Биопрепараты против болезней растений
Значительный урон сельскому хозяйству наносят фитопатогенные грибы родов Fusarium, Pythium, Phytophtora, Verticillium и др., являющиеся возбудителями различных гнилей, пятнистостей, увядания, скручивания листьев и других заболеваний растений.
В практике растениеводства для защиты растений от вредных организмов широко применяют биологические средства, так как это важное условие для получения высоких урожаев и качественной, экологически чистой продукции.Препараты для защиты растений от фитопатогенных грибов по способу воздействия подразделяются следующим образом:
• препараты контактного (поверхностного) действия;
■ препараты проникающего действия, которые оказывают воздействие, проникая в ткани растения;
■ системные препараты, обладающие как контактным, так и проникающим действием.
Биологические препараты против болезней растений для открытого и закрытого грунта производят на основе антибиотиков, гиперпаразитов фитопатогенов, микроорганизмов - антагонистов. Антибиотики в России для борьбы с фитопатогенными микроорганизмами в настоящее время не используют, хотя в мире эта практика существует.
Гиперпаразиты — паразиты второго порядка. Они развиваются на других грибах-паразитах, являющихся возбудителями заболевания, и поэтому могут быть использованы для борьбы с этим заболеванием. Распространенным грибным препаратом на основе гиперпаразита является ампело- мицин. Для массовой наработки препарата в биолабораториях используют гриб Ampelomyces quisqualis Ces., который паразитирует на мицелии мучнисто-росяных грибов и эффективен при мучнистой росе огурцов и табака.
Широкое распространение в практике борьбы с фитопатогенной флорой получили микробы- антагонисты. Наибольшей популярностью для борьбы с фитопатогенами пользуется биопрепарат триходермин, который активен против широкого круга вредителей в закрытом и открытом грунте.
Триходермин — биологический препарат на основе грибов рода Trichoderma, подавляющих развитие фитопатогенов путем прямого паразитизма, конкуренции за субстрат, выделения ферментов и антибиотиков (виридин, триходермин, глиотоксин). Биологически активные вещества, продуцируемые грибами рода Trichoderma, стимулируют рост и развитие растений, повышают их стойкость к болезням. Грибы этого рода, благодаря высокой биологической активности, быстро осваивают субстрат, активно разлагают.органические соединения, принимают участие в процессах аммонификации и нитрификации, усилении мобилизации фосфора и калия, обогащают почву подвижными питательными веществами.
В почве грибы рода Trichoderma развиваются на разнообразных растительных остатках, содержащих целлюлозу, на мицелии и плодовых телах фитопатогенов. Они паразитируют на склероци- ях гриба Sclerotinia sclerotiorum, псевдосклероциях гриба Rhizoctonia solani.Alternaria.Armillaria, Botritis, Colletotrichum, Fusarium, Helmintosporium, Pithium, Phoma, Phitophtora, Ascohita и других возбудителей болезней сельскохозяйственных культур.
Получены положительные результаты при использовании триходермина в борьбе с грибами рода Cytospora, которые вызывают рак и усыхание побегов косточковых пород, против некоторых болезней винограда, вертицилезного увядания баклажан, фузариозного увядания гвоздики и арбузов, ризоктониоза и сухой гнили картофеля, белой гнили огурцов и томатов и других болезней растений. При использовании культуральной жидкости гриба Trichoderma lignorum и спор Т. lignorum и Т. harzianum для борьбы с серой гнилью садовой земляники наиболее высокая биологическая эффективность, которая составила 60% , была отмечена у споровых препаратов Т. lignorum и Т. harzianum.
Распространенным продуцентом триходермина является Trichoderma lignorum (Т. viride), который эффективно подавляет корневые гнили и фузариоз. Разные штаммы грибов Trichoderma обладают разной антагонистической и ферментативной активностью. Среди ферментов, продуцируемых грибами этого рода, следует отметить целлюлазы и геликазу, способствующие разрушению клеточной стенки фитопатогенов.
Широкой популярностью триходермин пользуется в овощеводстве закрытого грунта в борьбе с комплексом возбудителей болезней, которые вызывают корневые, прикорневые гнили растений, аскохитоз. При применении препарата в тепличных хозяйствах урожайность огурцов и томатов повышается на 15-30%.
