Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор современных средств и методов защиты персика от грибных болезней 10
1.1 Культура персика и основные сорта, возделываемые на Черноморском побережье России 10
1.2 Основные грибные болезни персика и методы защиты от них 12
1.3 Опыт и перспективы практического использования иммуно-индукторов 21
1.4 Основные биохимические механизмы формирования индуцированного иммунитета растений в ответ на действие фитопа-тогенов 27
2 Условия, объекты и методы исследований 37
2.1 Условия региона исследования 37
2.2 Объекты исследования 40
2.3 Методика исследований 42
3 Эффективность использования иммуноиндукторов системе защиты персика от грибных болезней в зоне влажных субтропиков России 49
3.1 Защитное действие иммуноиндукторов в борьбе с грибными болезнями персика 49
3.1.1 Курчавость листьев персика 49
3.1.2 Кластероспориоз 56
3.1.3 Плодовые гнили 62
3.2 Влияние иммуноиндукторов на биохимические показатели и фотосинтетическую активность листьев персика 66
3.2.1 Ферменты антиоксидантной системы 66
3.2.2 Содержание эндогенной салициловой кислоты 80
3.2.3 Фотосинтетическая активность листьев персика 81
3.3 Защитное действие иммуноиндукторов в борьбе с фитопатогенами на отдельных сортах персика . 84
4 Хозяйственная и экономическая эффективность применения иммуноиндукторов 96
Заключение 98
Библиографический список 101
Приложение 126
- Основные грибные болезни персика и методы защиты от них
- Курчавость листьев персика
- Ферменты антиоксидантной системы
- Защитное действие иммуноиндукторов в борьбе с фитопатогенами на отдельных сортах персика
Введение к работе
Актуальность. В последние десятилетия разрабатывается наиболее перспективное и экологически безопасное направление в защите растений с использованием препаратов элиситорного действия, повышающих природную устойчивость к фитопатогенам (Андреев, Талиева, 1991; Озерецковская, 1994). Использование иммуноиндукторов в системах защиты растений от болезней показывает многие их преимущества по сравнению с традиционными фунгицидами (Злотников, 2012; Тютерев, 2002). Они не токсичны для человека и окружающей среды и не вызывают резистентности к ним фитопатогенных микроорганизмов (Ильинская и др., 1991). Иммуноиндукторы, действуя опосредованно через растения, обеспечивают разнообразные положительные эффекты: повышение иммунного статуса, усиление ростовых процессов, стимуляция репродуктивных свойств, усиление фотосинтетической активности и др., что в итоге приводит к увеличению урожайности сельскохозяйственных культур (Рябчин-ская и др., 2008; Злотников, 2012;). Согласно литературным данным включение иммуноиндукторов в системы защиты растений различных сельскохозяйственных культур может приводить к биологической эффективности сопоставимой с традиционной химической обработкой (Тютерев, 2002; Злотников, 2012; Каширская, Цуканова, 2013; Нагорная, 2013; Леонов, Сокирко, 2015).
Специфика региона влажных субтропиков России заключается в том, что практически вся территория Черноморского побережья Краснодарского края занята организациями санаторно-курортного профиля и густо изрезана речной сетью, поэтому применение традиционных химических пестицидов здесь значительно ограничено или полностью запрещено (Леонов, 2010; Карпун и др., 2016а). Важной проблемой возделывания персика в регионе является поражение листьев курчавостью и другими болезнями, а системы защиты включают исключительно химический метод (Леонов, 2010). При этом многолетнее использование пестицидов приводит к деградации агроценозов, снижению эффективности применения химических средств защиты и усилению вредоносности фитопатогенов (Карпун и др., 2016д). Установлено, что повышение резистентности Taphrina deformans (Berk.) Tul. к фунгицидам происходит в результате активации гена устойчивости (Ousmane et al., 2013), когда в ответ на попадание пестицидов в организм фитопатогена синтезируются ферменты, обеспечивающие их детоксикацию. Только повышенные дозы фунгицидов, в 2-3 раза превосходящие разрешенные к применению, сдерживают развитие курчавости (Леонов, 2010). Улучшение фитосанитарной ситуации в агроценозах достигается при включении в системы защиты иммуноиндукторов, которые совместно с фунгицидами существенно повышают их биологическую эффективность (Кар-пун и др., 2016д).
Вследствие этого, во влажных субтропиках России важным вопросом в защите растений является изучение эффективности иммуноиндукторов, стимулирующих природные защитные механизмы культур к воздействию негативных биотических факторов.
Цель исследований – изучить возможность повышения неспецифической устойчивости персика к фитопатогенам при использовании иммуноиндукторов.
