактика. III. Современные экологически безопасные системы защиты полевых культур от болезней. Анапа, 1991. С. 309-313.
Кузнецова М.А., Филиппов А.В. Термическая обработка клубней картофеля //Защита растений, 1993, № 1. С. 19.
Трус СМ., Кузнецова М.А. Оценка рейтинга химических и биологических препаратов для борьбы с фитофторозом картофеля. //Агрохимия, 1993, № 6. С. 87-96.
Кузнецова М.А., Паршиков В.В., Козьмин Г.В., Пой Н.Н. Эффективность действия СВЧ - излучения на патогенную микрофлору картофеля и ячменя. // Радиобиологический съезд, ч. II, Пущино, 1993. С. 771.
Филиппов А.В., Кузнецова М.А., Мыльников Н.М. Пашухина И.В. Критерии прогноза старта эпифитотии фитофтороза картофеля. //Совершенствование контроля фитосанитарного состояния с/х культур с целью предотвращения вспышек массового развития болезней, вредителей и сорняков. Москва, 1993. С.
Филиппов А.В., Кузнецова М.А. Неоднозначное влияние некоторых биофунгицидов на динамику восприимчивости растений картофеля к Phytophthora infestans (Mont)d By //Микология и фитопатология, т.28, № 4, 1994. С. 64-69.
Филиппов А.В, Кузнецова М.А. Козловский Б.Е., Трус СМ., Рогожин А.Н., Сметанина Т.И. Эфаль-М и Алюфит - отечественные фунгициды против фитофтороза. // Картофель и овощи, № 3, 1994. С.31.
Кузнецова М.А., Щербакова Л.А., Ильинская Л.И., Озерецковская О.Л., Филиппов А.В. Экстракт мицелия гриба Pythium ultimum - эффективное средство для защиты картофеля от фитофтороза. // Микробиология, № 4, т. 64, 1995. С. 497-499.
Кузнецова М.А., Филиппов А.В., Щербакова Л.А. Применение микробиопрепаратов для защиты картофеля от фитофтороза. // сб. Экологически безопасные и беспестицидные технологии получения растениеводческой продукции, ч. II, 1994. С. 129 - 132.
Кузнецова М.А., Филиппов А.В. Особенности использования Ризоплана против фитофтороза картофеля. // Защита растений, № 8 , 1995. С. 19-20.
Филиппов А.В. Кузнецова М.А., Мыльников Н.М. Прогноз старта эпифитотий фитофтороза картофеля. //Защита растений, № 5, 1995. С. 43.
Кузнецова М.А., Лаврикова В.В., Филиппов А.В., Рогожин А.Н., Щербакова Л.А. Антифитофторозаня активность штамма В-40 Bacillus subtilis. //сб. Защита растений в условиях реформирования агропромышленного комплекса: экономика, эффективность, экологичность; 1995. С. 330.
Филиппов А.В., Кузнецова М.А. Изменение устойчивости картофеля к фи-тофторозу после предпосадочной обработки клубней суспензией клеток Pseudomonas sp. //сб. Защита растений в условиях реформирования агропромышленного комплекса: экономика, эффективность, экологичность. 1995. С. 374-375.
Филиппов А.В. Кузнецова М.А., Рогожин А.Н. Козловский Б.Е. Влияние обработки клубней картофеля препаратом Эфаль-М на воспиимчивость ботвы к Ph. infests. II сб. Защита растений в условиях реформирования агропромышленного комплекса: экономика, эффективность, экологичность; 1995. С. 472.
Кузнецова М.А., Широкова Е.А., Костяшов В.В., Филиппов А.В., Барлюк Т.И., Филиппова Г.Г., Кашемирова Л.А., Добруцкая Е.Г. Воздействие импульсного низкочастотного электрического поля на жизнеспособность фито-патогенов и иммунную систему растений. // Защита растений в условиях реформирования агропромышленного комплекса: экономика, эффективность, экологичность; 1995 . С. 481 -482. Djavakhia V.G., Voinova Т.М., Scherbakova L.A., Filippov A.V., Kuznetsova М.А. Nonpathogenic mutants and metabolites of fungi as biotic factors inducing resistance in plant. Enviromental biotic factors in integrated plant disease control; Scientifie Centre of the Polish Academy, 1994.P. 70.
