Вот уж поистине «болезненный» вопрос. По данным Института защиты растений болезни становятся причиной гибели от 30,0 до 50,0 % урожая, а при сильном заражении потери могут достигать 70,0–80,0 %.
Как проявляются болезни растений? Нарушаются фотосинтез и дыхание, а также синтез пластических и ростовых веществ. Замедляется передвижение воды и элементов питания по растительным тканям. Изменяется строение растительного организма, что может привести к преждевременной гибели или поражению отдельных органов растения. Однако одни и те же проявления могут быть вызваны разными причинами.
В зависимости от причины выделяют две группы болезней растений:
Неинфекционные болезни. Возникают в результате воздействия на растения неблагоприятных абиотических факторов – явлений неорганической природы.
Резкие колебания температуры, засуха, заморозки, избыточное увлажнение и т. д. Все эти стрессовые климатические факторы, а также действие химических веществ (завышенные дозы пестицидов, засоление) могут приводить к патологическим состояниям растений.
Инфекционные болезни. Вызываются грибами, бактериями, микоплазмой, вирусами, а также цветковыми паразитами, т. е. биотическими факторами – воздействиями, оказываемыми на растения другими живыми организмами. Такие заболевания, а их насчитывается огромное количество, могут передаваться от одного растения другому.
Зачастую болезнь представляет собой результат воздействия на растение комплекса факторов – когда инфекционный процесс протекает на фоне стрессовых, в частности погодных условий.
Итак, болезней много, а урожай получить – и по возможности большой – все равно нужно.
Как защитить растения от болезней? Наверное, кто-то скажет, что это уже давно не проблема, ведь существует много препаратов для борьбы с болезнями растений – фунгицидов. Безусловно, это так. И их применение при высоком инфекционном фоне вполне оправданно. Однако при частом использовании фунгицидов их остаточные количества могут содержаться в полученной сельскохозяйственной продукции, кроме того, применение «химии» наносит вред окружающей среде, а также вызывает стрессовое состояние у растений, что приводит к потере до 30 % урожая.
Хорошо известно, что из 4 млн т пестицидов, ежегодно используемых в мире, лишь 1 % попадает на вредителей с/х культур. Остальные 99 % загрязняют всю природную среду. Получается этакий круговорот ядохимикатов в природе! К сожалению, ежегодно в мире отмечается до полмиллиона случаев отравления пестицидами. Так, в Америке недавно в материнском молоке было обнаружено действующее вещество широко известного в мире гербицида, обладающего генотоксическими и канцерогенными свойствами (Ваkry et.al, 2015, Крессu, 2015).
Картина страшноватая. Но выход есть! На рынке стали появляться биофунгициды, биоинсектициды и биогербициды. Биологические и экологические средства защиты растений. В странах Европы с 2007 года ввели законодательство, при котором производитель пестицида может его зарегистрировать только в том случае, если докажет, что для него нет безопасной альтернативы. На сегодня ввоз пестицидов в Европу и США резко ограничен.
Поэтому встает вопрос – как вырастить большой урожай и при этом не нанести вреда растениям и окружающей среде?
И тут на первый план выходит вопрос о повышении устойчивости самих растений к болезням, т. е. об усилении их иммунитета.
Что такое иммунитет растений?
Еще на заре земледелия человеком было замечено, что не все растения одинаково заражаются болезнями. Среди пораженных растений всегда встречаются и здоровые экземпляры. Так вот, различное отношение растений к возбудителям заболеваний представляет собой их различную устойчивость или различную восприимчивость. Устойчивость – способность растений противостоять заражению. А восприимчивость – неспособность растений противостоять заражению.
Таким образом, под иммунитетом следует понимать высшую степень устойчивости (immunitas – освобожденный от чего-либо, в данном случае – свободный от заболевания).
Возбудитель болезни может поражать только те растения, которые не способны противостоять его нападению. Однако растения, как становится понятно из вышесказанного, могут сами за себя бороться. Так заложено самой Природой. Если уж они ведут прикрепленный образ жизни и просто не могут «убежать» от опасности, то вынуждены были научиться защищать себя от «внешних врагов». Выживал сильнейший!