Для достижения поставленной цели исследований решались следующие задачи:
– выявить степень защитного действия иммуноиндукторов (альбит, имму-ноцитофит, экогель и салициловойая кислота) от основных грибных патогенов персика (Taphrina deformans, Stigmina carpophila, Monilia cinerea, Botrytis cinerea);
– определить влияние иммуноиндукторов на состояние защитных механизмов персика по показателям активности ферментов антиоксидантной системы каталазы и пероксидазы, содержание салициловой кислоты в листьях и интенсивности фотосинтеза;
– установить влияние сортовых особенностей на проявление защитного действия иммуноиндукторов в борьбе с фитопатогенами персика в условиях влажных субтропиков России;
– оценить экономическую эффективность использования иммуноиндукто-ров в системе защиты персика от болезней.
Научная новизна. Впервые установлено иммуностимулирующее действие альбита, иммуноцитофита, экогеля и салициловой кислоты при применении в чистом виде и совместно с фунгицидами в половинных нормах расхода (делан, скор), обеспечивающее повышение устойчивости персика к фитопатогенам (Taphrina deformans, Stigmina carpophila, Monilia cinerea, Botrytis cinerea). Установлено, что в основе развития неспецифической устойчивости при применении иммуноиндукторов лежит активация ферментов антиоксидантной системы защиты каталазы и общей пероксидазы, процесса фотосинтеза и увеличение содержания салициловой кислоты в листьях персика. Установлены различия в проявлении эффективности иммуноиндукторов на отдельных сортах персика.
Теоретическая и практическая значимость. В результате выявления высокой биологической, экономической и хозяйственной эффективности альбита и экогеля по сравнению с другими изучаемыми иммуноиндукторами установлена целесообразность их использования в борьбе с основными болезнями персика в зоне проведения исследований. Рекомендовано включение препаратов-иммуноиндукторов в системы защиты персика от фитопатогенов. Результаты эксперимента могут быть использованы в дальнейших исследованиях и учебно-образовательном процессе при изучении таких дисциплин, как «Защита растений», «Физиология растений».
Методы диссертационного исследования. При проведении всех исследований использовали стандартные и общепринятые агрономические и фитопато-логические методики, которые подробно изложены в разделе «Методика исследований» соответствующей главы диссертации.
Положения, выносимые на защиту:
1. Иммуноиндукторы: альбит, иммуноцитофит, экогель и салициловая кислота повышают устойчивость персика к основным грибным заболеваниям – курчавость (Taphrina deformans), кластероспориоз (Stigmina carpophila), мони-лиоз (Monilia cinerea), серая гниль (Botrytis cinerea), что доказывает целесообразность их использования в системах защиты.
2. Развитие устойчивости персика к фитопатогенам при применении имму-
ноиндукторов является результатом повышения активности ферментов антиок-
сидантной системы, увеличения содержания салициловой кислоты в листьях и
стимуляции фотосинтетических процессов.
3. Применение иммуноиндукторов позволяет повысить болезнеустойчи
вость основных сортов персика (Редхавен, Коллинз, Ветеран), возделываемых в
условиях региона, снизить вредоносность фитопатогенов и уменьшить расход
фунгицидов.
Степень достоверности и апробация результатов работы. Результаты исследований были доложены на ежегодных отчетных сессиях ФГБНУ ВНИИ-ЦиСК (2014-2016), на 11 Всероссийских, международных конференциях, а также на конкурсах и других мероприятиях, в т.ч.: VIII Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса», Краснодар, 2014; The XI international scientific and practical conference «Cutting-edge science – 2015», England; Международный конкурс молодых ученых «Alltech young scientist award 2014-2015 г.» (медаль за третье место в региональном этапе конкурса); Кубанская школа инноваторов, МЦ «Инвентум», Краснодар, 2015; Международная научная конференция молодых учёных и специалистов «Наука молодых – агропромышленному комплексу», Москва, 2016.
Личный вклад автора. Работа является результатом оригинальных исследований. На 90% этапы работы были выполнены лично автором (обзор литературных источников, запланированные опыты и исследования, статистическая обработка данных, обобщение результатов). Разработка программы исследований и выбор необходимых методов исследований выполнены при участии научного руководителя.
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликованы 24 научные статьи общим объёмом 5,8 п.л. (в том числе автора – 2,4), в том числе 7 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ (1,7 п.л., в т.ч. автора – 0,5), 1 – в журнале, индексируемом БД Scopus (0,8 п.л., в т.ч. автора – 0,27).
Структура и объем диссертации: Диссертационная работа содержит введение, 4 главы, заключение, включающее выводы и практические рекомендации, библиографический список из 224 наименований, в том числе 73 – иностранных авторов. Работа изложена на 130 страницах, содержит 22 рисунка, 18 таблиц, 2 приложения.
Основные грибные болезни персика и методы защиты от них
В настоящее время на персике в зоне влажных субтропиков выявлено 55 возбудителей болезней (Осташева, 2004). Ниже представлена характеристика основных болезней персика и их возбудителей на Черноморском побережье Кавказа.
Курчавость, или деформация листьев персика, возбудитель – гриб Taphrina deformans (Berk.) Tul. (Ascomycota, Taphrinomycotina, Taphrinomycetes, Taphrinomycetidae, Taphrinales, Taphrinaceae).