В зависимости от возбудителя болезни, выращиваемой культуры триходермин можно использовать несколькими способами:
• предпосевное возделывание семян за 1-3 дня до посева;
• внесение в почву за 5-6 дней, или непосредственно перед посевом или высадкой рассады на постоянное место;
• опрыскивание растений суспензией препарата в концентрации 0,5-1 % с нормой расхода в пределах 1000-2000 л/га.
При использовании триходермина для предпосевного возделывания семян урожайность гороха увеличилась на 6,3 ц/га, кукурузы — 4,2 ц/га, и возделывания клубней урожайность картофеля повышалась на 7,4 ц/га. Следует отметить, что антагонистические свойства триходермы в естественных условиях активно проявляются при температурах выше +12 °С.
Получают препарат «триходермин» поверхностным, глубинным и глубинно-поверхностным способом. Процесс производства включает приготовление посевного материала и питательной среды, производственное культивирование, сушку, расфасовку, упаковку. При разработке технологии производства биопрепарата важно подобрать оптимальный состав питательной среды для роста и спорообразования, создать удобную и эффективную для применения препаративную форму — порошок, паста, гранулы, с использованием ингредиентов, стабилизирующих и пролонгирующих их действие.
Для поверхностного культивирования используют ячменную лузгу, отруби, солому и другие субстраты. Грибы рода Trichoderma для получения биопрепарата можно выращивать в течение 7-10 дней на поверхности жидкой питательной среды в виде спорово-мицелиальной пленки, которую высушивают, затем измельчают в порошок и используют против белой и серой гнили,
аскохитоза.
При глубинном способе получения препарата готовят мицелиальный посевной материал путем выращивания гриба в течение 24 часов в колбах на качалке, затем в инокуляторе и производственном ферментере при перемешивании и температуре 28 °С.
В глубинной культуре наблюдается слабое образование конидий, в основном получают хламидоспоры и мицелий. При обезвоживании препарата образовавшиеся в условиях глубинного культивирования конидии быстрее теряют жизнеспособность по сравнению с конидиями поверхностной культуры. Поэтому для исключения обезвоживания препарата его готовят в виде гранул. С этой целью культуру смешивают с альгинатом натрия (20 г на 750 мл) и размолотыми пшеничными отрубями (50 г на 250 мл) и эту смесь добавляют по каплям в желеобразный раствор хлористого кальция для образования гранул, которые высушивают на воздухе.Препарат можно получать и глубинно-поверхностным методом, при этом биомассу гриба, полученную в условиях. глубинного выращивания, объединяют с нерастворимыми субстратами (лузгой, соломой, торфом и др.), где через 7-10 суток при 28 °С обильно образуются конидии.
В качестве биологических агентов для борьбы с болезнями растений широко используют безвредные для человека и животных препараты на основе бактерий-антагонистов.
Ряд препаратов — бактофит, бациллан, алирин Б против гнилей, мучнистой росы и других болезней растений разработаны на основе бактерии-антагониста Bacillus subtilis.
Препарат планриз, или ризоплан, — биологический препарат, действующим элементом которого являются живые клетки ризосферных бактерий, способен подавлять развитие возбудителей бактериальных и грибковых заболеваний растений. Бактериальные клетки в процессе вегетации заселяют поверхность корней и листвы, оказывая положительное влияние на жизнедеятельность растений, и препятствуют поражению их фитопатогенными грибами и бактериями. Планриз эффективно используют в борьбе с болезнями картофеля и ряда овощных культур. Его применяют против фитофтороза, кольцевой гнили, фузариоза, ризоктониоза, парши; корневой гнили, аскохи- тоза, настоящей и ненастоящей мучнистой росы огурцов; черной ножки и бактериозов капусты; альтернариоза моркови; фузариозного увядания гвоздики.
В зависимости от возбудителя болезни и выращиваемой культуры планриз используют путем предпосевного возделывания семян, корневой системы рассады и опрыскивания вегетирующих растений.
При использовании препарата путем опрыскивания вегетирующих растений урожайность томатов повышалась на 12-20 % , огурцов — от 10 до 42 %, капусты — на 12-14 % . Семена овощных культур обрабатывают в день посева путем замачивания их в 1 % -ном растворе препарата в течение 1-2 часов. Обработку корневой системы рассады капусты, томатов, баклажан, перца, а также черенков гвоздики и розы проводят путем погружения их в «болтушку», содержащую 1 % - ный раствор препарата. Опрыскивание растений овощных культур начинают с фазы 3-х настоящих листков и проводят с интервалом 15-20 дней.Перспективным направлением в защите растений от вредителей является использование метаболитов микробного происхождения, обладающих аттрактантными, антифидантными, репел- лентными свойствами.
