Е. Д. Мица, М. А. Побединская, Л. Ю. Кокаева, С. Н. Еланский
Фітофтороз картоплі і томату, що викликається грибоподібних організмом - оомицетов Phytophthora infestans (Mont) de Bary, поширений практично в усіх районах світу, де обробляють ці культури. У епіфітотійного умовах втрати врожаю картоплі від фітофторозу можуть досягати 10-30% і більше, томата - до 100% (Ivanyuk et al., 2005).
Одним з основних джерел первинного інокулюму Ph. infestans, що приводить до зараження рослин, є товстостінні статеві покояться структури - ооспори. Гібридні ооспори, що утворюються в результаті схрещування генетично різних батьківських штамів, сприяють підвищенню генотипического різноманітності в популяції, внаслідок чого прискорюється процес адаптації штамів до нових сортів і застосовуваним фунгіцидів. Освіта ооспор Ph. infestans в польових умовах відзначено в багатьох країнах світу: Росії (Smirnov et al., 2003), Норвегії (Hermansen et al., 2002), Швеції (Strцmberg et al., 2001), Нідерландах (Kessel et al., 2002) і інших регіонах. Є дані про те, що ооспори збудника фітофторозу здатні більш 2 років зберігатися в грунті в життєздатному стані (Hermansen et al., 2002; Bшdker et al., 2006) і викликати зараження рослин після перезимівлі (Lehtinen et al., 2002; Ulanova et al., 2010).
Основний на сьогоднішній день метод боротьби з фітофторозом - хімічний захист, яка полягає в обробках посадок фунгіцидними препаратами. На освіту ооспор роблять сильний інгібуючий вплив багато хімічні препарати, які використовуються в захисті картоплі і томата від фітофторозу (Kessel et al., 2002; Kuznetsov, 2013). Однак на карто-феле широко застосовуються і інші препарати, що не роблять прямого впливу на Ph. infestans, і їх вплив на освіту ооспор невідомо. Тому метою цієї роботи було вивчити вплив на освіту ооспор деяких широко застосовуваних на картоплі, але не зареєстрованих проти фітофторозу препаратів.
У роботі використовували 9 штамів Ph. infestans різних типів спарювання, виділених нами з уражених листя картоплі в Московській, Ленінградській, Рязанської областях. Для вивчення впливу на ріст міцелію і освіту ооспор використовували такі препарати: фунгіциди Максим (діюча речовина флудіоксоніл з класу фенілпірролов) і Швидкість (дифеноконазол, триазоли), інсектициди Актара (тіаметоксам, неонікотиноїди) і Танрек (імідаклоприд, неонікотиноїди), гербіцид Зенкор (метрибузин , триазин). Всі пестициди зареєстровані в «Державному каталозі пестицидів і агрохімікатів» за 2014 г. Для вивчення впливу концентрації пестициду на зростання колоній оомицетов кожен штам висували агаровим блоком в центр чашки Петрі з щільною вівсяної середовищем. У середу попередньо додавали досліджуваний пестицид в концентраціях 0.1, 1.0, 10.0 і 100.0 мг / л (в перерахунку на діючу речовину - ДВ). В якості контролю використовували середу без додавання пестициду. Посіви інкубували при 18 ° С протягом 12-15 діб до моменту, коли діаметр колонії беспестіцідного контролю становив 70-80% від діаметра чашки Петрі, після чого вимірювали діаметр колоній в контрольному і дослідних варіантах.
Експерименти проводили в 3 повторностях. Дослідження освіти ооспор проводили на агаризованому вівсяної середовищі (по 30 мл в чашці Петрі) з додаванням фунгіциду в концентраціях 0.1, 1.0, 10.0 і 100.0 мг / л і на середовищі без фунгіциду (контроль). Для цього агарові блоки з ізолятів А1 і А2 типу спарювання попарно поміщали на поверхню живильного середовища на відстані 5 см один від одного. Посіви інкубували при оптимальній для зростання Ph. Infestans температурі 18 ° С протягом 20 діб. Після культивування живильне середовище із суперечками ресуспендіровалі за допомогою міксера в 30 мл дистильованої води і з отриманої суспензії готували препарати для мікроскопії. У кожному варіанті переглядали по 180 полів зору (3 повторності по 60 полів зору). Далі концентрацію ооспор перераховували (шт. / Мкл середовища).
