Спосіб підвищення стійкості рослин до хвороб

Спосіб підвищення стійкості рослин до хвороб з використанням препаратів з екстрактів міцелію 3 29953 4 Тому вважають, що найбільш перспективними від захворювань і не зможе знайти застосувань в для створення ефективних засобів захисту виробництві з техніко - економічних міркувань. рослин є застосування елісіторів біогенного Завданням корисної моделі є розробити походження. Здатність індукувати стійкість рослин ефективний, екологічно безпечний спосіб до захворювань мають сполуки різних класів підвищення стійкості рослин до хвороб з полісахариди, білки, поліпептиди, використанням широкого комплексу біогенних глікопротеїни, ліпідовміскі сполуки та інші [3]. елісіторів, який стимулював би природний імунітет Елісітори знайдені в різних групах організмів - в по відношенню до патогенних грибів, підсилив дію бактеріях, вірусах, рослинах, але найбільш багаті елісіторів антиоксидантами та оптимізував на такі сполуки гриби. Відомо багато наукових умови обробки рослин за рахунок стабілізації рН публікацій та патентів, в яких описані такі елісітори розчину в сприятливому для рослин діапазоні, а та препарати на їх основі для захисту рослин також спростив промислове використання [1, 3, 4]. В відомих публікаціях та патентах способу. звичайно використовують окремі класи елісіторів з Поставлене завдання вирішується тим, що у різними добавками неорганічних та органічних способі насіння та/або рослини обробляють сполук. Полісахаридні елісітори виділяють комплексом екстрагованих із афілофораль них методом водної екстракції з поверхні конідій, або грибів неспецифічних біогенних елісіторів різної грибного міцелія. Поліпептиди і білки вилучають з природи, який містить олігосахариди, біомаси лужною екстракцією [1, 4, 5]. Ліпідовміскі глікопротеїни, білки, поліпептиди, ліпіди, сполуки, або комплекси жирних кислот отримують меланіни та буферну речовину у нейтраль ному з біомаси грибів екстракцією органічними або луж ному середовищі із розрахунку 50-500г розчинниками [6 – прототип]. комплексу елісіторів на тону насіння або 100В світі найбіль шого розвитку в останнє 1000г на гектар рослин в період вегетації. Спосіб, десятиріччя набули дослідження елісіторних що заявляється, усуває основні причини властивостей полісахаридних олігомерів таких як недостатньо високої ефективності відомих хітозан. Цей біополімер отримують переробкою способів індукції захисних реакцій рослин. хітину тваринного або грибного походження. За По-перше, це обмежене використання якогось біологічною активністю і техніко - економічними одного типу біогенного елісітору, наприклад, показниками він перевершує інші елісітори і тому в ліпідної фракції або полісахариду (хітозан) [6 різних країнах були розроблені і з'явились на прототип, 7-10], хоча фахівцям відомо, що в ринку ряд біопрепаратів для захисту рослин на процесі взаємодії рослини і патогена приймає основі хітозану, наприклад, "Хітозар", "Фітохіт", участь велика кіль кість рецепторів на клітинні "Агрохіт", "Нарцис" (Росія) [7, 8, 9], "Биохікол" мембрані рослини на різні класи сполук (Польща) [10], "Біоренд" (Чілі) та інші. патогенного мікроорганізму - полісахариди, Основним недоліком відомих біологічних поліпептиди, білки, ліпіди та інші, які виділяються препаратів індукторів стійкості рослин до хвороб гіфами паразитного гриба, або бактеріальними є їх недостатньо висока ефективність і висока клітинами. Тому ми пропонуємо використовувати ціна, що