Впервые о курчавости персика на Кавказе пишет А.А. Ячевский в 1901 г., затем М.А. Новиков и Н.Н. Воронихин указывают на потенциальную опасность болезни во влажных субтропиках России (Воронихин, 1914; Осташева, 2004). В 1963-1969 гг. ученые Сочинской опытной станции уже отмечали большую вредоносность курчавости для персика (Козицкий, Кулибаба, 1963; Загайный и др., 1968; Кулибаба, 1969).
Биологическая группа – облигатный паразит, биотроф. Весной развитие гриба происходит под кутикулой листьев, клетки которых начинают неравномерно делиться (Каратыгин, 2002; Ousmane et al., 2013). Листья становятся сморщенными (гофрированными), приобретают розовую окраску (рис. 1), затем буреют и в конце мая – начале июня опадают. Заболевание вызывает также опадение плодов, отмирание однолетних побегов, что приводит к сильному истощению деревьев и снижению урожая. При отсутствии защитных мероприятий больные растения не плодоносят (Каленич и др., 1999; Леонов, 2010). На побегах симптомы болезни особенно заметны, т.к. побеги утолщаются, приобретают желтовато-ржавый цвет, их рост прекращается. Почти все листья на таком побеге курчавые. Большая часть пораженных побегов впоследствии засыхает и погибает. Когда заражение происходит на ранних стадиях развития почек, прирост побегов практически не отмечается (Попкова, 2015; Леонов, 2010).
В литературе описаны проявления курчавости на плодах, на поверхности которых, также, как и на листьях, образуются опухолевидные разрастания, цвет их варьирует от желтоватого до красновато-фиолетового. Плод персика остаётся слегка деформированным, а зоны эпидермиса покрыты шрамами и трещинами (Леонов, 2010).
Вред курчавости листьев персика заключается в нарушении фотосинтеза в пораженных листьях и преждевременном их опадении. Определяющими факторами, способствующими распространению и развитию курчавости листьев в насаждениях персика, является сумма осадков и влажности воздуха, а также температура воздуха, особенно в начальный период вегетации – от набухания почек до приостановки первой волны роста побегов (Нагорная, 2010; Леонов, 2015). По наблюдениям Н.А. Осташевой (2005, 2007) и Н.Н. Леонова (2010), в условиях влажных субтропиков России заражение успешно проходит при температуре +6…+12 оС.
Кластероспориоз, или дырчатая пятнистость листьев, возбудитель – гриб Stigmina carpophila (Lv.) M.B. Ellis, син. Clasterosporium carpophilum (Lv.) Aderh. (Ascomycota, Pezizomycotina, Dothideomycetes, Dothideomyceti-dae, Capnodiales, Mycosphaerellaceae). Биологическая группа – факультативный паразит, некротроф.
Поражению кластероспориозом подвержены все надземные органы растения – почки, цветы, завязь, плоды, листья, побеги, ветви. На листьях образуются округлые вначале красновато-фиолетовые или красно-бурые пятна, затем они приобретают светло-коричневый цвет с более тёмной каймой. Такая кайма вокруг пятен – важный отличительный признак болезни, отличающая ее от других пятнистостей. Пятна вначале имеют вид уколов, но через несколько дней (в зависимости от метеорологических условий и восприимчивости сорта) пятна достигают 2-5 мм, а в дальнейшем выпадают, образуя округлые отверстия (рис. 2). По краям листа и около главной жилки пятна могут сливаться, отчего лист кажется объеденным насекомыми (Игнатова и др., 2016).
Плодовые косточковые культуры обладают некрогенной реакцией на внедрение паразита в ткань листа. Сущность этой реакции сводится к быстрому отмиранию клеток участка пораженной ткани, которая служит барьером, изолирующим паразита. Это приводит к гибели или резкому ограничению развития патогена (Прах и др., 2014, 2015). Растения, относительно устойчивые к кластероспориозу, быстрее реагируют на внедрение патогена – изоляция мест поражения листовой пластинки происходит быстрее, чем у восприимчивых, что ограничивает интоксикацию патогеном прилегающей здоровой ткани. У устойчивых сортов выпадение пятен наступает на 9-10 сутки, у восприимчивых – на 14-15. Листья относительно устойчивых сортов после выпадения ткани не опадают, остаются здоровыми, нормально функционируют, величина дырчатости незначительна, спороношение часто отсутствует (Хохрякова, Никитина, 1978).
Зимует гриб конидиями в пораженных участках коры и в камеди, а также мицелием в коре и древесине поврежденных побегов. Ранней весной при температуре выше +4…+5 С и выпадении осадков на пораженных поверхностях на конидиеносцах образуются конидии. Они вместе с перезимовавшим мицелием являются первичной инфекцией кластероспориоза (Алейникова, 2011). С помощью ветра, дождя, насекомых конидии переносятся на молодые листья, вызывая их заболевание (Овчаренко, 1967; Дорожкина и др., 2015). Температура более +26 С, отсутствие осадков и влажность воздуха ниже 60 % подавляют развитие возбудителей болезни (Кулибаба, 1963).