Филиппов A.B., Козловский Б.Е., Кузнецова M.A., Козловская И.Н., Рогожин А.Н. Влияние Алюфита - препарата на основе фосфористой кислоты на поражаемость картофеля фитофторозом // Актуальные проблемы современного картофелеводства Бел.НИИ картофелеводства, Минск, 1997. С. 77-78. Filippov A.V., Kuznetsova М.А. Negative influence of some biofungicides on potato sensitivity to Phytophthora infestans (Mont) dBy XIII International Plant Protection Congress, European journal of Plant Pathology, 1995. P. 137. Filippov A.V., Kuznetsova MA.Rogozhin A.N..Change the resistance reaction of potato leaves to Phytophthora infestans (Mont.) dBy caused by preplanting treatment of the tubers with live cells of Pseudomonas fluorescens A-33. //Effectivenes of some microorganisms and plant extracts in the control of plant diseases. Skierniewice, 1996. PP. 45-48. Filippov A.V., Kuznetsova M.A. Influence of potato tuber treatment with fludioxanil on development of fungal diseases, II Brighton Crop Protection Conference, 1996. PP. 48-51. Filippov A.V., Kuznetsova M.A. Systemic resistans of potatoes to late blight activated by pre-planting treatment of tubers with specially formed low-frequency pulse electric field. //Russian Phytopathological Journal, 2000, N1.
Кузнецова M.A., Филиппов A.B., Воинова T.M., Щербакова Л.А. Применение микробиологических препаратов для защиты картофеля от фитофтороза //Защита растений, (в печати).
Филиппов А.В., Кузнецова М.А., Рогожин А.Н., БарлюкТ.И., Пюшпеки В.Д. Препарат Максим 100 - новое эффективное средство защиты картофеля от болезней. // Защита растений (в печати).
24. Патент №2083074 от 10.07.1997 г., на изобретение «Способ предпосадочной обработки семян зерновых и овощных культур, предпосадочной и послеуборочной обработки клубней картофеля». Бельковец Е.М., Галантерник Ю.М., Добруцкая Е.Г., Костяшов В.В., Кузнецова М.А., Филиппов А.В., Филиппова Г.Г., Широкова Е.А.
25. Патент №2097973 от 10.12.1997 г. на изобретение «Способ послеуборочного воздействия на темп и параметры созревания цитрусовых, томатов и других неклимактерических культур» Бельковец Е.М., Галантерник Ю.М., Добруцкая Е.Г., Костяшов В.В., Кузнецова М.А., Филиппов А.В., Филиппова Г.Г., Широкова Е.А.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа изложена на 124 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, экспериментальной части, выводов и рекомендаций. Содержит 22 таблицы, 14 рисунков, 1 приложение. Библиография включает 242 наименования, в том числе 123 - зарубежных авторов.
Химический метод защиты
Согласно принятой классификации (Nolte, 1998), химические фунгициды можно разделить на следующие группы:
1. Фунгициды защитного действия Это, в основном, препараты, защищающие растения от внедрения патогена. Они не проникают в ткани растений, остаются на его поверхности и эффективны только в том случае, если их наносят до внедрения фитопатогена в ткани растения. В настоящее время наиболее часто используются этилен-бисдитиокарбоматы (Цинеб, Поликарбоцин, Манкоцеб), Хлороталонил (Даконил), соединения меди (Хлорокись меди и др.), оловоорганические (Брестанид и др.).
2. Системные фунгициды Эти препараты абсорбируются растениями и способны передвигаться в них. Они обеспечивают защиту тканей, удаленных от места нанесения, и проявляют активность даже в тех случаях, когда препараты наносятся после инфекции растений. Типичными представителями этой группы препаратов являются Фениламиды. В нашей стране используются препараты металаксила и оксадиксила. Поскольку к этим препаратам P. infestans приобретает резистентность, их выпускают только в смеси с контактными препаратами (например, Ридомил МЦ или Ридомил Голд МЦ - смеси Металаксила с Манкоцебом). Проблема резистентности в значительной мере снижает ценность этих препаратов и часто ограничивает возможности их практического использования. По рекомендации FRAC, даже смесевые препараты следует применять, руководствуясь следующими основными правилами: - превентивное использование (до проявления симптомов болезни, но не позже фазы цветения; последующие обработки проводить другими препаратами); - ограниченное число обработок (не более 2-3); - недопущение обработки почвы. К этой группе можно отнести также фосфиты - препараты на основе фосфористой кислоты (Альетт, Эфаль-М, Алюфит). По эффективности на ботве они значительно уступают фениламидам, но обладают исключительно хорошей способностью защищать клубни. Считают, что указанный эффект имеет место за счет того, что эти препараты активизируют защитные механизмы растений ( Hai et al., 1979; Bompleix et al., 1980; Мустафа, Дьяков, 1980; Schwinn, Urech, 1986; Schwinn, Staub, 1987; Bashan et al., 1990; Филиппов и др., 1995).