не дає їм можливості конкурувати з широкий комплекс цих сигнальних молекул сучасними фунгіцидами. За оцінками фахівців, елісіторів, який може запускати весь каскад реальна ефективність комерційних біопрепаратів захисних біохімічних реакцій рослини на високому сягає 70-80%. Як правило, відомі біологічні рівні патогенезу. препарати мають обмежене коло рослин, в яких По-друге, корисна модель, що заявляється, вони здатні індукувати стійкість до патогенів, а принципово змінює стратегію пошуків елісіторів. також обмежене коло збудників хвороб, від яких В відомих способах проти конкретних збудників вони можуть захистити. Тому сучасні біологічні хвороб елісітори шукали серед самих цих препарати займають малий сегмент ринку збудників, що не може бути достатньо ефективним. засобів захисту рослин (3-5%). Рослина і паразитний організм, особливо Ці недоліки в повній мірі притаманні і облігатний, мають спіль ну еволюцію, в процесі прототипу [6]. Спосіб захисту рослин за якої на гени вірулентності паразита рослина прототипом полягає в обробці насіння або рослин виробляє гени стійкості, а патоген, в свою чергу, томатів в період вегетації спиртовим екстрактом на ці гени стійкості виробляє нові гени ліпідної природи, отриманим з культурального вірулентності. І так безкінечно [1, 3]. Метою міцелію фітопатогенного гриба Botrytis cinerea пристосування паразита є виробка таких молекул, Pers. Цей препарат має обмежену дію тільки на на які рецептори рослини не здатні реагувати, рослини томатів проти фітофторозу. Його або її імунний відгук не буде достатнім для ефективність невисока - він знижував розвиток захисту. Тому елісітори з патогенних організмів хвороби з 75% лише до 45% при обробці насіння слабо ефективні для захисту рослин. Для і з 85% до 47,5% при обприскуванні рослин. При отримання комплексу елісіторів і меланінів в таких рівнях розвитку хвороби можна вважати, що корисній моделі, що заявляється, пропонується в винахід за прототипом вирішує поставлену якості сировини використовувати технічну задачу лише частково. Гриб Botrytis афілофораль ні гриби з високим вмістом cinerea є факультативним паразитом і слабо росте полісахаридів, хітину і меланінів, наприклад, в куль турі. Тому отримання з нього препаратів в Coltricia perennis (L.: Fr.) Murr.; Daedalea промислових масштабах може мати великі quercina L.: Fr.; Daedaleopsis confragosa (Bolt.: труднощі і високі затрати. Таким чином, винахід за Fr.) Schroet; Fomes fomentarius (L: Fr.) Gill.; прототипом не вирішує проблему захисту рослин Fomitopsis officinalis (Vill.) Bond, et Sing.; 5 29953 6 Fomitopsis pinicola (Sw.: Fr.) Karst; Ganoderma готують водний розчин гідрооксиду натрію або applanatum (Pers.: Fr.) Pat.; Ganoderma lucidum калію в концентрації від 0,1 до 10% і нагрівають (Leyss.: Fr.) Karst.; Gloeophyllum sepiarium (Wulf.: його до 60-100°С Розмелені гриби завантажують Fr.) Karst.; Heterobasidion annosum (Fr.) Bref.; в цей розчин. Співвідношення грибів і розчину Innotus dryophileus (Berk.) Murr.; Innotus hispidus знаходиться в межах 1:10-1:30. Температуру (Bull.:Fr.) Karst.; Innotus obliquus (Pers.) Pil.; суміші підтримують на заданому рівні. Луж ну Innotus radiatus (Sow.: Fr.) Karst.; Phellinus igniarius екстракцію проводять при перемішуванні (L.) Quel.; Phellinus pini (Thore: Fr.) Pil.; Phellinus протягом 1 - 1 0 годин. Потім лужний екстракт robustus (Karst.) Bourd.et Galz. та інші. Такі гриби в відділяють від твердого залишку гриба еволюційному