Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, И.Ю. Бобрешова, Н.А. Саранцева
ФГНУ «Всероссийский НИИ защиты растений
А.К. Злотников
Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН
Растения в процессе жизнедеятельности находятся в постоянном контакте с внешней средой и чутко реагируют на колебания каждого из действующих факторов изменениями своего физиологического состояния. Экзогенная обработка растений препаратами полифункционального действия вносит определенные коррективы в это взаимодействие и приводит к тому или иному эффекту в различной степени его проявления. Известно, что индукция иммунных и ростовых реакций растений при обработке фитоактиваторами элиситорного действия осуществляется посредством экспрессии многочисленных генов при участии большого количества сигнальных путей [1, 2], корректирующих и направляющих работу ферментных систем и протекание различных биохимических и физиологических процессов. Этот процесс является дозозависимым, с увеличением дозировки препарата элиситорного действия в общую каскадную систему защитных реакций растений включается все большее число экспрессированных генов и сигнальных путей, которые могут взаимно ингибировать или синергировать друг друга, изменяя тем самым характер отдельных реакций растений на экзогенную обработку фитоактиватором.
В настоящее время механизмы действия большинства препаратов данной группы изучены еще недостаточно, и вследствие этого, технологические регламенты применения их не всегда достаточно обоснованы. Более глубокое познание особенностей работы фитоактиваторов на разных культурах, в различных абиотических условиях и при разных нагрузках биотических стрессовых факторов позволят оптимизировать используемые в настоящее время технологии их применения в растениеводстве.
Изучение влияния одного из наиболее важных факторов, модифицирующих работу фитоактиваторов – дозировки – провели на примере препарата Альбит, ТПС при предпосевной обработке семенного материала сахарной свеклы. Данный препарат создан на основе продукта метаболизма бактерий – поли-бета-гидроксимасляной кислоты, обладает элиситорным действием и обеспечивает многочисленные и разносторонние эффекты.
Исследования провели в 2008 г. на поле ОНО ОПХ ВНИИСС (Воронежская область, п. Рамонь) в полевом опыте на гибриде ЛМС-94 по методике, разработанной совместно ВНИИСС и ВНИИЗР [3]. Апробировали широкий диапазон норм расхода препарата: 30, 50, 75, 100, 125, 150 и 200 мл/т.
Оценку защитного действия препарата (фунгистатического и иммунизирующего) проводили по отношению к корнееду всходов, согласно методике ВНИИСС [4], а в период вегетации – по отношению к мучнистой росе (иммунизирующий эффект) – по общепринятой методике при определении биологической эффективности вариантов [5].
Оценку ростстимулирующего действия фитоактиватора провели по ряду биометрических показателей: среднее количество листьев и масса здоровых растений – при взятии пробы на корнеед в фазу 2 пар настоящих листьев; общее количество листьев и процент активнофотосинтезирующих из них – в фазу смыкания растений в рядках; площадь одновозрастного (двадцатого) листа, длина черешка, количество сосудистых пучков в черешке; среднее количество активно фотосинтезирующих листьев на растение – перед уборкой урожая; средняя масса «стандартного корнеплода» (при одинаковой густоте стояния 15-20 см между растениями); масса «нестандартного» корнеплода (краевые и разноотстоящие друг от друга). Сохранность растений (%) определяли по количеству, сохранившихся от фазы двух пар настоящих листьев (после завершения линьки корня) до уборки урожая. Для оценки возможного влияния препарата на сахаристость корнеплодов определяли среднее количество колец проводящих пучков, которое по литературным данным, положительно коррелирует с данным показателем технологического качества корнеплодов [6].
Биологическую урожайность корнеплодов рассчитывали теоретически, исходя из посевной единицы 120 тыс. семян/га, при учете всех выявленных в опыте лимитирующих факторов [3].
В начальный период развития растений рострегулирующее действие препарата проявилось наиболее активно (таблица 1). В фазу двух пар настоящих листьев масса 100 растений при обработке семян фитоактиватором возросла относительно контроля на 18,7-30,0%, а при норме расхода 150 мл/т – на 45,5%. До фазы 5-6 пар листьев четко прослеживалась тенденция увеличения скорости развития растений (формирование новых листьев) в вариантах с дозировками: 75, 125 и 150 мл/т – на 6,4-15,0% относительно контроля. При норме расхода препарата 150 мл/т в фазу смыкания растений в рядках отмечалось и большее количество листьев на растение, и более высокая доля активной фотосинтезирующих из них (69,1%). За исключением одного варианта (125 мл/т) при обработке семян Альбитом наблюдалось увеличение длины черешка одновозрастного листа; в большинстве случаев, за исключением дозировок 50 и 125 мл/т, статистически достоверно увеличивалась его ассимиляционная поверхность. Не были выявлены различия по количеству фотоактивных листьев при уборке урожая и по количеству сосудистых колец в корнеплодах, а в варианте с нормой расхода Альбита 150 мл/т – последних было существенно меньше, чем в контроле.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о разнохарактерном модифицирующем действии препарата-фитоактиватора в различных дозировках на отдельные проявления ростовой активности растений.
Математически достоверные криволинейные зависимости между величиной показателей и нормой расхода препарата выявлены по следующимпараметрам: количество листьев на растение в фазу двух пар настоящих листьев, доля активно фотосинтезирующих листьев в фазу смыкания растений в рядках, площадь одновозрастного листа, а также – масса «стандартного» и среднего корнеплода. Во всех этих случаях возрастание значений большинства показателей приходилось на дозировки 50-70 и 150-175 мл/т.
