Стиммунол

Глава 5. Особенности действия Стиммунола на целевые и нецелевые объекты агроценозов 
                      Химические регуляторы роста, обладая высокой метаболической активностью, включаются в обмен веществ растений и опосредованно оказывают побочное влияние на различные компоненты агроценоза, в частности, членистоногих фитофагов [Топоров, 2004; Иванова, Павлючук, 2005; Павловская [и др.], 2005; Селицкая, 2006; Степанычева, 2006].

       При изучении эффективности различных норм расхода препарата Стиммунол (ПФ СПАА) при предпосевной обработке семян был установлен факт влияния фитоактиватора на снижение поврежденности ярового ячменя в период вегетации хлебными блошками до 16 % (в контроле поврежденность листьев 72,4%) и злаковыми мухами – до 76 % (в контроле поврежденность главных стеблей 7,9%). 

      В процессе исследований при варьировании различных регламентов применения препарата Стиммунол в период вегетации (сроки и кратность обработок, дозировки) на яровом ячмене в отдельных случаях отмечалось повышение вредоносности вредной черепашки в фазу трубкования и колошения. Это проявлялось в увеличении белоколосости, связанной с ранним повреждением черепашкой формирующегося колоса, а в дальнейшем и отдельных колосков.

       В 2009 г. при численности вредителя выше пороговой это явление наблюдалось как в эталонном варианте – Альбит, 40 мл/га (доля пустых колосков 7,6 %), так и при применении Стиммунола (до 10 % и более) при уровне белоколосости в контроле – 5 %. Однако, несмотря на то, что препараты-фитоактиваторы оказали нежелательное действие на растения и фитофагов, за счет других позитивных эффектов (увеличение количества продуктивных стеблей, длины колоса и массы 1000 зерен) при их применении была получена высокая прибавка урожая – от 7,8 до 21,7 %.

       Согласно литературным данным, отдельные вещества-элиситоры, попа-дая в растения, могут экспрессировать до нескольких десятков генов [Дьяков, 1996]. Однако, глубина генетических изменений, происходящих в растениях на популяционном уровне, изучена недостаточно. Практически неизученным вопросом является последействие обработки фитоактивааторами на последующую репродукцию растений.

       Общеизвестно, что приобретенный после обработки иммунизатором иммунитет не является наследуемым [Тютерев, 2002]. Однако мы во многих случаях отмечали явление передачи признаков приобретенной устойчивости, в частности, к корневым гнилям ячменя. Известно также, что в дочерних репродукциях растений при наследовании материнских признаков могут наблюдаться различные эпигенетические эффекты, то есть влияние фенотипа предшественника на фенотип потомства. Это явление получило название «эффект превегетации» [Малецкий, 2005; Лыкова, 2009]. Пролонгированное действие родительской среды может проявляться в течение ряда поколений, у хлебных злаков – отмечено до двух репродукций [Карпова, 2002]. Благоприятное экофизиологическое последействие гуминовых веществ и некоторых стимуляторов роста отмечено в работах Е.И. Ермакова с соавторами [2003] и Л.В. Карповой [2002]. На основании этого, представилось интересным оценить отдаленное последействие обработки семян и вегетирующих растений ярового ячменя биологическими фитоактиваторами Стиммунол и Альбит. 