Болезнь не только снижает качество и урожай, но и резко ослабляет растения, сокращая их долговечность. На Черноморском побережье Кавказа в отдельные годы при отсутствии защитных мероприятий уже в конце июля сбрасывается до 90% листьев (Леонов, 2012). Преждевременный листопад влечет за собой вторичный (осенний) рост побегов, вследствие чего древесина не вызревает, деревья уходят в зимовку ослабленными, неподготовленными к низким температурам (Дементьева, 1985; Чикин, 2001). Монилиальная гниль плодов, или монилиоз, возбудитель – гриб Monilia cinerea Bonord. (телиморфа Monilinia laxa (Aderh. et Ruhland) Honey) (Ascomy-cota, Pezizomycotina, Leotiomycetes, Leotiomycetidae, Helotiales, Sclerotinia-ceae). Биологическая группа – факультативный паразит, некротроф. Сумчатая стадия в виде апотециев встречается крайне редко, чаще всего гриб находится в стадии анаморфы. Развивается на плодах растений, вызывая плодовую гниль. На плодах с поврежденной кожицей появляются концентрические круги подушечек с конидиями (рис. 3а). Плоды, оставшиеся на дереве, превращаются в полые псевдосклероции (рис. 3б), покрытые снаружи и внутри черной корой (Исмаилова, Койшибаев, 1999).
После перезимовки псевдосклероции снова прорастают конидиями (редко апотециями). В распространении инфекции принимает участие восточная плодожорка, которая может переносить конидии с пораженных плодов на здоровые, а также наносит механические повреждения плодам, служащие во-ромтами инфекции для монилиоза. Конидии гриба прорастают вместе с развитием личинок, питающихся пораженной мякотью плодов (Исмаилова, Койши-баев, 1999). Серая гниль плодов, возбудитель – гриб Botrytis cinerea Pers. (Ascomy-cota, Pezizomycotina, Leotiomycetes, Leotiomycetidae, Helotiales, Sclerotinia-ceae). Биологическая группа – раневой паразит, некротроф. Серая гниль проявляется бурыми, быстро увеличивающимися пятнами на плодах. При повышенной влажности воздуха бурые некрозы покрываются серым пушистым мицелием и спорами (рис. 4), которые разносятся с ветром и заражают соседние плоды (Faretra, Grindle, 1992).
Курчавость листьев персика
. В настоящее время в субтропической зоне России наиболее вредоносным фитопатогеном персика является Ta-phrina deformans, который вызывает курчавость листьев (Михайлова и др., 2015). В основном, на интенсивность развития данного заболевания влияют погодные условия региона, а именно, влажная прохладная весна, осадки и туманы в период вегетации, теплая продолжительная осень. Вредоносность курчавости достаточно велика, она приводит к ослаблению деревьев и снижению урожая, осыпанию завязи, а также портит внешний вид плодов.
Помимо выполнения исследований, на экспериментальном участке было проведено наблюдение за развитием патогена без применения фунгицидов и иммуноиндукторов, что позволило определить степень агрессивности фитопатогенов в экосистеме без защитных мероприятий (табл. 3)
Погодные условия 2014-2016 гг. (табл. 1) способствовали высокой вирулентности T. deformans. Потепление в феврале и марте 2014 г. вызвало раннее листообразование (в начале первой декады апреля), которое сопровождалось интенсивным поражением курчавостью. Рост патогенной активности T. defor-mans, наблюдаемый в апреле, также являлся следствием благоприятного температурного режима. Максимальная интенсивность поражения курчавостью отмечалась в первой и второй декадах мая. Характерным показателем патогенеза является значительная площадь поражения листовой пластинки (3-4 балла) и преждевременное опадение листьев, что свидетельствует о преобладании негативного действия фитопатогена над защитными механизмами иммунной системы растений. В то же время наблюдалось отсутствие визуальных признаков деформации у 20-30 % листьев.
Таким образом, возделывание персика без применения средств защиты из-за интенсивного развития инфекционного процесса не представляется возможным.
Однократная обработка персика 3% бордоской смесью перед началом набухания почек во все годы исследований позволила существенно снизить вредоносность T. deformans. Защитное действие этого пестицида проявляется в течение 3-5 недель и ограничивается контактным механизмом действия на возбудителей заболевания сельскохозяйственных культур без влияния на их иммунную систему (Леонов, 2010). Через 30-40 суток после применения препарата в начальной стадии листообразования степень поражения не превышала 3,9±0,2 %.
За годы исследования (2014-2016 гг.) в контрольном варианте наблюдалась умеренная степень воздействия T. deformans на листья персика (табл. 4). В 2014 г. максимальный уровень развития курчавости составлял 24,8 %, в 2015 г. – 31,2 %, в 2016 г. – 23,1 %.
