СРЕДСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ
REMEDY FOR PROTECTION OF PLANTS

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в растениеводстве для защиты сельскохозяйственных культур: овощей закрытого и открытого грунта, злаковых культур, цветочных и декоративных культур от болезней бактериальной и грибной этиологии.
Овощеводство как закрытого, так и открытого грунта терпит большие убытки, связанные с заболеваниями растений. Большинство заболеваний овощных культур имеют комплексную природу. Из больных растений огурца чаще всего выделяют патогенный гриб Fusarium oxysрorum, вызывающий корневую гниль, токсикоз и нарушение обменных процессов во всем растении. При высокой влажности развиваются наружные поражения стебля, приводящие к увяданию и гибели растений. Помимо фузария из больного растения выделяются различные виды Erwinia, вызывающие бактериальную прикорневую гниль, закупорку сосудов, увядание и гибель растения. Бактериальный патогенез, вызываемый различными видами Erwinia, сопровождается выделением капель экссудата, служащего субстратом для развития новых грибных и бактериальных патогенов. Комплексные инфекции приводят к депрессии, а нередко и к гибели растений, массовому сбросу зеленцов, загниванию плодов, снижению урожайности на 20-30% [1].
Еще больший ущерб наносят бактериальные и грибные болезни в зерновом хозяйстве (2).
Повсеместное применение фунгицидов, используемых в основном в качестве протравителей, наряду с несомненным положительным эффектом, имеет и свою отрицательную сторону: широкое использование фунгицидов, воздействуя селективно на грибные патогенны, не затрагивает фитопатогенные бактерии и тем самым освобождает им нишу.
Распространение таких бактериальных заболеваний зерновых как базальный и черный бактериозы, бактериальная гниль, бактериальная пятнистость, слизистый бактериоз (возбудители: Pseudomonas syringae, Xanthomonas campestris, Erwinia carotovora, Erwinia herbicola, Clavibacter michiganensis) не менее опасно, чем распространение грибных заболеваний.
Эпифитотийное распространение бактериозов на посевах зерновых колосовых способно нанести значительный ущерб (до 20-50%) урожаю и, что не менее важно, снизить качество зерна. Имеются сведения о снижении содержания клейковины в зерне при бактериальных заболеваниях пшеницы [2].
Опыт применения бактерицидов показал, что после подавления бактериозов на поврежденных частях растений немедленно развивается грибная инфекция, для подавления которой необходимо применение соединений с противогрибковой активностью [3].
Таким образом, для защиты растений от комплекса патогенов необходимо иметь препарат, сочетающий фунгицидное действие с бактерицидностью.
В последние годы появились сообщения о микробиологических препаратах для защиты растений от бактериальных и грибных инфекций. Препараты представляют собой либо живые культуры, либо высушенные культуральные жидкости, содержащие активные вещества [4-8].
Для защиты растений в нашей стране зарегистрирован микробиологический препарат, образуемый культурой Streptomyces griseus или Streptomyces lavendulae, известный под названием фитолавин СХП [9]. Описаны способы его получения [10-11]. Действующим веществом препарата является комплекс стрептотрициновых соединений [12].
Фитолавин обладает широким спектром действия в отношении фитопатогенных бактерий и его применение позволяет решать многочисленные проблемы, связанные с бактериозом растений. Фитолавин обладает также и фунгицидным действием, однако спектр его действия в отношении грибов недостаточно широк: фитолавин малоактивен в отношении Fusarium oxysporum, Pythium spp., Ascochyta.
Целью настоящего изобретения является создание средства, обеспечивающего одновременную защиту растений от грибных (фузариозных, аскохитозных и др.) и бактериальных инфекций.
Эта цель достигается путем создания композиции, содержащей в качестве бактерицида стрептотрициновый комплекс соединений (действующее вещество фитолавина), а в качестве фунгицида - карбендазим (метил-бензимидазол-2ил-карбамат). В состав средства входят также растворитель, эмульгатор, консервант, вода.
Состав средства приводится ниже. В 1 кг средства содержится:
Стрептотрициновый комплекс
20-30 г
Карбендазим
65-75 г
Этиленгликоль
300-500 г
Ксантановая камедь
10-20 г
Бензиловый спирт
10-20
Сульфанол
5-20 г
Вода
до 1000 г
Количественное соотношение составляющих композиции подобрано экспериментальным путем. Использование стрептотрицинового комплекса и карбендазима ниже указанных величин приводит к снижению антибактериальной и антифунгальной активности. Увеличение содержания - нецелесообразно с экономической точки зрения.