Таблица 1 – Ростстимулирующие эффекты действия препарата Альбит, ТПС при предпосевной обработке семян в различных дозировках
* – различия с контролем достоверны при Р = 0,5
** – Тачигарен, СП (10 кг/т) + ТМТД, ВСК (9 л/т)
Несмотря на то, что рострегулирующее действие препарата Альбит на корнеплоды было выражено недостаточно (за исключением трех вариантов (75, 100 и 150 мл/т), за счет фунгистатических и иммунизирующих эффектов в отношении корнееда всходов и последующего усиления устойчивости корнеплодов к корневым гнилям (сохранность растений), общее увеличение биологической урожайности корнеплодов было получено во всех вариантах опыта, кроме дозировки 125 мл/т (таблица 2). В последнем варианте отмечались и наиболее низкие ростовые эффекты (таблица 1). По-видимому, в данном случае мы имеем проявление сильного взаимоингибирующего действия различных экспрессированных генов и сигнальных путей, индуцируемых действием препарата в данной дозировке.
Предпосевная обработка семенного материала сахарной свеклы Альбитом индуцировала в растениях системный пролонгированный иммунитет, который проявился в более слабом развитии мучнистой росы и большей доле здоровых растений в посеве во второй половине вегетации. На начальной стадии развития инфекционного процесса во второй декаде августа максимальный иммунизирующий эффект (от 59 до 66%) наблюдался в вариантах с интервалом дозировок от 50 до 125 мл/т, здесь же отмечалась и более высокая доля здоровых растений (81-89%) (таблица 3). На пике инфекционного процесса (развитие в контроле – 35,6%) слабый иммунизирующий эффект (3,4%) препарата сохранился только в вариантах с нормами расхода 50 и 125 мл/т.
Таблица 2 – Действие препарата Альбит, ТПС на устойчивость всходов к корнееду, густоту стояния растений и общий урожай корнеплодов
* –развитие болезни, %;
** – Тачигарен, СП (10 кг/т) + ТМТД, ВСК (9 л/т) НСР = 2,1 т/га)
Математическая обработка данных опыта (анализ полиномиальных зависимостей) показала, существенное отличие механизмов иммунизирующей активности препарата (по доле здоровых растений) в зависимости от дозировки препарата (рисунок).
Таблица 3 – Иммунизирующая активность препарата Альбит, ТПС в зависимости от нормы расхода при предпосевной обработке семян
* – Тачигарен, СП (10 кг/т) + ТМТД, ВСК (9 л/т);
R – развитие болезни, %
Необходимо также отметить специфичность иммунизирующего действия Альбита относительно различных заболеваний. При применении препарата данной группы – Альбит-3 – в другие годы исследований, когда наблюдалось значительное развитие и церкоспороза на листьях, было установлено, что по отношению к данному заболеванию более высокий эффект отмечался при повышенных дозировках препарата (100-120 мл/т, га), а по отношению к мучнистой росе – более низких (50-70 мл/т, га).
Расчет экономической эффективности различных регламентов применения препарата Альбит при предпосевной обработке семян по дозировкам показал, что она существенно не различалась. Колебания значений рентабельности находились в пределах 58-76%, окупаемости затрат – 1,6-1,8%, при этом наибольший экономический эффект был получен при наименьшей норме расхода препарата – 30 мл/т (при максимальной прибавке урожая – 8 т/га).
Рисунок – корреляционная зависимость между иммуноиндуцирующей активностью препарата Альбит и нормами расхода его при предпосевной обработке семян
Оценка комплексного полифункционального действия фитоактиватора Альбит по методике ВНИИЗР (Методические указания…, 2009), показала, что при норме расхода 30 мл/га препарат обеспечивал максимальный защитный эффект (2,34 балла), что, несмотря на относительно невысокое ростстимулирующее действие, позволило получить наибольший результирующий (полифункциональный) эффект, а с учетом более высокой экономической эффективности в этом варианте, общий комплексный эффект получил максимальную оценку – 6,14 балла (таблица 4).
Таблица 4 – Комплексная относительная эффективности препарата Альбит, при предпосевной обработке семян
 Таким образом, результаты наших исследований свидетельствуют о необходимости разносторонней и разнокачественной оценке препаратов фитоактиваторов при разработке регламентов их практического применения. Литература
1. Тютерев С.Л. Научные основы индуцированной болезнеустойчивости растений – С.-Пб., 2002. – 328 с.
2. Дмитриев А.П. Сигнальные молекулы растений для активации защитных реакций в ответ на биотический стресс // Физиология растений. – 2003. – Т. 50. – № 3. – С. 465-474.
3. Рябчинский А.В., Рябчинская Т.А. Методика оценки эффективности защитных и стимулирующих препаратов // Сахарная свекла. – 2009. – № 4. – С. 40-43.
4. Рябчинский А.В., Ермохина И.В. Методика оценки эффективности применения фунгицидов и препаратов с иммуно– и ростстимулирующим действием против корнееда сахарной свеклы – Воронеж, 2005. – 28 с.
5. Методы определения болезней и вредителей сельскохозяйственных растений. – М.: Агропромиздат. – 1987. – 224 с.
6. Физиология сельскохозяйственных растений. Сахарная свекла – М., 1969. – 436 с.
Peculiarities of Polyfunctional Effect of Biopesticide Albit during Sugar Beet Seed Treatment
Results of pre-sowing treatment of sugar beet seeds with biopesticide Albit (a.i. poly-beta-hydroxybutyrate) are given involving wide range of Albit dosages. Significant influence of dosage is shown on its versatile effects in course of sugar beet growth (fungistatic, immunizing effect towards different pathogens, stimulation of various growth processes). Keywords: dosage, immunizing activity, fungistatic effect, sugar beet, damping-off, powdery mildew, growth regulation, control efficacy, storage roots, yield
|