Как проявляется устойчивость растений к болезням?
Большую роль в устойчивости растений играют защитные реакции, возникающие в ответ на внедрение фитопатогена. Например, у устойчивых растений могут синтезироваться токсические вещества, вызывающие гибель проникшего возбудителя;
– в качестве защиты растение может образовывать слой опробковевших клеток вокруг пораженной ткани, что препятствует дальнейшему распространению инфекции;
- в некоторых случаях растение реагирует на внедрение патогена выделением специальных веществ, не действующих на патоген, но тормозящих развитие самой болезни. То есть образуется так называемый химический барьер. Причем, вместо накопления одного защитного вещества в высоких концентрациях, растения используют различные комбинации своих защитных соединений, что приводит к бóльшей эффективности их действия при значительно более низких концентрациях. Эти вещества получили название фитоалексинов.
В отдельных случаях заражению растения могут препятствовать его структурные особенности строения покровных тканей, сосудистой системы, устьиц и т. д. Например, у некоторых сортов яблонь, устойчивых к парше, толщина кутикулы на плодах больше, чем у восприимчивых сортов.
Препараты на природной основе для защиты растений
В последнее время все большую роль в защите растений играют препараты, созданные на основе самих же растений – иммуномодуляторы или индукторы болезнеустойчивости. Они признаются сегодня новым направлением в защите растений. («Индуцированный иммунитет – важное направление в сельскохозяйственном производстве», Тезисы всероссийской конференции Малые Вяземы – СПб., 2006 г.). В отличие от традиционных химических средств, они в своем большинстве не обладают биоцидным действием и не наносят вреда окружающей среде, а усиливают внутренние механизмы защиты самих растений, т. е. повышают их иммунитет. Разработкой и производством подобных препаратов как раз и занимается компания «НЭСТ М».
Регуляторы роста растений компании «НЭСТ М»
Особенностью препаратов компании «НЭСТ М» является не только стимулирование иммунитета, но и их непосредственное действие на фитопатогены. Поэтому их совместное применение с пестицидами в баковых смесях значительно повышает гибель вредных объектов. Одновременно они устраняют или ослабляют ингибирующее действие пестицидов на культуры, усиливая их деградацию. Это позволяет снизить норму расхода пестицида от 30 до 50 % или сократить количество обработок.
Идет ли речь о весе индивидуального зерна, уровне сухих веществ, белков или масел в продукции, качестве льна, хлопка или отсутствии физиологических нарушений в развитии растения, все это всегда имеет лучшие показатели при применении выпускаемых компанией «НЭСТ М» регуляторов роста, потому что они помогают растению максимально использовать весь свой внутренний потенциал и ресурсы окружающей среды. Помимо защиты от болезней, они обеспечивают защиту от любых стрессов и получение отличных урожаев высококачественной продукции.
Регуляторы роста применяются в единой технологии с протравливанием семян, внесением гербицидов, фунгицидов, что не требует дополнительных затрат и обеспечивает ощутимый экономический эффект.
Эпин-Экстра. Действующее вещество эпибрассинолид – натуральный компонент пыльцы рапса. Помимо всех известных свойств этого препарата (регулятор роста и развития растений, антистрессовый адаптоген и иммуномодулятор), Эпин-Экстра еще и непосредственно действует на сам фитопатоген, проявляя антибиотическую активность.
Как объясняется защитный эффект препарата Эпин-Экстра от патогенов?
На сегодняшний день установлено, что защитный эффект от патогенов под действием препарата Эпин-Экстра достигается в результате сложной последовательности изменений, таких как активация или супрессия (подавление) ключевых биохимических реакций, индукция белкового синтеза и продуцирование различных химических соединений защитного действия.
Несколько примеров
Фитопатологические наблюдения, проведенные на Воронежской овощной опытной станции, показали, что предпосевная обработка семян огурца сорта Надежный Эпином-Экстра сдерживала развитие пероноспороза на уровне 60,0 % по отношению к контролю. Количество поврежденных растений составило 12,2 %, что на 18,4 % было ниже контрольного показателя. (ГНУ Воронежская овощная опытная станция Деревщюков С.Н.).