Предлагаемое средство представляет собой суспензию, хорошо смешивающуюся с водой, обеспечивающую равномерное покрытие рабочим раствором листовой поверхности и стеблей обрабатываемых растений, эффективную против бактериальных и грибных инфекций. Средство может быть использовано в качестве протравителя.
Ниже приводятся примеры осуществления предлагаемого изобретения.
Пример 1.
Для получения 1 кг средства в смеситель вносят 70 г карбендазима и 480 г этиленгликоля. Суспензию тщательно перемешивают. Перемешивания ведут до образования однородной суспензии. Затем в смеситель вносят 15 г ксантановой камеди и 20 г сульфанола. Смесь снова тщательно перемешивают, после чего, не останавливая перемешивания, вносят 25 г стрептотрицинового комплекса, растворенного в воде, 15 г бензиловый спирт и воду до 1000 г. Всю массу тщательно перемешивают. Готовое средство представляет собой густую суспензию, хорошо смешивающуюся с водой.
Действие средства на фитопатогенные бактерии и грибы, наиболее часто встречающиеся в сельском хозяйстве, проверяли in vitro. Сущность метода проверки заключалась в следующем: в разогретую агаризованную питательную среду вносили 0,2% водного раствора средства. Среду с внесенным средством разливали в чашки Петри. После застывания суспензии на поверхность агара наносили суспензии тест-культур фитопатогенных бактерий и грибов. Засеянные чашки помещали в термостаты при температуре 28°С (для грибных культур) и 37°С (для бактериальных культур). Для сравнения в такой же постановке опыта проверено действие 0,2% раствора фитолавина СХП и карбендазима.
Результаты проверки действия препаратов представлены в таблице 1.
Эффективность средства при защите овощных культур оценивали по снижению развития болезни после обработки растений огурца при следующих заболеваниях:
- бактериальной корневой гнили огурца;
- бактериальном увядании огурца;
- фузариозе огурца;
- аскохитозе огурца.
Растений томата при следующих заболеваниях:
- бактериальном раке томата;
- бактериальном увядании верхушки растения;
- фузариозе томата.
Таблица 1
Спектр действия предлагаемого средства на некоторые фитопатогенные бактерии и грибы в сравнении с действием фитолавина СХП и крабендазима
Наименование тест-микроорганизма
Предлагаемое средство
Фитолавин СХП 0,2%
Карбендазим 0,2%
фитопатогенные бактерии
Erwinia tracheiphilla
-
-
+
Erwinia carotovora
-
-
+
Xanthomonas spp.
-
-
+
Pseudomonas spp.
-
-
+
Clavibacter michiganensis
-
-
+
Pseudomonas syringae
-
-
+
фитопатогенные грибы
Fusarium vasinfectum
-
-
-
Fusarium oxysporum
-
+
-
Pythium spp.
-
±
-
Ascochyta pisi
-
+
-
Ascochyta cucumis
-
+
-
Cochliobolus sativus
-
±
-
- Отсутствие роста тест-культуры
± рост отдельных колоний
+ сплошной рост тест-культуры
Обработку растений проводили в условиях стационарных овощеводческих теплиц и в полевых условиях путем опрыскивания растений 0,2% рабочим раствором препарата, расход рабочей жидкости -10 л на 100 м, и внесения рабочего раствора под корень, расход рабочей жидкости - 40 л на 100 м.
Учет проводили через две недели после обработки с оценкой по бальной системе. В качестве эталонов использовали: бактерицид фитолавин-300 СХП, рабочий раствор 0,2% (эталон 1) и фунгицид фундазол, раствор 0,1% (эталон 2). Контролем служили растения без обработки.
Эффективность предлагаемого средства в зерновом хозяйстве испытывали на яровом ячмене сорта «Мамлюк» и озимой пшенице сорта «Победа». Предлагаемое средство использовали для протравления семян и обработки растений в фазу кущения. Контролем в опыте была вода. В качестве эталонов использовали фитолавин-300 СХП (бактерицид) и премис-200 (фунгицид). Биологическую активность оценивали по методике Полякова и Левитина.
Пример 2. Применение предлагаемого средства при бактериальном увядании огурца.
Возбудителем заболевания является высокопатогенная бактерия Erwinia tracheiphilla. Бактериальное увядание огурца встречается в РФ практически повсеместно нанося огромный ущерб урожайности и качеству продукции тепличного огурца. Индикатором зараженности растений являются мелкие оранжевые капельки бактериального экссудата, приобретение оранжевой окраски каплями растительных соков, выделяющихся на плодоножках после плодосъема.