плані дуже далекі від патогенів філь труванням або центрифугуванням. Після сільськогосподарських культур, тому їх елісіторні цього проводять водну екстракцію з твердого сполуки, на відміну від прототипу, викликають залишку гриба - масу заливають водою в сильну імунну реакцію у рослин. Екстракти з співвідношенні 1:1 0 - 1 :20 і витримують при афілофоральних грибів не є токсичними для перемішуванні від 0.5 до 5 годин. Екстракцію людини і навколишнього середовища. Ці гриби водою проводять 3-10 разів. Всі екстракти добре ростуть в культурі на дешевих субстратах, об'єднують і впарюють до потрібної концентрації що містять целюлозу. Є також великі відновлювані діючої речовини, наприклад, до 30г/л. Розчин запаси таких афілофоральних грибів у охолоджують і розчиняють в ньому суміш природному середовищі, де вони можуть карбонату і бікарбонату амонію визначеної заготовлятися у промислових масштабах. Тому кіль кості, наприклад, 100г/л. Готовий препарат спосіб, що заявляється, має високу розливають в тару и герметично закривають для рентабельність. зберігання. По-третє, в відомих способах індукції Приклад 2 стійкості рослин не враховують той важливий Вивчення ефективності способу, що факт, що першою захисною реакцією рослини на заявляється, проти збудників кореневих гнилей, контакт з паразитом с різке підвищення луж ності переноспорозу і фузаріозу, а також його впливу в міжклітинному середовищі [1]. Біль ша на продуктивність гороху сорту "Богатир частина відомих біопрепаратів мають кислу Чешський" при обробці насіння перед посівом реакцію і ослабляють цю природну захисну проводили протягом 2000-2006pp. в Степовій, реакцію рослин. Для подолання цього недоліку в Лісостеповій і Поліській грунто-кліматичних зон способі, що заявляється, пропонується обробку України. рослин проводити розчинами з нейтральним, або Горох вирощували за технологіями лужним середовищем. Для підтримання рН на прийнятими в кожній грунто-кліматичних зон заданому рівні при обробці рослин до комплексу України. Випробування препаратів проводили елісіторів і меланінів додається буферна за стандартними методичними рекомендаціями речовина, наприклад, суміш карбонату та [11]. Підрахунки ураження рослин гороху бікарбонату амонію в співвідношенні 2 : 1 . хворобами проводили в фази повних сходів (11 Відомо, що зараження патогеном викликає у етап ЕС) и цвітіння (61 етап ЕС). рослини окислювальний стрес. Цьому процесу Обробку насіння гороху проводили протидіє антиоксидантна система рослини, але її композицією за прикладом [1] в трьох потужності, як правило, недостатньо. Тому варіантах з вмістом елісіторів 7,2; 30,0 і 71,4г/л і попередня обробка рослин антиоксидантами карбонату та бікарбонату амонію 100г/л з нормою збільшує їх стійкість до зараження паразитом. В витрати 7л/т. Контролем слугували рослини без якості таких антиоксидантів випробувано багато обробки. В якості еталонів використовували речовин - деякі органічні кислоти, токоферол, синтетичний протруйник вітавакс 200 ФФ з тиосічовину, діметилсульфоксид, бутилгідрохінон, нормою витрати 2,5л/т і біологічний елісітор бушлат гидроксітолуола та інші, які показали хітозан (200г/т) з відповідною добавкою карбонату позитивні результати [1]. Але ці антиоксиданти і бікарбонату амонію. Результати впливу різних відносно слабкі. Для підвищення ефективності способів обробки на посівну якість насіння, способу, що заявляється, пропонується стійкість до захворювань та біометричні показники