В Китае Альетт широко использовался для защиты томатов от фитофтороза (Schwinn and Margot, 1991). 3. Локально - системные фунгициды
Эти препараты проникают в ткани, но ограниченно передвигаются внутри них от места нанесения. При однородном и хорошем покрытии листа они проявляют такую же системную активность, как и системные фунгициды. К этой группе относятся такие фунгициды, как диметоморф (Акробат), пропамокарб (Татту) и цимоксанил (Курзат).
Диметоморф отличается очень высокой антиспорулярной активностью и, поэтому, при опрыскиваниях в конце сезона обеспечивает защиту от поражения клубней.
Пропамокарб - самый мобильный из этих препаратов и может системно защищать растения в течение нескольких дней после инфекции. Цимоксанил также проявляет некоторую куративную активность против фитофтороза и его можно применять, когда симптомы болезни только обнаружены на соседних полях (Schwinn and Margot, 1991).
Показано, что опрыскивания ботвы фунгицидами, замедляющими развитие болезни на ботве, не всегда сопровождаются снижением уровня пораженности клубней. Неоднократно отмечалось, что "фитофторозных" клубней на необрабатываемых делянках было значительно меньше, чем на делянках, обработанных манкоцебом или другими контактными фунгицидами. Лучшие результаты получали при использовании для опрыскиваний системных фунгицидов (Bruin et al, 1982; Stewart and Clamont, 1982; Bhatia and Young, 1983).
Однако современные рекомендации применять фениламидсодержащие препараты не позднее фазы цветения картофеля, приводят к тому, что в ряде случаев отмечается значительное поражение клубней и при использовании таких фунгицидов, как Ридомил МЦ или Ридомил Голд МЦ. Хороший эффект получают, когда завершающие опрыскивания проводят оловоорганическими соединениями или повышенными дозами Хлорокиси меди.
Во многих странах, уже давно, для защиты клубней от поражения практикуют механическое или химическое уничтожение ботвы за две недели до уборки. При этом считают, что ботва должна быть защищена фунгицидом вплоть до дня ее уничтожения (Schwinn and Margot, 1991; Кваснюк и др., 1995).
Очень важно не допустить контакта клубней со спорами P. infestans во время уборки. Даже небольшое количество спорулирующих пятен на зеленой ботве в период уборки может привести к существенному заражению клубней. По данным Schwinn and Staub (1987), высокий уровень защиты клубней получают при опрыскивании ботвы препаратами, содержащими фозетил AI или фосфористую кислоту. По данным Филиппова и др. (1995), в опытах с искусственным заражением клубней практически абсолютная защита от фитофтороза достигалась при завершающих опрыскиваниях ботвы российскими препаратами Эфаль-М и Алюфит.
Микроорганизмы - антагонисты фитопатогенов
В настоящее время в России наиболее часто используют два препарата на основе псевдомонад: Ризоплан (Планриз) и Агат 25 К. Ризоплан содержит живые клетки бактерий, Агат 25К - их метаболиты и целый ряд микроэлементов.
Из видов рода Bacillus первое место по антагонистической активности и степени изученности занимает бактерия Bacillus subtilis. Бактерии этого вида успешно применяют против бактериальных гнилей капусты, мучнистой росы огурца и томатов, фузариоза зерновых и др. болезней (Новикова, 1994; Новикова и др., 1995 и др.).