Заболевание может проявляться: в виде увядания верхушек незначительной доли растений; увядания отдельных листьев боковых побегов, нередко - целых растений; увеличение количества нестандартных плодов на зараженных растениях. При сильном развитии заболевания количество нестандартных плодов может достигать 30-40%.
Опыты проводили в крупных очагах развития бактериоза. Пораженность растений на начало опыта составляла 1-2 балла, затем в контролях пораженность увеличивалась, достигая на отдельных растениях 4-бальных значений.
В необработанном контроле за время проведения опыта произошло трехкратное увеличение процента развития болезни (ПРБ) бактериального увядания огурца: с 21% до 63%). Аналогичный процесс отмечался в вариантах с обработкой фундазолом, который, несмотря на широкий спектр противомикробной активности, на возбудителя бактериоза влияния не оказал.
При опрыскивании растений предлагаемым средством биологическая активность составила 50%, а при подливе под корень - 39%. В данном опыте биологическая активность предлагаемого средства не отличалась от таковой эталонного препарата фитолавин-300 СХП (табл.4), несмотря на то, что содержание стрептотрицинового комплекса в нем было в 3 раза меньше, чем в эталоне. Наблюдения за растениями показали, что защитное действие испытуемого средства сохраняется не менее 3-х недель.
Пример 3. Применение предлагаемого средства при бактериальной прикорневой гнили огурца.
Возбудитель - патогенная бактерия Erwinia carotovora subsp. carotovora. Возникновению и развитию данного заболевания в условиях защищенного грунта способствуют стрессовые воздействия на растения - температура в теплице ниже или значительно выше технологического уровня выращивания, суточные скачки температур, изменение режима освещенности в связи с весенним увеличением числа солнечных дней и др.
Бактериоз огурца, вызываемый Е. carotovora наносит значительный ущерб в стационарных теплицах в период с февраля по май, с августа по октябрь, а также в пленочных теплицах в летнее время. Его эпифитотийное развитие может вызывать гибель до 80% растений, приводя к концу апреля опустошение в стационарных теплицах, уменьшая время оборота огурца на 2-3 месяца. Во время патогенеза возбудитель заболевания локализуется как в тканях растения, так и в субстрате.
Развитие болезни в контроле к концу второй недели опыта составляло 15-18%. При обработке раствором эталона 1 (фитолавин-300 СХП) процент развития болезни снизился до 10% при опрыскивании растений и до 8% - при подливе под корень. Соответственно биологическая активность эталона 1 составила 44 и 55%.
При обработке растений раствором предлагаемого средства процент развития болезни к концу 2-й недели после обработки составил 9% - при опрыскивании и 8% - при внесении в субстрат. Биологическая активность составила 55 и 60% соответственно. Обработка растений фундазолом оказалась неэффективной (табл.1).
Пример 4. Применение предлагаемого средства при аскохитозе огурца.
1
Возбудители заболевания - патогенные грибы Ascochyta cucumis, реже - A. melonis. Источником инфекции могут быть семена, слабо обеззараженные грунты, растительные остатки, конструкции теплиц. Значительная часть производственных площадей огурца тепличных комбинатов РФ занята гибридом F эстафета, очень восприимчивым к аскохитозу.
Опыт проводился на растениях при довольно высокой зараженности аскохитозом. К концу 2-й недели опыта степень зараженности (развития болезни) в необработанном контроле составляла 43,5%.
Предлагаемое средство проявило высокую эффективность против аскохитоза сразу после обработки. Морфологически подавление заболевания сопровождалось некоторым осветлением пораженных участков с пикнидиальным спороношением, а затем - восстановлением тканевой поверхности стебля. Пленка на пораженном ранее участке легко сшелушивалась ногтем - под ней была полноценная покровная ткань огуречного стебля. Биологическая эффективность при обработке зараженных растений композиции составила 71%. При этом биологическая эффективность при обработке известным фунгицидом - фундазолом (эталон 2) - составила 59%.
Фитолавин-300 СХП (эталон 1) против аскохитоза был неэффективен.
Пример 5. Применение предлагаемого средства против фузариозной корневой гнили огурца.
Заболевание связано с поражением корневой системы патогенными грибами из рода Fusarium: чаще - Fusarium oxysporum, реже F. verticilloides, F. solani и др. Морфологически это проявляется в побурении корней различных порядков.