застосовувати в комплексі з вище вказаними рослин наведені в Таблицях 1 - 4 . елісіторами грибні меланіни, які є найбільш потужними природними антиоксидантами. Увесь цей комплекс нових технічних рішень в корисної моделі, що заявляється, дозволяє Вплив обробки насіння гороху на посівні якості та біоме суттєво перевершити ефективність відомих аналогів і прототипу. Енергія П Варіант досліду Спосіб, що заявляється, ілюструється проростання, % наступними прикладами: Контроль 28,2 Приклад 1 Вітавакс 200 ФФ, 2,5л/т 28,2 Елісіторну композицію для способу обробки Хітозан + солі, 200г/т 32,4 насіння та рослин, що заявляється, отримують 50г/т 32,4 наступним чином: беруть плодові тіла Спосіб, що заявляється 210г/т 33,8 афілофорального гриба, наприклад, Fomes 500г/т 33,9 fomentarius, очищають їх, подрібнюють і НСР05 1,06 розмелюють до порошковидного стану. Попереднє 7 29953 8 умовах Лісостепової зони України. Дослідження проведені в 2000-2006 pp. Обробку Таблиця 2 проводили за два тижні до посіву з розрахунку 7л Вплив обробки насіння гороху на композиції по прикладу (1) на тону насіння. розвиток кореневих гнилей Композиція по прикладу (1) мала вміст елісіторів 7,2; 30,0 карбонату (61 етап) Fusarium spр. (11 етап) і 71.4г/л і Fusarium sрр. та бікарбонату Варіант досліду амонію Контролем уражено розвиток 100г/л. уражено розвиток слугували хвороби, експериментальнірослин, % ділянки ячменю без обробки. В % рослин, % хвороби, % якості використовували45,1 хімічний Контроль 45,5 22,7 еталонів 72,2 протруйник вітавакс55,5 ФФ з нормою витрати 200 Вітавакс 200 ФФ, 2.5л/т 28,0 8,0 16,5 2,5л/т і біологічний елісітор хітозан24,2 (200г/т) з Хітозан + солі, 200г/т 34,8 10,9 63,2 відповідною добавкою карбонату і бікарбонату 50г/т 34,6 10,8 63,2 24,1 амонію. Ефективність різних способів обробки Спосіб, що заявляється 210г/т 24,1 8,0 52,1 14,0 насіння рослин визначали за комплексом 500г/т 24,0 8,0 52,0 через 3 дні після посіву; 13,9 показників: сила росту НСР05 1,9 1,39 - через 7 днів; висота рослин -13 етап 2,07 2,20 схожість ЕС; ураження рослин кореневими гнилями - фаза Таблиця 3 кущення (23 етап ЕС) і молочної стиглості зерна (73 етап ЕС) в відповідності із "Методичними Вплив обробки насіння гороху на розвиток пероноспорозу. рекомендаціями по державним випробуванням фунгіцидів, антибіотиків та протруйників". PeronosporaРезультати впливу Peronospora pisi (61етап) pisi (11етап) різних способів на посівну Варіант дОСЛІДУ уражено якість насіння, стійкість до хвороб та біометричні розвиток уражено розвиток хвороби, рослин, % показники рослин наведені в Таблицях % - 7 . хвороби, % рослин, % 5 Контроль 46,0 9,3 80,0 21,3 Вітавакс 200 ФФ, 2,5л/т 6,7 1,3 43,0 9,3 Хітозан +солі, 200г/т 20,0 4,0 40,0 8,0 Вплив способів передпосівної обробки насіння ярого ячменю на по 50г/т 20,1 4,0 39,8 8,0 Спосіб, що заявляється 210г/т 13,1 1,9 19,0 4,1 Енергія 500г/т 13,1 1,9 19,0 4,1 Варіант досліду Польо НСР05 1,64 0,71 2,3 1,09 проростання, % Контроль 45,3 Вітавакс 200 ФФ, 2,5л/т 56,9 Таблиця 4 Хітозан + солі, 200г/т 49,2 50г/т 49,2 Ефективність застосування протруйників насіння на горосі. Спосіб, що заявляється 210г/т 60,9 Біологічна ефективність, % 500г/т 60,9 Маса Fusarium Fusarium HCP05 pisi 4,73 Варіант досліду 1000 Урожайність, ц/га P. P. pisi spp. (11 spp. (61 (11 етап) (61 етап) зерен, г етап) етап) Контроль 200,5 23,4 Вплив способів обробки насіння на розвиток хвороб Вітавакс 200 ФФ, 2,5л/т 64,6 63,5 86,1 56,2 206,0 27,3 Хітозан+солі, 