Положительным результатом использования иммуноиндукторов в системе защиты персика является повышение устойчивости культуры к курчавости листьев.
Включение в обработку персика иммуноиндукторов (альбита, иммуно-цитофита, экогеля и салициловой кислоты) повлекло за собой положительный эффект, который выразился в сдерживании развития заболевания. Наилучший результат был достигнут в вариантах опыта с использованием баковых смесей иммуноиндукторов с половинными дозировками фунгицидов.
Установлено существенное защитное действие фунгицидов совместно с альбитом и экогелем, несмотря на половинные нормы расхода пестицидов по сравнению с производственной обработкой. Степень поражения листьев персика Т. deformans в 2014 г. в вариантах опыта с применение экогеля была на 58 %, альбита - на 34 % ниже по сравнению с результатом обработки деланом в чистом виде. Аналогичная закономерность установлена в 2015-2016 гг. (Кар-пун и др., 2016). Полученные данные свидетельствуют о существенной роли неспецифического иммунитета, индуцированного экогелем и альбитом, в борьбе с курчавостью персика.
Данное заключение подтверждается результатами, полученными при использовании экогеля и альбита в чистом виде. В 2014 г. (первый год обработки) защитное действие иммуноиндукторов соответствовало фунгицидам, в 2015 г. (второй год обработки) и в 2016 г. (третий год обработки) возрастало, что свидетельствует об отсутствии истощения иммунной системы персика. Во всех вариантах опыта патогенез курчавости носил однотипный характер. При визуальной диагностике фиксировалась высокая степень поражения листьев T. deformans (3-4 балла), однако, в опытных вариантах количество пораженных листьев было в среднем в 5,2 раза меньше по сравнению с контролем. Таким образом, иммуноиндукторы препятствовали развитию болезни в случае проникновения T. deformans в листовую пластинку.
Повышение устойчивости персика к курчавости после обработки салициловой кислотой в чистом виде и в смеси с фунгицидами свидетельствует о салицилатном пути формирования иммунитета. Во всех вариантах опыта с использованием этого биопрепарата степень развития курчавости была ниже контрольных значений и соответствовала уровню воздействия фунгицида скор.
Действующее вещество иммуноцитофита (этиловый эфир арахидоновой кислоты) является активатором жасмонатного пути индуцирования иммунитета растений к некротрофным фитопатогенам. Несмотря на это, препарат усиливает биоцидные свойства фунгицидов, применяемых в борьбе с T. defor-mans. Иммуноцитофит в чистом виде также повышал устойчивость персика к T. deformans, однако эффект был менее значительным.
Защитные свойства иммуноиндукторов в борьбе с развитием и распространением курчавости персика отражены в динамике показателей биологической эффективности препаратов (рис. 5, 6). При производственной обработке фунгицидом контактного действия (делан) величина этого показателя находилась в пределах 40,9-59,3 %.
Во всех опытных вариантах после обработки персика баковыми смесями иммуноиндукторов с деланом показатель биологической эффективности был значительно выше, несмотря на половинную норму расхода фунгицида. В результате первой обработки опытных растений иммуноиндукторами в чистом виде достигнут высокий положительный результат, который вырос на третий год эксперимента.
В 2014-2015 гг. уровень биологической эффективности после второй обработки в период максимального развития курчавости (первая декада мая) превышал значения, полученные после первой обработки. В 2016 г. существенных отличий не наблюдалось. Использование экогеля и альбита в баковой смеси со скором имело более высокую биологическую эффективность, что является следствием роста защитного действия при сочетанном влиянии им-муноиндуктора и фунгицида. Применение баковых смесей иммуноцитофита и салициловой кислоты с фунгицидами оказывало менее существенное воздействие на изменение величины этого показателя.
В июне, когда развитие курчавости естественным образом снижается, биологическая эффективность баковых смесей экогеля и альбита превышала значения биологической эффективности в варианте производственной обработки. Использование баковых смесей иммуноцитофита и салициловой кислоты было менее эффективным по сравнению с вышеуказанными вариантами.
Иммуноиндукторы оказывали влияние на концентрацию ДНК-амплико-нов T. deformans в листьях персика в период интенсивного развития курчавости. В апреле 2017 г. в период начального развития курчавости были отобраны листья персика для проведения молекулярного анализа присутствия ДНК патогена.
Результаты ПЦР-детекции T. deformans в бессимптомных листьях персика показали наличие ДНК возбудителя во всех исследуемых образцах (рис. 7).