В пленочных теплицах Карелии оценивали Эпин-Экстра на способность уменьшать пораженность растений томата гнилью на естественном инфекционном фоне. Заболевание наносит значительный вред культуре томата в период плодоношения, снижая урожайность. Возбудитель серой гнили – гриб Воtrytis cinerea Pers – поражает все надземные органы: листья, стебли, бутоны, завязи, а позднее и плоды. Исследования показали значительное снижение степени развития серой гнили при обработке Эпином-Экстра растений в фазу цветения 3–4 соцветий и комбинированной трехкратной обработке. В этих вариантах не отмечено поражение заболеванием бутонов, завязей, а позднее и плодов. Число растений с листовой и стеблевой формами серой гнили составили 2,0 и 0,5 % соответственно. В контроле процент растений с поражением листьев составил 6,4 %, стеблей – 4,3 %, бутонов и плодов – 6,0 %. (Институт биологии Кар НЦ РАН Будыкина Н.П., Алексеева Т.Ф., Хилков Н.И.)
Эпин-Экстра – «очиститель»!
Бывают ситуации, когда применение фунгицидов необходимо. Порой приходится даже делать несколько обработок. Естественно, это сказывается и на состоянии растений, и на экологической обстановке. В этом случае поможет Эпин-Экстра, который является настоящим «ОЧИСТИТЕЛЕМ», так как в значительной степени снижает содержание в растениях «экологической грязи»: остаточных количеств пестицидов, нитратов, солей тяжелых металлов, радионуклидов и других поллютантов. Сегодня, когда даже натуральные органические удобрения – навоз и компост – загрязнены токсинами и от разнообразных вредных веществ практически невозможно уберечься, это свойство Эпин-Экстра – бесценно. Было установлено (Хiao Jian Xia et al., 2009), что эпибрассинолид в концентрации 0,1 мкм снижает содержание остаточных количеств пестицидов (хлорпирифос, β – циперметрин, хлорталонил, карбендазим) в сельхозкультурах при опрыскивании посевов за три дня до применения пестицидов на 70 %! Снижение происходит за счет активации внутриклеточных ферментов детоксикации. Эпибрассинолид (д.в. Эпина-Экстра) усиливает и координирует детоксикацию (очищение) и деградацию (разложение) пестицидов. Кстати, авторы, установившие этот факт, считают, что препараты на основе эпибрассинолида, могут быть использованы для фиторемедиации – создания эффективной технологии очистки окружающей среды.
.jpg "IMG_6282 (1).jpg")
Хорошо известно, что из 4 млн т пестицидов, ежегодно используемых в мире, лишь 1 % попадает на вредителей с/х культур. Остальные 99 % загрязняют всю природную среду. Получается этакий круговорот ядохимикатов в природе!
Использование пестицида 2,4-Д в смеси с препаратом Эпин-Экстра (д.в. – эпибрассинолид) в концентрациях 0,075 и 0,1 мг/л полностью снимает эффект токсичности последнего (Воронина Л.П., Малеванная Н.Н., 2001).
Хорошо известно, что повреждения в растениях после обработки ингибирующими фотосинтез гербицидами связаны с образованием высокореактивных радикалов кислорода, таких как супероксидный радикал и синглетный кислород. Эти молекулы, накапливаясь в локальных зонах, вызывают серьезные последствия.
Очень важно в этой связи, что 24-эпибрассинолид, при его экзогенном внесении (в дозе от 2 ·10-6 мМ до 2 ·10-5 мМ), снижает вредное воздействие гербицидов s – триазинового ряда (Pinol, Simon, 2010).
Таким образом, препарат Эпин-Экстра способен снижать риск от применения пестицидов – как для людей, так и для окружающей среды. Для этого нужно за 3 дня до обработки пестицидом провести опрыскивание растений Эпином-Экстра. А еще, как показала практика, можно использовать пестициды в одном растворе с Эпином-Экстра, за исключением тех, которые имеют щелочную среду. При этом дозу пестицида можно снизить на 20,0-30,0 % – без потери эффективности, за счет того, что Эпин-Экстра улучшает его проникновение в клетки растений. Можно также при совместном применении Эпина-Экстра с пестицидами сократить количество обработок, что будет способствовать получению наиболее чистой в экологическом отношении продукции.