Вплив пестицидів на радіальний зростання колонії. Дифеноконазол, тіаметоксам і імідаклоприд не чинили статистично достовірного впливу на радіальний зростання колоній Ph. infestans (табл. 1). Гербіцид метрибузин викликав невелику затримку росту в початковий період (5-7-ту добу росту), проте до 10-ї доби діаметри колоній ставали близькими за розмірами. Флудіоксоніл статистично достовірно гальмував розвиток міцелію Ph. infestans при концентрації в середовищі більш 10 мг / л.
Таблиця 1
Вплив пестицидів на радіальний зростання колоній Phytophthora infestans
Фунгіцид-ДВ (препарат) | Діаметр колоній при різних концентраціях (мг / л) ДВ в середовищі, мм | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Тіаметоксам (препарат Актара) | 82 6 ± | 81 7 ± %) | 82 6 ± %) | 81 6 ± %) | - |
Імідаклоприд (Танрек) | 792 6 ± | - | 76 9 ± %) | 77 8 ± %) | 76 5 ± %) |
Флудіоксоніл (Максим) | 82 6 ± | - | 74 12 ± %) | 56 10 ± %) | 46 3 ± %) |
Метрібузин (Зенкор) | 88 12 ± | - | 85 12 ± %) | 86 9 ± %) | 80 5 ± %) |
Дифеноконазол (Швидкість) | 82 7 ± | - | 76 9 ± %) | 84 4 ± %) | 81 6 ± %) |
Примітка. Після знака «±» вказано довірчий інтервал для рівня значущості 0.05. В круглих дужках представлені значення, які виражають відношення діаметра колоній в дослідному варіанті до такого в контролі без пестицидів. Знак «-» означає, що дослідження не проводилися.
Таблиця 2
Вплив пестицидів на освіту ооспор Phytophthora infestans в агаризованому середовищі
Фунгіцид-ДВ (препарат) | Кількість ооспор в середовищі при різних концентраціях (мг / л) ДВ, шт. / Мкл | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Тіаметоксам (препарат Актара) | 79.6 3.6 ± | 79.8 3.8 ± %) | 79.1 3.9 ± %) | 71.4 3.7 ± %) | - |
Імідаклоприд (Танрек) | 79.6 3.6 ± | - | 70.0 3.4 ± %) | 66.0 3.1 ± %) | 35.8 2.8 ± %) |
Флудіоксоніл (Максим) | 112.7 6.9 ± | - | 98.4 8.6 ± %) | 73.6 5.4 ± %) | 42.3 3.7 ± %) |
Метрібузин (Зенкор) | 135.0 9.5 ± | - | 103.0 9.8 ± %) | 118.2 9.3 ± %) | 74.8 8.1 ± %) |
Дифеноконазол (Швидкість) | 79.6 3.6 ± | 72.5 3.6 ± %) | 82.2 3.7 ± %) | 54.9 2.8 ± %) | 35.8 2.3 ± %) |
Вивчення впливу пестицидів на освіту ооспор Ph. infestans в живильному середовищі. Було встановлено, що статистично достовірне зниження кількості ооспор в певних концентраціях викликали всі досліджені препарати (табл. 2). При концентрації діючої речовини 1.0 мг / л всі пестициди, за винятком препаратів Актара і Швидкість, приводили до помітного зниження кількості утворилися ооспор (на 12-24% в порівнянні з контролем). Подальше збільшення в середовищі концентрації діючих речовин приводило до посилення інгібуючого ефекту. Препарати на основі тіаметоксамом і дифеноконазола викликали статистично достовірне зниження кількості ооспор при концентрації діючої речовини в середовищі більш 10 мг / л.
Обговорення і висновок. Вивчення впливу незареєстрованих проти фітофторозу картоплі пестицидів на радіальний приріст міцелію показало, як і слід було очікувати, слабке пригнічення росту (флудіоксоніл) або відсутність впливу на зростання (інші досліджені пестициди).