В последнее время в России появились микробные препараты комплексного действия, например никфан (продукт метаболизма грибов-эндофитов облепихи), симбионт-1 (продукт метаболизма грибов-эндофитов женьшеня), эпистим (продукт метаболизма гриба симбионтного Acremonium lichenicola). Эти препараты применяют для повышения их устойчивости к заболеваниям, стимуляции прорастания и роста зерновых, овощей, картофеля, для увеличения урожая и улучшения качества продукции. Однако многокомпонентность этих препаратов, являющаяся основным их достоинством, одновременно служит и их недостатком, так как состав препарата и его остаточные количества в продукции трудно контролировать.
Большой интерес представляют фитогормоны-регуляторы роста и развития растений. Некоторые из них образуют грибы, например гриб Fusicoccum amygulali продуцирует фузикокцин, относящийся к группе стероидных гормонов.
Известно, что в ответ на инфекцию растительные клетки способны продуцировать антибиотические вещества — фитоалексины, подавляющие развитие патогенных микробов. Фитоалексины картофеля, представляющие сесквитерпеноидные соединения, губительно действуют на возбудителя фитофтороза — Phytophthora infescans. При этом защитная реакция растения проявляется в присутствии метаболитов гриба, в частности липогликопротеидного комплекса, где активное начало принадлежит арахидоновой кислоте.
На ее основе создан биопрепарат — иммунофит, действующее вещество получают при культивировании мукоровых грибов.В настоящее время на основе фитопатогенных грибов получают препараты, поражающие сорняки. Эти биопрепараты получили название микогербициды и стали серьезной альтернативой хими-
ческим гербицидам, так как безопасны для окружающей среды. Для создания микогербицидов рекомендованы грибы Microsphaeropsis amaranthi, Phoma proboscis, Colletotrichum. capsici, которые показали хорошие результаты в борьбе с сорняками на пшеничных, соевых, рисовых полях. Споры грибов вносят в тестообразную массу из муки, глины, воды и стимуляторов, пропускают между двумя гладкими валками, полученная тонкая лента высушивается при комнатной температуре, разбивается при просеивании через металлические сита до гранул, которые вносят в почву с водой. Во влажной почве споры прорастают и поражают корни сорняков.
Рынок микробиологических препаратов постепенно расширяется, так как увеличивается количество потенциальных потребителей экологически чистого продовольствия. Производственные испытания подтверждают высокую экономическую эффективность применения микробиологических препаратов. Однако в настоящее время далеко не все внедряемые препараты включены в список препаратов, разрешенных к применению, выпускаются в удобной для потребителя форме, имеют длительные сроки хранения, совместимы с существующими агротехнологиями. Стандартизацию биопрепаратов против болезней растений проводят по оценке антогонистических или антибиотических свойств продуцента на тест-объекте (фитопатогенном микроорганизме) или растениях-индикаторах. Количественная оценка антибиотической активности биопрепарата проводится по радиусу зоны ингибирования роста фитопатогена.
В заключение следует отметить, что, используя современные биотехнологии, можно полностью отказаться или значительно сократить применение различного рода химических препаратов во всех отраслях сельского хозяйства; в кратчайшие сроки восстановить плодородие почв; повысить урожайность основных сельскохозяйственных культур и обеспечить сохранность собранного урожая при его длительном хранении.
Дополнительная литература
1. Штерншис М.В., Джалилов Ф.С., Андреева И.В. Биопрепараты в защите растений./Новосибирск. — 2000.
2. Огарков Б.Н., Огаркова Г.Р. Энтомопатогенные грибы Восточной Сибири./Иркутск. — 2000.
3. Андросов Г.К. Энтомофильные грибы таежных биогеоценозов./С.-Петербург. — 1992.
Контрольные вопросы
1. Расскажите об особенностях микроскопических грибов-продуцентов, патогенных для насекомых.
2. Каковы особенности культивирования энтомопатогенных грибов?
3. Как классифицируют препараты для защиты растений от фитопатогенных грибов по способу воздействия?
4. Расскажите об особенностях получения и действия препарата триходермина.
5. Какие препараты перспективны для сельского хозяйства?
11.