Экологическая безопасность применения Эпина-Экстра
Препарат используется для опрыскивания растений на ранних стадиях вегетации в дозах, которые не превышают уровня естественного содержания эпибрассинолида в растениях. Исследования показывают, что эпибрассинолид быстро метаболизируется в растениях, превращаясь в водорастворимые соединения, и выводится из растения полностью в течение нескольких суток. Однако оказанное им положительное действие на растение сохраняется весь срок до сбора урожая, обеспечивая его лучшее качество и устойчивость при хранении.
Эпин-Экстра экологически безопасен, нетоксичен в отношении человека, млекопитающих, полезных насекомых и рыб. Как показывают исследования, подкормка пчел в садках сахарным сиропом с эпибрассинолидом (действующим веществом Эпина-Экстра) увеличивает продолжительность жизни насекомых в два раза. Эпибрассинолид также рекомендован для применения в рыбоводстве для повышения выживаемости молоди рыб.
Эпибрассинолид (д.в. в препарате Фитонол) используется в качестве восстановительного и адаптогенного средства в медицине. Его применение защищено Евразийскими патентами (200801957 А1 и др.). Фитонол способен предупреждать заболевание или способствовать более легкому его течению.
Роль фенольных соединений в защите растений от болезней
Итак, как уже было сказано выше, растения были вынуждены «изобрести» универсальную химическую защиту от болезней и других неблагоприятных факторов. Они синтезируют алкалоиды, сапонины, фенольные соединения (которым принадлежит одна из главных ролей в защите от заболеваний), а также множество других веществ.
Впервые ученые установили это в опыте на картофеле. Фитопатологи внедрили в здоровый клубень грибок фитофторы. Через две недели разрезали клубень и обнаружили, что на зараженном конце образовалась мягкая гнилая «шапочка», а рядом возник «оборонительный заслон» из фенольных соединений – кумарина и хлорогеновой кислоты, высокотоксичных для микроорганизмов. (Kuć et.al., 1956). Кстати, хлорогеновая кислота является одним из компонентов еще одного препарата компании «НЭСТ М» – регулятора роста растений Циркона. Применение растительных фенолов в качестве антимикробных или антисептических соединений известно еще с 1867 года. Действуя как ингибиторы многих грибных ферментов, они участвуют и в детоксикации микотоксинов, которые эти грибы производят.
Необходимо отметить, что при поражении растений фитопатогенами во всех случаях происходит дополнительный синтез эндогенных растворимых фенольных соединений, в частности гидроксикоричных кислот – д.в. препарата Циркон. Все патогены, включая грибы, бактерии и вирусы, вызывают индукцию активности соответствующих ферментов фенольного биосинтеза.
Кроме того, для защиты от внедрения патогена в клетках и тканях, примыкающих к месту проникновения инфекции, идет образование раневого лигнина, предшественником которого является одна из гидроксикоричных кислот (феруловая кислота). Как уже было отмечено выше, специфическими защитными агентами, образующимися в тканях растений в ответ на контакт с патогеном, являются фитоалексины. Так вот, среди известных к настоящему времени фитоалексинов свыше 80,0 % приходится на долю фенольных соединений.
Циркон. Действующее вещество этого препарата относится к растительным фенолам. Это комплекс природных гидроксикоричных кислот (кофейная, хлорогеновая, цикориевая) и их производных, выделенных из лекарственного растения эхинацеи пурпурной, с минимальными химическими преобразованиями. Циркон является активным индуктором болезнеустойчивости растений (иммуномодулятором), а также настоящим биофунгицидом! Кроме того, Циркон – регулятор роста и развития растений, антистрессовый адаптоген, стимулятор цветения и плодообразования, корнеобразователь, а также индуктор засухоустойчивости.
Как объясняется защитный эффект Циркона от патогенов?