В 1995 году Kessel с соавт. показали, что некоторые бактерии филосферы картофеля, особенно Pseudomonas fluorescens и Bacillus sp., оказывали значительное супрессивное воздействие на P. infestans. В 1995 году Glulow и др. обнаружили бактерии - антагонисты в клубнесфере картофеля, большинство из них также были флуоресцентными псевдомонадами. Опрыскивание растений суспензиями этих бактерий 2 раза в неделю при значительной влажности полностью предотвратило фитофтороз, при незначительной влажности защитный эффект не наблюдали. Во влажном компосте по мере увеличения концентрации антагонистических бактерий клубнесферы устойчивость клубней возрастала. Соответственно, был сделан вывод, что существует защитный эффект, вызываемый бактериями-антагонистами и наиболее действенен он во влажных условиях. Механизм подавления P. infestans бактериями и способы их выживания остались неизвестными.
Антагонизм почвообитающих фитофтор с другими почвенными микроорганизмами изучен значительно лучше. Было доказано, что флуоресцирующие псевдомонады имели положительный таксис к гифам и вызывали лизис мицелия различных фитофторовых грибов (Malajczuk, 1983; Yang et al., 1994). Псевдомонады, а также бациллы, были способны поражать структуры бесполого и полового размножения фитофтор, изменяя их морфологию (Malajczuk, 1983). Механизм антагонизма между почвенными псевдомонадами и фитофторами может быть связан с конкуренцией за сидерофоры (Loper, 1988; Leong & Expert, 1989). Условиями антагонистической активности псевдомонад были наличие жгутика и синтез пиовердина (Yang et al.,1993). Устойчивость к меди была фактором, способствующим выживанию флуоресцирующих псевдомонад в почве (Yang et al.,1993).
По данным Воронина и др. (1993), Pseudomonas putida (штамм 1380 (VKMV 1743 D)) подавляет развитие некоторых видов Fusarium и Erwinia. Он продуцирует сидерофоры, способен переводить минеральный фосфат в растворимую форму, а также стимулировать прорастание семян и рост растений.
Источником получения штаммов антагонистов являются так называемые супрессивные почвы, в которых осуществляется либо угнетение, либо естественная биологическая элиминация фитопатогенов. Супрессивные свойства почв обьясняются наличием в Ризоплане растений Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida и других флуоресцирующих псевдомонад (Соколов, 1994). Эти бактерии легко интродуцируются в Ризоплане различных видов растений, хорошо усваивают органические субстраты, характеризуются быстрым ростом, продуцируют сидерофоры (флуоресцирующие пигменты-акцепторы катионы железа) и антибиотики, подавляя тем самым развитие фитопатогенов (Canway & Foor, 1989; Cassinelli, 1993)
По существующим представлениям, комплексное действие на растение ассоциативных ризосферных псевдомонад, проявляющееся в улучшении прорастания семян, усилении роста и развития растений и, в конечном счете, в повышении урожайности, объясняется такими факторами, как: продуцирование сидерофоров, синтез антибиотиков, продуцирование ростовых регуляторов, улучшение фосфорного питания растений (Gamliel, 1991; Cassinelli, 1993; Ермакова, 1994; Соколов, 1994). Аналогичные данные были получены Weller (1988), Defago and Haas (1990), Baker et al. (1991), Lemancean (1992), Kloepper (1993). Значение псевдомонад, как сидерофоров, убедительно показано в экспериментах на бедных железом почвах (Anderson and Guerra, 1985).
По мнению французских ученых Lemancean and Alabouvette (1994), подавление флуоресцентными псевдомонадами патогенов осуществляется прямыми и косвенными способами. Прямое воздействие приводит к нарушению сапротрофного роста патогена, что в свою очередь ограничивает заражение. Косвенное влияние псевдомонад заключается в индукции устойчивости у растений под влиянием бактериальных липополисахаридов. Такой антагонизм связан с конкуренцией за источники железа. По данным Соколова (1994), связывание железа сидерофорами приводит к железодефициту у патогенов и их конкурентному исключению из ризопланы.
Продуктами жизнедеятельности некоторых штаммов флюресцирующих псевдомонад являются антибиотики пиолутеорин, пирролнитрин, фезацин -1-карбоксиловая кислота и 2,4 - диацетилфлороглюсинол, которые, как считают исследователи, играют главную роль в супрессии почвенных патогенов (Vincent et. al., 1991; Pierson and Thomashow, 1992; Shanahan et al., 1992; Pfender et al., 1993; Weller & Thomashow, 1993; Georgakopoulos et al., 1994; Kraus and Loper, 1995; Maurhofer etal., 1995; Thomashow et. al., 1997; Thomashow et. al., 1998).