200г/т 51,9 46,3 57,1 62,4 209,6 26,1 Fusarium spp. (23 ет 50г/т 60,1 46,5 57,3 62,3 209,8 26,1 Ustilago Спосіб, що уражено розв 210г/т 63,7 68,8 78,9 Варіант досліду 81,5 215,0 28,8 % nuda, заявляється рослин, % хворо 500г/т 63,8 68,9 79.0 81,7 216,0 28,9 1,6 60,9 7 НСР05 5,79 4,74 Контроль 6,5 4,77 4,99 1,14 Вітавакс 200 ФФ, 2,5л/т 0 24,4 2 Хітозан + солі, 200г/т 0,2 36,5 3 В результаті проведених порівняльних 50г/т 0,1 36,0 3 випробувань спосіб, що заявляється, показав Спосіб, що заявляється найбіль шу ефективність для захисту рослин, Він 210г/т 0 23,7 2 забезпечує системну довготривалу стійкість 500г/т 0 23,5 2 рослин гороху проти основних збудників хвороб. За HCP05 0,14 3,47 0, час проведення випробувань фітотоксичного впливу обробки за способом, що заявляється, на рослини гороху не виявлено. Обробка насіння сприяла підвищенню продуктивності рослин, Ефективність застосування протруйників нас поліпшенню якості продукції та збільшенню урожаю відносно контролю та еталонів. Біологічна ефективність, % Приклад 3 Fusarium Варіант досліду Fusarium spp. Ustila Була вивчена біологічна ефективність spp. (23 (73 етап) nud способу, що заявляється, для передпосівної етап) обробки насіння ярого ячменя сорту "Рось" Контроль першої репродукції проти фітопатогенних Вітавакс 200 ФФ, 2,5л/т 63,8 72,7 100 мікроорганізмів в лабораторних і поль ових 9 29953 10 препарат87,5 ефаль (3л/га) і розчин хітозану з Хітозан+солі, 200г/т 52,7 52,6 48,2 31,4 50г/т 52,9 55,8розрахунку 500г/га по сухій речовині. 90,4 48,6 34,1 Спосіб, що Дослідження способу, що заявляється, 210г/т 61,1 71,9 100 51,6 37,7 заявляється майже однакову його ефективність із 500г/т 61,2 71,8показали 100 51,8 37,8 способом використання відомого фунгіциду HCP05 4,5 4,4 4,8 3,1 0,9 ефаль і біль ш високу ефективність відносно способу з використанням біопрепарату хітозану Досліди показали високу ефективність (Табл. 10). способу, що заявляється. Він перевершує Аналіз отриманих резуль татів показує, що наведені показники контролю і еталонів. заявлений спосіб дає мож ливість рослинам Приклад 4 набути системну стійкість до патогенів. В польовому досліді вивчали дію способу, що Найбільший ефект захисту досягається при заявляється, на підвищення стійкості сходів обробці насіння, оскільки активне індукування цукрових буряків проти коренеїду. стійкості відбувається на початкових етапах Дослідження проводили згідно з розвитку рослин. Було відмічено формування загальноприйнятою методикою для цукрових більш розвинутої кореневої системи, що буряків (Київ, ВНЩ, 1986). Досліди проводились забезпечило підвищену стійкість рослин до на чорноземних ґрунтах. Цукрові буряки стресових умов (заморозки, засуха, сильні вітри), висівались після озимої пшениці по чорному пару. які спостерігалися за час проведення Композицію по прикладу (1) наносили на насіння випробувань. Показники структури врожаю перед цукрових буряків з нормою витрати 0.5г/посівну збором культур свідчать, що в варіантах обробки одиницю в перерахунку на суху масу елісіторів. за способом, що заявляється, вегетативна маса Контролем слугували рослини, які виросли з рослин була здоровіше, що позитивно необробленого насіння. В якості е талону відобразилось на довжині стебел і колосків, масі використовували відомий синтетичний препарат зерен. Це говорить про системну стимулюючу дії роялфло для протруювання насіння цукрових запропонованого способу обробки рослин. буряків та хітозан з добавкою солей з нормою 0,5г/посівну одиницю. У склад композицій захисно - стимулюючих речовин на всіх варіантах включали системний інсектицид круізер 21мл/п.