       Лабораторная оценка показателей иммунизирующей активности препаратов на семенах первой репродукции показала, что растения в на-чальные фазы роста (всходы – 2 листа) практически сохранили, а в отдельных случаях даже повысили устойчивость (на 18-26%) к возбудителю гельминтоспориозной гнили, приобретенную при обработке материнских растений. Особенно четко сохранение иммунных свойств на ранних фазах развития прослеживалось после обработки семенного материала. Это в дальнейшем повлияло на сохранность растений. Затухание иммунизирующего эффекта происходило в полевых условиях с фазы кущения. В это время отмечалось снижение иммунного состояния растений в первой репродукциии по отношению к пятнистостям листьев, в отдельных вариантах при предобработке семян – в 1,3-1,7 раза. Однако, несмотря на снижение иммунитета, в первой репродукции сохранились свойства, положительно влияющие на продуктивность. Практически на том же уровне сохранилась густота стояния растений дочерней генерации – 111-123 % к контролю по сравнению с сезоном проведения обработки семян материнских растений (105-126%), а также продуктивная кустистость: соответственно 108-116 % и 110-117 % по отношению к контролю. За счет эффекта эпигенетического наследования прибавка урожая дочерней генерации составила 12-19 % (в год обработки материнской генерации – 6-15 %). В целом, интегрирующее последействие фитоактиваторов на последующую репродукцию растений ярового ячменя проявилось в значительной мере при обработке семенного материала, то есть при воздействии на растительные организмы в ранние фазы их развития, когда влияние на генетический аппарат, по-видимому, проявляется в более сильной степени. 
      Во второй репродукции растений ячменя после обработки материнских растений Стиммунолом эффект превегетации практически не отмечался.
 

       Направления действия Стиммунола на растения.

    По химической характеристике препарат Стиммунол представляет собой смесь природных аминокислот, белков, ферментов, витаминов и различных биологически активных веществ, совместное воздействие которых на растение осуществляется комплексно. 

       В результате исследований на нескольких сельскохозяйственных культу-рах были выявлены следующие эффекты действия препарата Стиммунол:

– модификация иммунного статуса растений;

– фунгистатическое действие на грибные патогенны;

– пролонгированное системное иммунизирующее действие;

– модификация ростовых процессов в различных органах растений;

– модификация фотосинтетических процессов;

– влияние на скорость прохождения фенологических фаз;

– стимуляция цветения, плодо- и клубнеобразования;

– влияние на качественные показатели продукции (содержание белка, сахаров, клейковины);
– адаптогенное действие, стимуляция антистрессовой активности;

– воздействие на другие компоненты агроценоза, в частности, вредных фитофагов;

– повышение продуктивности за счет полифункциональности действия от 11 до 52 % по сравнению с контролем;

– эпигенетическое сохранение отдельных приобретенных полезных свойств в следующей репродукции растений.

     За счет стимуляции антистрессовой активности эффективность препарата повышается в условиях действия стрессовых факторов среды
Учитывая высокую сложность действия Стиммунола на растения, эффек-тивность его, как и других препаратов группы регуляторов роста, варьирует в зависимости от складывающейся в агроценозе ситуации (рис. 2).

 Рисунок 2 – Схема действия фитоактиватора Стиммунол на растения 

     

Факторами, модулирующими эффекты действия препарата, являются: 
– дозировка препарата;
– видовой состав патогенов и уровень инфекционного фона;
– физиологическое состояние растений в зависимости от складывающихся погодных условий вегетационного сезона и условий обеспеченности растений питанием.
Из всех перечисленных факторов для достижения максимальной эффективности при применении Стиммунола основное значение имеет подбор оптимальной дозировки препарата, которая программирует и модулирует все эффекты его действия, наблюдаемые в периоды последующего развития растений после обработки фитоактиватором (рис. 2).

     Многокомпонентность природной композиции препарата Стиммунол, с одной стороны, обеспечивает полифункциональность его действия на растения, с другой стороны, дает возможность поддерживать эффективность, осуществляемую по многоканальным связям. Наличие в нем большого количества веществ, обладающих элиситорным действием, обеспечивает работу широкой сети сигнальных систем, которые частично перекрывают друг друга, оказывая ингибирующий эффект по определенному направлению действия или определенноесинергирующее воздействие на растения. Взаимосвязь различных сигнальных путей может быть достаточно сложной [Тарчевский, 2002; Дмитриев, 2003], что требует изучения действия препарата на разных культурах и в различных условиях. Сходство механизмов работы и «взаимозаменяемость» различных компонентов препарата по характеру действия на растения обеспечивает относительную его стабильность и длительный срок сохранения активности (до 5 лет).