Некоторые штаммы псевдомонад увеличивают содержание лигнина в корнях, активность пероксидазы и продукцию перекиси водорода (Zdor and Anderson, 1992). Указанное обстоятельство дало основание предположить, что одним из механизмов, с помощью которых псевдомонады влияют на болезни корней, является активированная ими устойчивость растений. Наличие системной активированной устойчивости наблюдалось в опытах, когда псевдомонады вносились в почву, а патогеном искусственно инокулировали листья или стебли (Chen et al., 1994; Lin et al., 1994; Maurhofer et al., 1994; Filippov et al., 1995). Установлено, что при этом в тканях надземной части растений возрастало содержание фитоалексинов и патогенезисзависимых протеинов. В опытах со штаммом СНАО показано, что хелатор железа - пиовердин, является необходимым звеном для получения высокого уровня системной активированной устойчивости (Maurhofer et al., 1994; Voisard et al., 1994). Последнее согласуется с тем обстоятельством, что такие хелаторы железа, как фузариковая, никотиновая и салициловая кислоты также обладают способностью индуцировать устойчивость стеблей и листьев (Defago et al., 1995). В настоящее время имеются доказательства эффективности псевдомонад и их метаболитов в качестве активаторов системной устойчивости растений к различным группам патогенов: грибам (Meera et al., 1992), бактериям (Liu et al., 1993), вирусам (Defago et al., 1994). Согласно современным представлениям, в природе системная активированная устойчивость к болезням и другим стрессовым факторам проявляется только спорадически. Локальное инфицирование патогеном нижних листьев дает системный сигнал, сообщающий всему растению тот или иной уровень устойчивости к индуцирующим или другим патогенам. По данным Hammerschmidt and Yang-Casiiman (1995), способностью активировать устойчивость растений к патогенам обладают некоторые штаммы Bacillus subtilis и дрожжи.
Изучение влияния препаратов Эфаль М и Алюфит на прорастание конидий P. infestans
Действие ЭМП на микроорганизмы по - разному меняет их вирулентность. Отмечено как ее снижение (Павлович, 1981), так и увеличение (Холодов, 1971). Проводились также эксперименты по изучению чувствительности микроорганизмов к физическим факторам на фоне действия ЭМП. Так отмечено, что терморезистентность большинства культур в ЭМП возрастает (Плеханов, Карташов, Мигалкин, 1978). Выявлены разнонаправленные изменения чувствительности патогенных микроорганизмов к антибиотикам. В одних случаях ЭМП повышают устойчивость микробов, в других - снижают, в третьих - или не меняют, или вызывают разнонаправленные изменения (Павлович, 1981). Воздействие ЭМП изменяет антагонистические взаимоотношения между микроорганизмами (Аносова, 1975; Васильев, 1975; Павлович, 1981; Червинец, 1981; Владимирский, 1982). В подавляющем большинстве исследований обнаружена высокая чувствительность различных микроорганизмов к достаточно слабым полям. Однако, наличие эффектов, направление изменений, их величина, как правило, не связаны или весьма слабо связаны с параметрами действующих ЭМП (Плеханов, 1990).
Что касается воздействия ЭМП на микроорганизмы, вызывающие болезни растений, то этот вопрос, судя по имеющейся литературе, освещен очень мало. В основном, сведения о возможности и эффективности такого воздействия мы находили в патентных и рекламных публикациях, в которых предлагается использовать в сельском хозяйстве различные генераторы высоко- и низкочастотных ЭМП. Данные публикации свидетельствуют о том, что в этом направлении проводятся исследования. Так, по данным Wilson et al. (1992), с помощью эндогенного электрического сигнала индуцируются механизмы заживления механических повреждений растений. В 1995 году Ковалев сообщил о влиянии слабых электромагнитных сигналов, в постоянном или импульсном режиме, на регуляцию внутриклеточной концентрации гормонов в растениях и грибах. В этом же году, в журнале "Electro-and Magnetobiology", опубликованы результаты опытов Singh et al. (1995), изучающих влияние электрического тока на прорастание спор некоторых грибов. Они обнаружили, что если в течение часов экспонировать воду в электрическом поле с частотой 50 Гц, а затем поместить в эту воду споры Alternaria sp., Fusarium spM и Trichoderma sp., то в течение 5 часов после облучения отмечается ингибирование прорастания спор.