В проведенном опыте очаги фузариозной корневой гнили характеризовались довольно сильным поражением растений уже в начале опыта (на уровне 2-3 баллов). Через 2 недели в незащищенном контроле отмечались случаи 4-балльного поражения, сопровождающиеся гибелью растений. Обработка растений путем внесения в субстрат рабочего раствора предлагаемого средства снизила развитие болезни. Эффективность обработки составила 39%. При этом биологическая эффективность фунгицида фундазола (эталон 2) составила 33%. Фитолавин-300 СХП (эталон 1) фузариозную инфекцию не подавлял.
Пример 6. Применение предлагаемого средства при бактериальном раке томата.
Возбудитель заболевания - фитопатогенная бактерия Clavibacter michiganensis (subsp. michiganensis). Заболевание проявляется в виде увядания средней части растения, затем увядание распространяется вверх и вниз по стеблю, вызывая гибель всего растения. Поражаются и плоды томата.
Оценка влияния обработок больных растений рабочим раствором предлагаемого средства была проведена на фоне нескольких очагов рака томатов. Опрыскивание больных растений резко снизило количество погибших растений. Гибель наступала лишь у сильно увядших растений. Эффективность обработки через две недели была примерно такой же, как и при обработке фитолавином (эталон 1) и достигала 67%. При внесении композиции под корень эффективность была несколько выше - 72% (см. табл.4).
Пример 7.
Опыт проводили в 2007 г. в хозяйстве Армавирского района при овощном севообороте для защиты растений томата сорта «Надежда» от бактериальных и грибных болезней. Семена томата высевали в обработанную почву. По достижении двух настоящих листьев проводили прореживание с доведением числа растений 5 штук на 2 м. Для опыта были выделены три участка по 20 м:
1-й участок опытный. Вегетирующие растения обрабатывали 0,2% раствором испытуемого средства.
2-й участок. Обработку растений проводили 0,2% раствором этанола 1 (фитолавин-300 СХП).
3-й участок контрольный. Для обработки использовали воду.
Учет заболеваемости после обработки проводили через 1, 2 и 5 недель после обработки.
В связи с отсутствием дождей в районе в течение длительного периода пораженность растений грибными заболеваниями была низкой.
На контрольном участке бактериальные заболевания проявились в виде увядания, вызванного фитопатогенной бактерией Rahtonia solanacearum и черной пятнистости, вызываемой Xanthomonas vesicatoria. Заболевание сопровождалось депрессией растений и отставанием в росте. На участках, где проводилась обработка растений испытуемым средством и эталонным препаратом заболевших и угнетенных растений было значительно меньше (см. табл.2).
Таблица 2
Влияние обработки томатов открытого грунта испытуемым средством
%% заболеваний растений
%% угнетенных растений
Контроль (без обработки)
17,0
30
Обработка эталоном
0
2,5
Обработка испытуемым средством
5
7,5
Через две недели после проведения обработки растений проведен микробиологический анализ почвы под растениями. В таблице приведены данные по составу микробиоты в почве на контрольном участке и на участках, где проводилась обработка растений.
Для анализа использовали нанесение на питательную среду микрочастиц почвы. После инкубирования подсчитывали число (процент) частичек, из которых вырастают колонии тех или иных микроорганизмов.
Таблица 3
Состав микробиоты в почве
Микроорганизмы
Контрольный участок
Участок, обработанный эталоном 1 (фитолавин-300 СХП)
Участок, обработанный испытуемым средством
Fusarium oxysporum*
60
55
15
Aspergillus sp.
20
30
18
Mucor
30
28
-
Trichoderma sp.
30
45
25
Pseudomonas**
47
-
-
Xanthomonas**
26
-
-
Сапрофитные бактерии
45
18
15
Altemaria*
25
28
-
* фитопатогенные грибы
** фитопатогенные бактерии
Пример 8.
Опыт проведен в аграрном хозяйстве Краснодарского края. Предлагаемое средство использовали для защиты ярового ячменя сорта «Мамлюк» от поражения бактериальной корневой гнилью.
Протравливание семян провели за 3 дня до посева. Норма расхода предлагаемого средства составила 2 г на 1 кг семян. Обработку вегетирующих растений провели в фазу кущения 0,2% рабочим раствором предлагаемого средства.
2
2
Пораженность растений бактериальной корневой гнилью составила 7,5%, а биологическая эффективность по отношению к необработанному контролю - 77,9%. Биологическая эффективность эталонного препарата (фитолавина СХП) составила 82%. Фитопатологические учеты были подтверждены биометрическими показателями: масса растений, обработанных средством, была почти в два раза больше, чем в контроле. Кроме того, в опытных растениях значительно увеличилась фотосинтетическая активность: содержание хлорофилла в опытных растениях составило 5,7 мг/дм, тогда как в контроле оно составило 4,3 мг/дм.