   

  Глава 6. Экономическая эффективность применения Стиммунола на сельскохозяйственных культурах

       Благодаря технологической простоте наработки препарата-фитоактиватора Стиммунол, его себестоимость и цена реализации будет существенно ниже других препаратов данной группы. Принимая ориентировочную цену реализации различных препаративных форм биопрепарата на уровне 1000-1300 руб./л был проведен расчет экономической эффективности его применения по результатам полевых опытов на различных культурах.

     Обработка растений ячменя СПАА в норме 25 мл/га в фазу выхода в трубку была наиболее эффективной. За счёт получения высокой прибавки урожая (8,9 ц/га), чистый доход составил 3169 руб./га при рентабельности 389 % и окупаемости затрат 4,9 раза (Альбит – в 4 раза).
        На сахарной свёкле при двукратной обработке ПФ Ст-С в период веге-тации в нормах 10-20 мл/га рентабельность составляла 86-96 % при двукратной окупаемости затрат (Скор – 1,0 раз). 
Применение Стиммунола на картофеле показало наибольшую экономиче-скую эффективность: чистый доход при использовании ПФ Ст в норме расхода 4 мл/га в период вегетации составил 42100 руб./га при рентабельности 916 %, затраты окупились в 10,2 раза (Альбит – в 9,8 раза).

      Высокий экономический эффект Стиммунол (ПФ СПАА) позволил полу-чить на клевере в норме расхода 25 мл/га. Условно чистый доход составил 17330 руб./га, рентабельность 690 % при окупаемости затрат 7,9 раз (Альбит – 7,3 раза).

    Таким образом, предварительная оценка экономического эффекта от при-менения нового фитоактиватора Стиммунол показала, что по эффективности он может конкурировать с широко используемыми в практике препаратами данной группы.

 ВЫВОДЫ

1. Разработана технология получения нового препарата-фитоактиватора на основе почвенных олигохет вида Nicodrilus caliginosus, обладающего высокой иммунизирующей и ростстимулирующей активностью. На изобрете-ния получено 2 патента РФ и на одно – положительное решение о выдаче патента.

2. Действующими веществами препарата Стиммунол является смесь при-родных аминокислот, белков, ферментов, витаминов и различных биологически активных веществ, совместное воздействие которых на растение осуществляется комплексно. Общее содержание белковых компонентов составляет в ПФ Ст – 35,7 %; Ст-С – 10,2 %; N-изопропилэтилендиамина – соответственно 29,5 и 7,7 %. Выявлены фунгистатические и рострегулирующие свойства отдельных входящих в препарат органических компонентов (пролин, валин, глицин, изолейцин, фенилаланин, глутамин, аргинин, N-изопропилэтилендиамин) при экзогенном внесении их в количествах, близких к содержанию в Стиммуноле.

3. Эффективное действие препарата проявляется при обработке растений в очень низких нормах расхода от 0,1 до 5 мл/т семян или 10 мл/га (по д. в.). Отмечены фунгистатические эффекты при обработке семян гомеопатическими дозировками (до 10-5 мл/т). Это позволяет предположить, что действие его на растения обусловлено включением отдельных компонентов в сигнальные системы растений, что обеспечивает полифункциональность препарата. Особенность действия Стиммунола в высокой степени зависит от используемой дозировки.

4. В условиях, неблагоприятных для роста и развития растений, эффективность фитоактиватора возрастала, что свидетельствует об антидепрессантном действии Стиммунола. Растения, испытывающие стресс, положительно реагировали на более низкие дозировки препарата. Передозировка вызывала десенсибилизационные процессы, приводящие к снижению иммунного статуса растений.

5. Установлено, что обработка Стиммунолом растений вызывает глубокие изменения в их биохимическом и физиологическом состоянии, некоторые из которых в результате эпигенетического наследования сохраняются в генетической памяти следующей репродукции. Приобретенные в результате предобработки семян ячменя качества, определяющие продуктивность растений, позволили в первой репродукции растений получить прибавку урожая до 12,0-18,5 %.