Циркон увеличивает в растениях содержание фенольных кислот, играющих важную роль в подавлении развития патогенов. Кроме того, препарат значительно – почти в 2 раза повышает содержание в растительных клетках фермента полифенолоксидазы, которая обеспечивает синтез фитоалексинов и усиленный синтез лигнина, тем самым участвуя в образовании механических и химических барьеров, препятствующих распространению патогенов.
Была поставлена серия опытов по изучению прямого воздействия препарата Циркон на развитие патогена Sclerotinia libertiana (возбудитель белой гнили). Контрольной средой служила сахаро-минеральная среда Чапека, в которую были в качестве вариантов добавлены Циркон (2 мг/л) и фунгицид Фундазол (1 мг/л). Циркон и Фундазол вносили в среду стерильно. Колбы засевали кусочками мицелия. Через 14 дней проводили учет результатов опыта
На фото 2 показано непосредственное действие Циркона на линейный рост мицелия корневой губки Неterobasidion annosum, паразитирующей на корнях хвойных и некоторых лиственных растений. Уже на 8-й день роста диаметр колонии (с добавлением Циркона) был на 37 % меньше контроля. Было установлено, что Циркон ингибирует прорастание спор и рост гифов, действуя на дыхательные ферменты гриба. Возможно, это связано с наличием в его составе кофейной кислоты, которая в концентрации 0,5 мг/мл полностью ингибирует рост многих фитопатогенов. (Riaz et.al., 2019).
Обработка семян хвойных Цирконом уменьшает количество зараженных семян на 74,7 %
Показано, что Циркон оказывает непосредственное ингибирующее действие на развитие Рhуsarium Penicilium, Mucor, Trichoderma и Alternaria.
На фото 4 показаны срезы корня моркови, обработанные и необработанные Цирконом. Через сутки их заразили мицелием гриба Sclerotinia libertiana. Как видно, в необработанном Цирконом контрольном варианте на 14-е сутки заражения непораженными оставались лишь 6 % дисков, 78 % обнаружили полное поражение патогеном: видно, что ткань диска полностью мацерирована и некротизирована. У 14 % дисков наблюдалась частичная мацерация ткани.
В обработанном Цирконом материале 90 % дисков корня моркови до конца опыта сохраняли нормальную структуру ткани, поскольку развитие инокулюма было сильно заторможено. Поверхность большинства дисков была покрыта плотным налетом каллюсной ткани. Около 10 % диска несли следы частичного поражения грибом. (Талиева М.Н. и др., 2001, Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина РАН).
Для определения степени повреждающего действия инфекции на ткань растения – хозяина – была определена мембранная проницаемость клеток корня моркови в контрольном и опытном варианте.
Известно, что по поступлению в клетки (или выходу из них) веществ с различным молекулярным весом можно судить о степени и глубине их повреждения, что связано с изменениями структуры мембран.
У грибов, как организмов с осмотическим типом питания, имеется много метаболитов, обладающих фитотоксическим и антибиотическим действием, которые регулируют проницаемость мембран клеток. Это – антибиотики, токсины и амины. К веществам-«уплотнителям», понижающим проницаемость мембран относятся, как известно, кофейная и хлорогеновые кислоты.
Как видно из таблицы, под влиянием Циркона, в состав которого входят кофейная и хлорогеновые кислоты, показатели экзоосмоса электролитов существенно ниже, чем в контроле.
.png "таблица (1).png")
Это можно рассматривать в качестве проявления защитных антитоксических реакций, индуцированных Цирконом в растительной клетке.
В опытных образцах было обнаружено накопление фенольных конъюгатов с антибиотической активностью. То есть под действием Циркона в клетках моркови образовался своеобразный «химический» барьер, мешающий распространению инфекции.
Важная роль в купировании инфекции принадлежит также и стимуляции каллюсогенеза, «механического» барьера на пути инфекции, на фото 5 виден каллюсный валик.
Несколько примеров
Влияние Циркона на пораженность корневыми гнилями, урожайность и качество зерна яровой пшеницы. Корневая гниль фузариозная возбуждается грибами Fusarium culmorum, F.avenaceum, F.oxysporum и др.