В развитие метода академика Чижевского фирма "ИНТЕЛПРО" разработала специальный прибор СЭФ (стимулятор электрофизический). СЭФ генерирует индуцированное высоковольтное низкочастотное электрическое поле, аналогичное электрическому полю, существующему между обкладками электротехнических конденсаторов. Электрическое поле, генерируемое прибором СЭФ, формируется импульсным переменным напряжением в виде посылок гармонических колебаний или биполярных импульсов напряженности поля с частотой повторения посылок-импульсов, составляющей 150-250 Гц и амплитудой напряженности 1-100 кВ/м. Посылки-импульсы осуществляются с частотой 5-50 кГц. Исследуемое электрическое поле, по сравнению с другими типами генераторов, имеет характер, приближенный к реальным электрическим и электромагнитным полям, существующим в окружающем мире. Приближенность поля, создаваемого прибором СЭФ, к электрическим или электромагнитным полям, существующим в окружающем мире, с одной стороны, и положительное воздействие на обрабатываемые сельскохозяйственные растения (стимуляцию их иммунной системы), с другой стороны, определяются высоковольтностью поля, вызывающей ионизирующеподобное действие, и относительной широкополосностью частотного спектра электрического поля, носящего псевдошумовой характер (Патент № 2083074 от 10 июля 1997 г).
Первый и последующий «нули» частотного спектра определяются величиной 1/Ти, где Ти- длительность каждого импульса последовательности, перестраиваемого от 0,3-0,5 мсек до 4-7 мсек, а дискретные частотные составляющие равны 1/fu, где fu- частота следования импульсов.
Достоинством способа является высокая технологичность при внедрении в промышленное производство, т.к. оборудование просто, компактно и не энергоемко.
Предварительные опыты, выполненные во ВНИИ фитопатологии, показали, что создаваемое генератором электрическое поле оказывает влияние на поражаемость яровых зерновых культур гельминтоспориозом (Bipolaris sorokiniana), огурца мучнистой росой (Erysiphe cichoracearum). Указанное обстоятельство давало основание предположить о возможном влиянии электрического поля, создаваемого прибором (СЭФ) на развитие фитофтороза картофеля. Нам представлялось, что в случае получения положительных результатов предлагаемый метод позволит снизить кратность противофитофторозных обработок картофеля фунгицидами.
Таким образом, приведенные литературные данные свидетельствуют о том, что, несмотря на важное экономическое значение фитофтороза картофеля, основными способами борьбы с ним являются использование устойчивых сортов, ассортимент которых крайне ограничен, а также многократные опрыскивания ботвы, в основном, химическими препаратами. Такой прием как предпосадочная обработка клубней широко применяется для борьбы, главным образом, с почвенными фитопатогенами - возбудителями ризоктониоза, фузариоза, парши обыкновенной и серебристой.
Поэтому, нам представлялось актуальным оценить влияние предпосадочной обработки клубней, проводимой различными методами, на возбудителя фитофтороза картофеля. Кроме того, большое внимание было уделено поиску способов стимуляции естественных защитных механизмов растений, снижающих вредоносность P.infestans.
Изучение влияния препарата Ризоплан на различные этапы инфекционного цикла фитофтороза картофеля
Согласно результатам исследований (табл.9), многократные опрыскивания вегетирующих растений препаратом Ризоплан снижали вредоносность фитофтороза картофеля. В 1993 и 1995 гг. в условиях благоприятных для развития фитофтороза, Ризоплан достоверно сдерживал развитие болезни на ботве и повышал урожайность картофеля на 41-54 ц/га. Доля пораженных клубней в новом урожае практически не отличалась от варианта с применением Поликарбацина и была в 2-3 раза ниже, по сравнению с контролем.
В 1994 году при депрессии болезни, когда применение Поликарбацина было бесполезным, обработки Ризопланом также несколько повышали урожайность картофеля, по-видимому, в результате рострегуляторного действия. Было установлено, что растения картофеля, обрабатываемые, Ризопланом в период вегетации имели достоверно большую высоту стеблей, чем контрольные (табл. 10).
Таким образом, полученные данные дают основания полагать, что биопрепарат Ризоплан обладает антифитофторозной активностью, не оказывает фитотоксического влияния, а напротив увеличивает высоту растений и может быть использован для защиты растений картофеля в период вегетации.