6. Установлено наличие у препарата Стиммунол, аналогично, как и у некоторых фитоактиваторов и биофунгицидов, неспецифического действия на вредных насекомых. Так, поврежденность главных стеблей злаковыми мухами на ячмене снижалась на 45-76 %, поврежденность листьев блошками – на 9-15 %. В отдельных случаях отмечалось усиление привлекательности растений для клопа вредная черепашка.

7. На ячмене применение наиболее эффективной ПФ Стиммунола – СПАА – для предпосевной обработки семян в норме расхода 25 мл/т обеспечивало высокий фунгистатический эффект в отношении корневых гнилей (биологическая эффективность в фазу молочно-восковой спелости – до 47%) и максимальную прибавку урожая – 14,6 % (6,4 ц/га).
  В период вегетации ячменя оптимальным приемом использования Стиммунола является однократная обработка в фазу начала выхода в трубку. При использовании ПФ Ст фунгистатический эффект на среднем инфекционном фоне заболеваний (развитие 17-18%) составлял до 73 % в отношении корневых гнилей, и 17 % – пятнистостей листьев, прибавка урожая – 5,8 ц/га (10,8%). Использование ПФ СПАА (25 мл/га) в фазу выхода в трубку, несмотря на недостаточно высокий защитный эффект, обеспечило высокую прибавку урожая – 8,9 ц/га (21,7%) в основном за счет увеличения продуктивной кустистости и отдельных параметров структуры урожая. 

8. На озимой пшенице высокое полифункциональное действие, обеспечившее прибавку урожая 6,5-7,0 ц/га (26,1-28,1%), получено при обработке растений ПФ Ст-С (15-25 мл/га) в фазу выхода трубку, а также СПАА (25 мл/га) в фазу кущения весной. Фунгистатическое и иммунизирующее действие препарата на относительно невысоком инфекционном фоне (развитие 7-8%) составляло от 24 до 95 % в зависимости от вида возбудителя.

9. На сахарной свекле при предпосевной обработке семян из всех испытанных ПФ наиболее высокие показатели эффективности получены при применении ПФ СПАА (10 мл/т): иммунизирующий эффект по отношению к мучнистой росе достигал 28,4 % при уровне развития патогена в контроле 71 %, прибавка урожая за счет полифункцио-нального действия достигала 43 %. ПФ Ст и Ст-С показали наибольшую биологическая эффективность против корнееда – 24,3-36,8 %.
Установлено, что в период вегетации целесообразно однократное применение Стиммунола в фазу 5-6 настоящих листьев. При этом оптимальной препаративной формой является Ст-С. За счет полифункционального действия наиболее высокая прибавка урожая отмечалась при нормах расхода препарата 20-25 мл/га – 17,8-18,3 %. Фунгистатическое действие по отношению к мучнистой росе составляло 54-21 и 83-37 % соответственно при низком и среднем инфекционном фоне (развитие заболевания 4,5 и 30 %).

10. При предпосадочной обработке фитоактиватором (ПФ Ст в норме расхода 1,5 мл/т и СПАА, 15 мл/т) клубней картофеля отмечался высокий иммунизирующий эффект: снижение пораженности клубней различными за-болеваниями на 40-87 %. Уровень биологической эффективности зависел от вида патогена. За счет полифункционального действия (усиление процессов фотосинтеза, увеличение ассимиляциионной поверхности листьев и массы клубней, стимуляция клубнеобразования) прибавка урожая составляла соот-ветственно 37,1 и 19,3 %.
При однократной обработке Стиммунолом (ПФ Ст, 4 и 6 мл/га) вегети-рующих растений в фазу бутонизации на неудобренном фоне при урожайности в контроле 149,4 ц/га прибавка урожая составляла 49,3 и 45,6 % (эталон – Альбит – 43,9 %).