Ферменты антиоксидантной системы
. В последние годы получила распространение гипотеза о том, что основой адаптации растений к биотическим стрессам является эффективное функционирование антиоксидант-ной защитной системы (Радюкина, 2015). Повышение активности ключевых ферментов этой системы – каталазы и пероксидазы – обеспечивает болезнеустойчивость растений к широкому кругу фитопатогенов. Эти ферменты играют определяющую роль в обезвреживании активных форм кислорода, являющихся неотъемлемой частью биотического стресса (Тютерев, 2002). Основное защитное действие пероксидазы заключается в усилении синтеза лигнина и создании механического барьера на пути проникновения фитопатогенов. Высокий уровень активности каталазы свидетельствует об устойчивости растений к негативным воздействиям, и наоборот, ингибирование активности фермента может являться диагностическим признаком слабой резистентности растений к биотическим стрессам (Чиркова, 2002).
По результатам наших исследований установлено угнетение каталазной и пероксидазной активности в листьях персика, пораженных T. deformans. В 2015-2016 гг. наименьшее значение этих показателей фиксировалось при 100% поражении листовой пластинки курчавостью (рис. 12).
При снижении степени поражения листовой пластинки в два раза – до 50% – активность обоих ферментов повышалась, однако, величина этих показателей была ниже значений, чем в листьях без признаков поражения T. deformans.
Активность каталазы листьев без признаков поражения T. deformans в 2016 г. была выше, чем в 2015 г. на 85,3%, пероксидазы на 125,8%. При 50% степени распространения курчавости по листовой пластинке персика уровень каталазной активности был ниже здоровых листьев на 24,7%, пероксидазной – на 25,0%.
Результатом угнетающего действия T. deformans на ферменты антиокси-дантной системы является снижение их способности к нейтрализации и деток-сикации активных форм кислорода, которые, как правило, образуются в тканях растений вследствие окислительного стресса.
В наших исследованиях установлено стимулирующее действие иммуно-индукторов на функциональное состояние ключевых ферментов антиокси-дантной системы – каталазы и пероксидазы.
Наименьшее значение каталазной активности в листьях персика зафиксировано в контроле в 2015 г. (табл. 9). В 2016 г. этот показатель был выше. Тем не менее, ответная реакция фермента на воздействие фунгицидов и имму-ноиндукторов в течение двух лет имела общие закономерности.
Применение фунгицидов делан и скор оказывало стимулирующее действие на состояние этого фермента. Наивысший эффект получен при совместном действии иммуноиндукторов с фунгицидами, несмотря на снижение их норм расхода в два раза. В 2015 г. в вариантах опыта с использованием баковых смесей фунгицидов с альбитом и экогелем активность каталазы превышала не только значения контроля, но и данные, полученные при производственной обработке. Аналогичные результаты наблюдались при применении альбита в чистом виде. Экогель оказывал стимулирующий эффект, который был отмечен в 2015 г. после первой и второй обработок, а в 2016 г. – после всех трех обработок. В 2015 г. варианты с применением иммуноцитофита и салициловой кислоты стимулировали каталазную активность только после первой обработки. В 2016 г. салициловая кислота уже стабильно повышала активность каталазы, но только при совместном применении с фунгицидами. В вариантах опыта с использованием иммуноцитофита в 2016 г. значение ката-лазной активности находилось в пределах результатов, полученных при производственной обработке.
Результаты наших исследований позволили установить взаимозависимость развития курчавости и уровня активности каталазы. Повышение активности каталазы соответствовало снижению уровня развития курчавости, а, следовательно, повышению резистентности персика к болезни.
По данным 2015 г. (табл. 8) при минимальной степени развития курчавости в вариантах опыта с использованием половинных дозировок фунгицидов с альбитом и экогелем наблюдался максимальный уровень активности ка-талазы. Аналогичная закономерность была установлена при использовании альбита и экогеля в чистом виде. Снижение защитного действия иммуноцито-фита и салициловой кислоты сопровождалось уменьшением активности изучаемого фермента. Максимальная корреляция в первый год наблюдений (– 0,9336) была установлена после первой обработки, что указывает на тесную обратную взаимосвязь показателей активности каталазы и развития курчаво сти. Результаты, полученные после повторного применения фунгицидов и им-муноиндукторов, показали более низкую связь между исследуемыми показателями. Результаты исследований 2016 г. отражают более тесную корреляцию между степенью развития курчавости и уровнем каталазной активности. При этом общие закономерности, выявленные в 2015 г., подтвердились.
Таким образом, установлено, что максимальный уровень устойчивости персика к курчавости соответствует наиболее высоким значениям активности каталазы. Высокий коэффициент корреляции свидетельствует о значительной роли каталазной активности в повышении устойчивости персика к фитопато-генам.
Сравнительный анализ результатов исследований 2015-2016 гг. свидетельствует о стимулирующем действии иммуноиндукторов на активность ка-талазы (рис. 13).