о. Біологічна ефективність різних способів захисту рослин від фі Результати випробувань наведені в Таблицях 8, 9. Біоло ефектив Ефективність дії різних способів обробки насіння проти коренеїду сходів цукрових буряків. Картопля, сорт Луговська Контроль 41,3 Хітозан+солі, 9,7 7 уражено рослин,500г/га розвиток Маса 100 Варіанти Ефаль, 3л/га 9,0 7 % хвороби, % рослин,г 100г/га 9,0 7 1. Контроль 29,2 14,1 177,6 Спосіб, що 300г/га 8,6 7 2. Роялфло, 4,32г/п.о. 18,4 10,5 264,1 заявляється 1000г/га 8,6 7 3. Хітозан +солі, 0,5г/п.о. 20,2 11.7 226.5 НІР 05 , ц/га 3. Спосіб, що заявляється, 0,5г/п.о. 12,9 7,7 272,8 Томат, сорт Лагідний Контроль Таблиця 9 37,7 Хітозан+солі, 500г/га 10,6 7 Вплив дії різних способів обробки насіння на продуктивність рослин цукрових буряків. Ефаль, 3л/га 9,3 7 100г/га 9,2 7 Спосіб, що Варіанти Урожайність, т/га Цукристість, % Збір цукру, т/га 300г/га 9,0 7 заявляється 1 Контроль 24,2 16,0 3,9 1000г/га 8.9 7 2. Роялфло, 4,32г/п.о. 26,5 16,9 4,5 НІР 05 , ц/га 3. Хітозан + солі, 0,5г/п.о. 25,3 16,6 4,2 3. Спосіб, що заявляється, 0,5г/п.о. 30,0 16,8 5 Основними перевагами способу, що заявляється, є його високоефективна Врожайність коренеплодів на варіанті з пролонгована дія, відсутність токсичності для використанням способу, що заявляється та їх людини і природних об'єктів, гарантована цукристість перевищувала показники контролю та стабільність результатів. За своєю ефективністю еталонів. новий спосіб не поступається способам обробітку Приклад 5 кращими протруйниками і суттєво перевершує Ефективність способу, що заявляється, результати прототипу (розвиток хвороби томатів вивчали при обприскуванні овочевих культур за прототипом 47,5%, за способом, що (картопля и томати) в період вегетації. Витрати заявляється - 8,9%) та інших способів з композиції по прикладу (1) складали 100, 300 та використанням біологічних препаратів стійкості 1000г/га в перерахунку на суху масу комплексу рослин до захворювань. На відміну від прототипу, елісіторів. Контролем слугували рослини без заявлений спосіб дозволяє захищати широке коло обробки. В якості еталонів випробовували хімічний різноманітних рослин від переважної більшості патогенів. Спосіб, що заявляється, також показав Варіант досліду Таблиця 8 Розвиток хвороби, % 11 29953 ростостимулюючі ефекти та здатність підвищувати врожайність і якість продукції. Тому можна зробити висновок що заявлений спосіб перевершує відомий рівень техніки в галузі захисту рослин біологічними способами. Джерела інформації: 1. Тютерев С.Л. Научные основы индуцированной болезнеустойчивости растений. Санкт - Петербург, 2002. 328с. 2. Пат. Російської Федерації, №2154381, 2000. 3. Дьяков Ю.Т., Озерецковская О.Л., Дж авахия В.Г., Багирова С.Ф. Общая и молекулярная фитопатология. Москва: Изд-во Общество фитопатологов, 2001. 302с 4. Пат. України №59390, 2003. 5. Пат. України №77128, 2006. 6. Пат. України №68663, 2004. 7. Пат. РФ №2127056, 1999. 8. Пат. РФ №2144768, 2000. 9. Пат. РФ 2158510, 2000. 10. Wojdyla A.T., Jaworska - Marosz A., Kazmiersky J. Biochicol 020 PC (chitosan) in the control of some ornamental foliage diseases. Advances in chitin science. Vol. VIII. Poznan, 2005, P.300-307. 11. Методические указания по определению фунгицидной активности новых химических соединений. ВНИИХСЗР, отд. НИИТЭХИМ, Черкассы, 1984, с.25. 12