Таблиця 3. Концентрації діючих речовин у робочій рідині
Препарат (фунгіцид-ДВ) | Використані в роботі концентрації ДВ в живильному середовищі, мг / л | Концентрація ДВ в робочої рідини при обробці картоплі, мг / л |
---|---|---|
Актара (тіаметоксам) | 0.1, 1, 10 | 37-75 * |
Танрек (імідаклоприд) | 1, 10, 100 | 50-100 |
Максим (флудіоксоніл) | 1, 10, 100 | 1000 |
Зенкор (метрібузин) | 1, 10, 100 | 1630-4900 |
Швидкість (дифеноконазол) | 0.1, 1, 10, 100 | 188-625 |
* Значення представлені згідно «Державному каталогу пестицидів і агрохімікатів» за 2014 р
Зниження освіти ооспор в живильному середовищі викликали всі досліджені пестициди. Тестовані в роботі концентрації пестицидів в середовищі були нижче або приблизно відповідали (у імідаклоприду) дозволеним концентрацій в робочої рідини (табл. 3). У наших експериментах придушення освіти ооспор посилювалося в міру збільшення дози препарату, що дозволяє припустити збільшення ефекту при контакті з більш концентрованою робочою рідиною. Дифеноконазол викликав достовірне зниження концентрації ооспор не тільки в дослідах на живильному середовищі, а й у тестах на отcеченних листі картоплі, поміщених в містить фунгіцид рідина. Так, в сорті Вектар білоруський в контролі було відзначено 32 ооспори на 1 мм2 площі листа, при концентрації дифеноконазола в воді 10 мг / л - 24, а при 100 мг / л - 12 ооспор / мм2. Відмінність концентрацій ооспор при 100 мг / л фунгіциду і в контролі статистично достовірно (Еланский, Мица, не опублікована).
Пестициди можуть впливати на широкий спектр процесів, що відбуваються в клітинах грибів. У літературі нам не вдалося знайти інформації, в якійсь мірі пояснює можливий вплив досліджених нами препаратів на освіту ооспор. Спробуємо висловити деякі припущення, що стосуються дії дифеноконазола. Механізм його фунгіцидної дії полягає в інгібуванні ферменту С14-діметілазу, що грає ключову роль в біосинтезі стеролов. Стероли синтезуються грибами, рослинами та іншими організмами, входять до складу їх клітинних мембран. Ооміцети роду Phytophthora за відсутності стеролов здатні тільки до вегетативного росту, утворення ооспор повністю придушене (Elliott et al., 1966).
Ооміцети не здатні синтезувати стероли самостійно; вони включають в свої мембрани стероли, отримані від рослини-господаря, модифікуючи їх. У нашому експерименті використовували вівсяну щільних середу, багату â-ситостеролів і ізофукостеролом (Knights, 1965), т. Е. Речовинами, стимулюючими освіту ооспор. Можливо, дифеноконазол пригнічує роботу ферментів, задіяних в модифікації або утилізації стерольних з'єднань, одержуваних від рослин. Це може, в свою чергу, знижувати інтенсивність освіти ооспор.
У невеликих концентраціях, як показано в нашій роботі, дифеноконазол надавав слабку стимулюючу дію на ріст міцелію і освіту ооспор.
Придушення освіти ооспор в живильному середовищі раніше було показано для антіфітофторозних фунгіцидних препаратів. Так, в роботі Kessel et al. (2002) досліджено понад 10 антіфітофторозних комерційних препаратів. Флуазінам, диметоморф і цимоксаніл в нелетальних концентраціях повністю придушували освіту ооспор в агаризованому середовищі; металаксил, МАНЕБ і пропамокарб показували середню ефективність; манкоцеб і хлороталоніл практично не впливали на ооспорообразованіе. У роботі С. А. Кузнєцова (Kuznetsov, 2013) показано інгібування утворення ооспор на живильному середовищі Нелі-Тальне концентраціями металаксил.
Наші експерименти показали, що застосовуються на картоплі пестицидні препарати, навіть не роблять прямого інгібуючої дії на ріст збудника фітофторозу, придушували освіту ооспор. Таким чином, правильно проведена хімічний захист картоплі з використанням фунгіцидів, інсектицидів та гербіцидів знижує ймовірність утворення ооспор в листі рослин.
Робота виконана за підтримки Російського наукового фонду (проект № 14-50-00029).
Стаття опублікована в журналі «Мікологія і фітопатологія» (Том 50, випуск 1, 2016 г.).