В 2015 г. уровень каталазной активности в контрольном варианте опыта был существенно ниже значений, установленных в 2016 г., что явилось следствием засухи, наблюдавшейся с III декады апреля по II декаду июня (см. табл. 1). Однако, несмотря на этот негативный погодный фактор, который отрицательно сказывается на активности антиоксидантных ферментов (Рындин и др., 2014), ответная реакция на воздействие иммуноиндукторов не снижалась. Интенсивность стимулирующего действия альбита в 2015 г. была выше, чем в 2016 г. В 2015 г. после первой обработки альбитом в баковой смеси с фунгицидами каталазная активность возросла по сравнению с контролем на 49 %, после третьей обработки на 73 %. Аналогичная закономерность была установлена при применении альбита в чистом виде. Максимальный рост ответной реакции активности каталазы наблюдался после применения экогеля совместно с фунгицидами. В 2015 г. первая обработка привела к росту этого показателя на 63 % по сравнению с контролем, третья обработка на 78 %, в 2016 г. 31 % и 33 %, соответственно. Стимулирующий эффект экогеля в чистом виде был значителен, но существенных отличий в разные годы не наблюдалось. Следует отметить, что максимальное индуцирующее действие альбита и эко-геля фиксировалось при низком фоновом уровне изучаемого фермента в засушливый период. При повышении контрольных значений каталазной активности до 231 мг/г ткани стимулирующее действие альбита и экогеля сохранялось, но интенсивность ответной реакции была ниже. Применение иммуноци-тофита и салициловой кислоты совместно с фунгицидами оказывало стимулирующее действие на каталазную активность. При использовании препаратов в чистом виде активирующее влияние в 2015 г. проявлялось после первой и третьей обработок, в 2016 г. результат был стабильным.
Таким образом, установлено, что максимальную эффективность в повышении каталазной активности листьев персика показало применение альбита и экогеля как в чистом виде, так и в баковых смесях с фунгицидами. Результаты эксперимента свидетельствуют о стабильном индуцирующем эффекте исследуемых препаратов вне зависимости от гидротермических условий года. Существенное значение в повышении иммунного статуса персика при применении препаратов элиситорного действия имеет рост пероксидазной акт ивност и в листьях растений. Производственная обработка фунгицидами в 2015-2016 гг. повышала активность этого фермента (табл. 10).
Защитное действие иммуноиндукторов в борьбе с фитопатогенами на отдельных сортах персика
Основополагающее значение для определения целесообразности применения иммуноиндукторов в борьбе с фитопатогенами персика имеет учет его сортовой устойчивости в характере ответной реакции на использование биопрепаратов элиситорного действия. Установлено, что сортовая неспецифическая устойчивость персика к биотическим и абиотическим стрессам определяется интенсивностью защитных реакций, формирующихся на биохимическом уровне (Тютерев, 2002). Согласно литературным данным, комплекс биохимических процессов, обеспечивающих резистентность персика к абиотическим стрессам способствует повышению сопротивляемости растений к фитопатоге-нам. В исследованиях Ю.С. Абильфазовой и Н.Е. Смагина (2016) доказано, что из широко возделываемых в зоне влажных субтропиков сортов персика наиболее устойчивыми к негативным погодным условиям являются Редхавен, наименее – Ветеран и Коллинз.
В наших исследованиях также отмечены различия в сортовой устойчивости персика к фитопатогенам T. deformans и S. carpophila (рис. 18).
В период максимального развития курчавости и кластероспориоза в наименьшей степени этими заболеваниями поражается сорт Редхавен. Более подвержены воздействию фитопатогенов Ветеран и Коллинз. Указанная закономерность фиксировалась независимо от года проведения исследований.
Производственная обработка персика деланом и скором существенно снижала патогенное влияние Taphrina deformans (табл. 14). Степень развития болезни в 2015 г. у сорта Ветеран уменьшилась на 69,6 %, Коллинз на 71,5 %, Редхавен на 75,0 %. В 2016 г. снижение этого показателя в результате действия фунгицидов было менее значительным.
Использование иммуноиндукторов повышало эффективность фунгицидов несмотря на сниженные в два раза нормы расхода. Максимальный положительный результат независимо от сорта персика был достигнут в вариантах опыта с применением альбита и экогеля. Менее существенное влияние оказывали иммуноцитофит и салициловая кислота при использовании с фунгицидами. Высокая эффективность баковых смесей является следствием доминирующего защитного действия иммуноиндукторов. Об этом свидетельствуют результаты исследований, полученные после обработок персика альбитом, им-муноцитофитом, экогелем и салициловой кислотой в чистом виде. После применения альбита и экогеля существенно повышалась устойчивость растений к курчавости, вследствие этого степень проявления патогенного действия T. de-formans была ниже, чем при действии фунгицидов. Значительных отличий в интенсивности поражения листьев различных сортов персика не наблюдалось. Иммуноцитофит и салициловая кислота в чистом виде также стимулировали защитные свойства персика, однако, устойчивость растений к T. deformans была ниже, чем при применении альбита и экогеля. Степень поражения листьев курчавостью независимо от сорта персика соответствовала результатам производственной обработки.
Сравнительный анализ показателей биологической эффективности применяемых препаратов показал единые закономерности эффективности применения иммуноиндукторов в баковых смесях с фунгицидами и в чистом виде на сортах персика разного срока созревания против курчавости листьев.