Пример 9.
Опыт проведен в аграрном хозяйстве Краснодарского края. Применение предлагаемого средства для борьбы с головневыми болезнями пшеницы. Было проведено протравливание заспоренных твердой головней семян пшеницы сорта «Победа 50» в сравнении с эталоном (2) Премис 200.
Норма расхода эталона 0,2 кг/т семян, норма расхода испытуемого средства - 2 кг, а по содержанию фунгицида - 0,14 кг. При учете пораженности растений пораженность в контроле (вода) составила 12,1%, тогда как в варианте с обработкой семян предлагаемым средством процент пораженных растений составил 1,2%, а биологическая эффективность 90%. Биологическая эффективность эталона была несколько выше - 94%.
Пример 10.
Полевой опыт по выявлению эффективности предлагаемого средства проведен на учебно-опытном поле в Оренбургской области. Испытывали влияние протравливания семян озимой пшеницы «Оренбургская 105» на зараженность растений фузариозной корневой гнилью.
По сравнению с необработанным контролем обработка семян снизила распространение и развитие фузариозной корневой гнили на 30%. Дальнейшие наблюдения за растениями, вплоть до сбора урожая показали, что обработка семян предлагаемым средством увеличила урожайность зерна почти в три раза.
Проведенные исследования показали, что предлагаемое средство обладает как антибактериальной, так и противогрибковой активностью и может быть использовано для защиты овощных и зерновых культур от заболеваний, вызываемых фитопатогенными бактериями и грибами. Композиция экономична в использовании: позволяет снизить пестицидную нагрузку каждого из компонентов: норма расхода стрептотрицинового комплекса в три раза ниже, чем при применении фитолавина (26-30 г вместо 75-90 г), то же самое относится и к карбендазиму (140 г вместо 400 г). Подобное сочетание действующих веществ и эффективности действия ранее не описано.
Таблица 4
Биологическая эффективность обработок растений огурца и томата рекомендуемым средством при различных заболеваниях (в %% к необработанному контролю) (защищенный грунт)
№№ примера
Наименование болезни
Возбудитель болезни
Способ обработок растений
Наименование препаратов
Эталон 1 (фитолавин СХП)
Предлагаемое средство
Эталон 2 (фундазол)
2
Бактериальное увядание огурца
Erwinia tracheiphilla
Опрыскивание растений
50
53
0
Внесение под корень
39
39
6
3
Бактериальная прикорневая гниль огурца
Erwinia carotovora
Опрыскивание растений
44
50
5
Внесение под корень
55
60
5
4
Аскохитоз огурца
Ascochyta cucumis
Внесение под корень
2
71
59
5
Корневая фу-зариозная гниль огурца
Fusarium oxysporum
Внесение под корень
2
39
33
6
Бактериальный рак томатов
Clavibacter michiganensis
Опрыскивание растений
72
67
4
Внесение под корень
70
72
15
Литература.
1. Будынков Н.И., Никифорова Е.Ф., Березина Н.В., Кругляк Е.Б., Дриняев В.А. «Эффективность препарата фитолавин-300 против заболеваний овощных культур защищенного грунта». / 2001 / Гавриш / №1, с.26-28.
2. Котляров В.В. «Бактериальные болезни озимой пшеницы и способы защиты посевов от них». Труды Кубанского Государственного аграрного университета. Вып.2, 2006 г., с.197-206.
3. Будынков Н.И., Никифорова Е.Ф., Юваров В.Н., Кириенко А.А. «Механически распространяемые опасные инфекции в овощеводстве защищаемого грунта». / 2002 / Гавриш / №3, с.18.
4. Патент RU 2313941. Препарат для защиты растений от возбудителей болезней с/х культур и винограда с рост стимулирующим эффектом. Способ получения этого препарата и штаммы для его осуществления.
5. Патент RU 2322060. Композиция для защиты овощных культур от грибных и бактериальных болезней.
6. Патент ЕР 1773982. Формуляция и метод защиты растений от патогенов.
7. Патент US 2007232693. Композиция для обработки растений, пораженных фитопатогенной микрофлорой.
8. Международная заявка WO 2009/031874. Штамм Вас. subtilis для использования в с/х.
9. «Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации».
10. Патент RU 2144291. «Способ получения препарата для борьбы с болезнями растений».
11. Патент RU 2324351. «Средство для защиты растений».
12. Хохлов А.С. «Успехи в изучении стрептотрициновых антибиотиков». «Антибиотики и химиотерапия». 1983, с.613-622.