В 2017 г. Циркон содействовал подавлению распространения и развития корневых гнилей на растениях яровой пшеницы (без обработки – 38,8 %, с обработкой – 11,9 %). Протравливание семян яровой пшеницы дало прибавку урожая 0,42 т/га, повысило содержание белка на 0,4 %, клейковины – на 0,6 %. Уровень рентабельности 69,4 % показал, что использование Циркона является экономически результативным способом увеличения урожайности зерна яровой пшеницы. (Опытное поле ООО «Малинищи», Пронского р-на, Рязанской обл., Лопатина В.Н.)
Защитное действие Циркона на растениях томата сохранялось на протяжении всего периода вегетации. Наиболее сильно сдерживалось развитие болезни на растениях, где применяли замачивание семян и последующее трехкратное опрыскивание растений. В этих случаях положительное действие было на уровне эталонного варианта (обработка фунгицидом) и только к концу вегетации ослабевало.
Использование Циркона обеспечило прибыль до 47,8 тыс./руб./га чистого дохода в ценах 2008 г. и высокий биоэнергетический коэффициент (1,4). Технология считается эффективной, если обеспечиваются условия: соотношение энергии и хозяйственно-ценной части урожая к израсходованной совокупной энергии на прозводство данного вида продукции больше или равно единице. Циркон повысил урожайность на 20,0 %. Использование Циркона снижало поражаемость растений томата альтернариозом в 2 раза, уменьшало количество больных плодов в урожае с 12,1 % в контроле до 5,4 %. Таким образом, Циркон повысил рентабельность возделывания культуры томата. (Полякова Е.В., Астрахань, 2009, диссертация кандидата с.-х наук, Астраханский государственный университет).
Применение Циркона на подсолнечнике (40 + 40 мл/га) в фазы бутонизации и цветения в Воронежской обл. показало, что препарат ускоряет прохождение фенофаз развития. Так, на 11 июля раскрытие корзинок составляло 15 %, тогда как в контроле не превышало 3–5 %. Диаметр корзинок увеличился на 15–20 %. Использование препарата Циркон совместно с гербицидом Фюзилад Супер с уменьшенной на 20 % нормой расхода не снижало гербицидной активности последнего и способствовало росту урожайности на 47 % по сравнению с контролем. При этом выход масла на 1 га при использовании Фюзилада Супер составил – 8,14 ц, а в смеси с препаратом Циркон – 12,2 ц. В течение вегетационного периода подсолнечник поражался фомозом и септориозом. При использовании Циркона количество пораженных растений составляло 8–10 %, что в два раза ниже, чем в контроле.
Обработка Цирконом семян озимой пшеницы и по вегетации до начала развития болезни приводит к снижению пораженности растений бурой ржавчиной с 52 % в контроле до 5 % и на 100 % снижает заболевание мучнистой росой (Воронежская овощная опытная станция).
Повышение комплексной устойчивости моркови к болезням под влиянием Циркона отмечено и в период хранения. Так, развитие серой и белой гнили в контроле составило 16,1 %, в опытном варианте – 3,2 %. Полученные данные свидетельствуют о положительном влиянии Циркона на снижение потерь корнеплодов моркови от болезней в период хранения за счет индуцирования механизмов устойчивости. (Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства, Алексеева К.Л.).
По подсчетам экономистов при затрате на применение одной условной единицы Эпина-Экстра или Циркона хозяйство получает до 5 условных единиц дохода и одновременно экологически чистый урожай, цены на который во всем мире в 1,5–2 раза выше, чем на обычную продукцию.
ЭФФЕКТ: В результате применения Эпина-Экстра и Циркона урожай сохраняется даже при угрозе эпифитотии; при минимальном применении химических средств защиты (или полном их исключении); повышается урожайность и качество сельскохозяйственной продукции, а также улучшается экологическая обстановка в районах возделывания сельскохозяйственных культур.
Читайте также В России достигнут исторический рекорд по сбору зерна
Все материалы рубрики «Сельское хозяйство»
19.10.2022