В целом, общая картина эффективности применения иммуноиндукторов на разных сортах довольно схожа. Уровень биологической эффективности фунгицидов при обработке различных сортов персика отличался незначительно. В варианте производственной обработки в 2015 г. на сорте Ветеран она составляла 69,2 %, на Коллинз 71,5 %, на Редхавен 75,0 %. В 2016 г. биологическая эффективность фунгицидов в производственной обработке была существенно ниже – на сорте Ветеран 53,5 %, Коллинз 51,0 %, Редхавен 56,0 %. Усредненные показатели биологической эффективности производственной обработки приведены на рис. 19.
Рост биологической эффективности наблюдался в вариантах Альбит + фунгициды, Экогель + фунгициды, Альбит, Экогель. Такая картина свидетельствует об активации защитных реакций всех изучаемых сортов растений на элиситорное воздействие данных иммуноиндукторов. В то же время, биологическая эффективность применения в чистом виде иммуноцитофита и салициловой кислоты на сортах Коллинз и Редхавен была ниже аналогичного показателя производственной обработки.
Таким образом, влияния сорта на биологическую эффективность применения иммуноиндукторов против курчавости листьев персика не выявлено. На трех сортах разного срока созревания отмечены одинаковые тенденции действия иммуноиндукторов в чистом виде и в баковых смесях. Максимальный индуцирующий эффект оказывали варианты с использованием альбита и эко геля. Полученные результаты могут свидетельствуют о возможности применения этих иммуноиндукторов не только на сорте Редхавен, но и на других сортах персика.
Аналогичные результаты получены при изучении влияния иммуноин-дукторов на степень сопротивляемости разных сортов персика к некротроф-ному фитопатогену Stigmina carpophila. Наиболее высокой устойчивостью к кластероспориозу отличается сорт Редхавен (табл. 15).
Сортовые различия в устойчивости интенсивно проявлялись в 2016 г., когда степень поражения листьев персика фитопатогеном у сорта Ветеран была выше на 77,3 %, Коллинз – на 71,8 % по сравнению с сортом Редхавен. Производственная обработка снижала интенсивность инфекционного процесса. По сравнению с контролем степень развития болезни уменьшилась незначительно и вследствие этого показатели биологической эффективности находились на низком уровне в пределах 28-47 % (рис. 20). Наибольшая эффективность производственной обработки отмечалась на сорте Коллинз, наименьшая – на Редхавен.
В отличие от курчавости листьев, включение в системы защиты вариантов с применением иммуноиндукторов значительно повышало их биологическую эффективность в борьбе с кластероспориозом. Высокий результат был получен на всех сортах после обработки фунгицидами с альбитом, экогелем и иммуноцитофитом. Эта закономерность проявлялась как в 2015 г., так и в 2016 г., независимо от разной степени развития инфекционного процесса в контроле. Эффективность применения иммуноиндукторов в чистом виде была выше на сортах Коллинз и Ветеран, в отличие от результатов, полученных на сорте Редхавен. Таким образом, в борьбе с кластероспориозом отмечена роль сорта при применении иммуноиндукторов. Более высокие значения биологической эффективности отмечаются на сортах персика, менее устойчивых не только к болезням, но и к абиотическим факторам среды.
В период созревания плодов персика наблюдается их поражение возбудителями плодовых гнилей – Botrytis cinerea и Monilia cinerea, максимальная степень развития которых фиксируется при сборе урожая. Как следует из результатов исследований, серая гниль наиболее интенсивно развивалась в контрольном варианте на сорте Ветеран, который характеризуется поздним сроком созревания и, как следствие, большей восприимчивостью к фитопатоге-нам (табл. 16). Сбор урожая этого сорта осуществляется в первой половине августа, вследствие чего персик значительное время подвергался воздействию погодных факторов (высокой влажности и температуры воздуха, дождевым осадкам ливневого характера), способствующих развитию гнилей.
Наименьшая интенсивность болезни фиксировалась на плодах сорта раннего срока созревания – Коллинз, сбор урожая с которого проводится в первой декаде июля. Наиболее устойчивыми к серой гнили являются плоды сорта Редхавен несмотря на то, что они созревают на две недели позже сорта Колинс (III декада июля). Трехкратное применение фунгицидов в весенний период способствовало снижению поражения плодов персика B. сinerea несмотря на значительный период времени между окончанием обработок и сбором урожая (1-2 месяца). Использование баковых смесей фунгицидов с имму-ноиндукторами снижало степень развития болезни во всех вариантах опыта. Минимальное развитие серой гнили наблюдалось на плодах сорта Редхавен, максимальное на сорте Ветеран. Из применяемых иммуноиндукторов наиболее высокое защитное действие установлено после использования альбита и экогеля. Аналогичная ответная реакция фиксировалась после обработок им-муноиндукторов в чистом виде.