Изучение влияния предпосадочной обработки клубней картофеля препаратом Ризоплан на развитие P. infestans (Mont.) de Вагу на листьях картофеля Опыты проводили также на экспериментальном поле ВНИИ фитопатологии «Раменская Горка» в 1991, 1994 и 1995 гг. на естественном инфекционном фоне.
Варианты опыта: 1) предпосадочная обработка клубней препаратом Ризоплан за 10 дней до посадки в дозе 2.5 л/т., концентрация препарата 1х 109 кл/мл; 2) контроль (клубни и растения без обработки). Делянки площадью - 35 м2 размещали в массиве картофеля в трехкратной повторности. При проведении опытов определяли дату проявления и дальнейшее развитие фитофтороза, интегральный показатель развития болезни на ботве (площадь под кривой, ед.), урожайность и пораженность клубней картофеля.
Согласно результатам исследований (табл.11), обработка клубней картофеля перед посадкой Ризопланом оказывала определенное влияние на характер развития фитофтороза в полевых условиях. Было установлено, что первичное проявление болезни на участках с обработанными клубнями отмечено в 1991 году на 7 дней, в 1994 и 1995гг соответственно на 13 и 7 дней позже, чем в незащищенном контроле. Нам представлялось, что задержка старта фитофтороза на ботве должна в какой-то степени снизить вредоносное влияние болезни. Однако площади под кривыми, описывающими динамику болезни в течение сезона, урожайность и доля пораженных клубней в новом урожае практически не отличались от контроля. Непонятным был также и сам факт задержки проявления болезни на ботве в результате предпосадочной обработки клубней. Потребовалось более подробное изучение влияния предпосадочной обработки клубней Ризопланом на развитие фитофтороза в период вегетации растений картофеля.
С этой целью в 1993 -95 гг. на сортах - Фреско, Невский и Санте были проведены лабораторно-полевые опыты. Варианты опыта: 1) предпосадочная обработка клубней препаратом Ризоплан за 10 дней до посадки в дозе 2.5 л/т., концентрация препарата 1х 109 кл/мл; 2) контроль (клубни без обработки).
Клубни картофеля обрабатывали Ризопланом за 10 дней до посадки в дозе 2.5 л/га и высаживали в поле на делянках площадью 35 м2. Повторность опыта 3-х кратная. Начиная с фазы 2-3 листьев регулярно (10-12 раз в течение вегетации) на каждой делянке срезали по 10 листьев и в лабораторных условиях инокулировали их конидиями P. infestans. Учет проводили через 3 суток по методике, представленной в разделе 2.
Результаты исследований представлены на рис. 6.
Полученные данные свидетельствуют о том, что предпосадочная обработка клубней Ризопланом оказывала существенное влияние на степень поражаемости листьев картофеля фитофторозом. Характер изменения этого показателя в течение 3-х вегетационных сезонов на сортах Фреско (1993 г.), Невский (1994 г.) и Санте (1995 г.) был схожим. На первых этапах развития (10-20 дней после всходов), ткани растений, из обработанных клубней, поражались значительно слабее, чем ткани контрольных. К фазам развития 7-9 листьев -бутонизации эти различия постепенно исчезали, а затем на листьях растений, выращенных из обработанных Ризопланом клубней, болезнь развивалась сильнее, чем на листьях растений из необработанных клубней. К концу вегетации разница достигала 60 -137%.
Отмеченное в опытах влияние предпосадочной обработки на снижение поражаемости листьев на первых фазах развития вполне объясняет задержку старта развития болезни, полученную в предыдущих полевых опытах (табл. 11). Однако результаты опытов показывают, что влияние биопрепарата в различные периоды вегетации является неоднозначным: до фазы бутонизации предпосадочная обработка клубней снижает уровень развития фитофтороза, а после бутонизации - его усиливает. Становится также понятным, что более высокая поражаемость тканей листьев растений, полученных от обработанных Ризопланом клубней, способствует развитию болезни на более поздних фазах развития растений и, тем самым снижается эффект от полученной задержки старта эпифитотии.
Таким образом, на основании результатов, полученных в ходе экспериментов, можно заключить, что препарат Ризоплан целесообразнее применять не перед посадкой, а в период вегетации растений.