11. На клевере за счет полифункционального действия препарата (ПФ СПАА) прибавка урожая варьировала от 32,5 до 52,0 %. Наибольшую рострегулирующую активность препарат показал в норме расхода 25 мл/га, а иммунизирующую (биологическая эффективность против бурой пятнистости – 85,4%) – 75 мл/га. Существенно возрастала и генеративная продуктивность растений (увеличение количества соцветий на 30-35%).
 

12. Благодаря технологической простоте наработки и низкой себестоимости, препарат Стиммунол может обеспечить при применении на различных сельскохозяйственных культурах высокую экономическую эффективность: рентабельность от 85 до 916 %, окупаемость затрат – от 2 до 10 раз

 

     Для проведения регистрационных испытаний, освоения наработки и ком-мерциализации предлагается технология получения и технологичная препаративная форма нового препарата-фитоактиватора на основе почвенных олигохет – Стиммунол – Ст-С.

                                           Список опубликованных по теме диссертации работ

    На изобретения по технологии получения и использования препарата Стиммунол полу-чено 2 патента и одно положительное решение на выдачу патента РФ.

1. Пат. 2305927 Российская Федерация. Способ защиты растений / Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, Н.А. Саранцева, И.Ю. Бобрешова; заявитель и патентообладатель ФГНУ «ВНИИЗР». – 2005117904/13; заявл. 09.06.2005; опубл.20.09.2007, Бюл. № 26. – 3 с.

2. Пат. 2385560 Российская Федерация. Способ защиты растений / Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, Н.А. Саранцева, И.Ю. Бобрешова; заявитель и патентообладатель ФГНУ «ВНИИЗР». – 2008132178/13; заявл. 04.08.2008; опубл.10.04.2010, Бюл. № 26. – 3 с.

3. Положительное решение на выдачу патента по заявке № 2010118905/13 (026843). Способ повышения продуктивности и устойчивости растений к болезням / Т. А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, Н.А. Саранцева, И. Ю. Бобрешова; заявитель ФГНУ «ВНИИЗР».

1. Рябчинская Т.А. Новые перспективные биопродуценты иммуно- и ростстимуляторов / Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, Н.А. Саранцева, И.Ю. Бобрешова // Биологическая защита рас-тений – основа стабилизации агроэкосистем: матер. Междунар. науч.-практич. конф. «Технологии создания биологических средств защиты растений на основе энтомопатогенов, микробов-антагонистов и применения их в открытом и закрытом грунтах», Краснодар, 20-22 сентября 2006 г., – Краснодар, 2006. – Вып. 4. – С. 463-465.

2. Рябчинская Т.А. Повышение продуктивности ярового ячменя при использовании но-вых фитоактиваторов / Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, И.Ю. Бобрешова, Н.А. Саранцева. А.К. Злотников // Проблемы и пути реализации потенциала производства зерна в Центральном Черноземье: матер. науч.-практич. конф. и заседания территориального координационного со-вета «Проблемы земледелия ЦЧЗ», Каменная Степь, 31 мая-1 июня 2007 г. – Каменная Степь – Санкт-Петербург, 2007. – С.55-56.

3. Рябчинская Т.А. Новый перспективный активатор фитоиммунитета и продуктивности на сахарной свекле / Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, Н.А. Саранцева, И.Ю. Бобрешова // Фитосанитарное обеспечение устойчивого развития агроэкосистем: сб. Между-нар. науч.-практич. конф., Орел, 18-20 марта 2008 г. – Орел, 2008. – С. 288-291.

4. Саранцева Н.А. Новый иммуно- и ростстимулятор на яровом ячмене / Н. А.Саранцева, Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, И.Ю. Бобрешова // Фитосанитарное обеспечение устойчивого развития агроэкосистем: сб. Междунар. науч.-практич. конф., Орел, 18-20 марта 2008 г. – Орел, 2008. – С. 282-285.
 

6. Рябчинская Т.А. К вопросу оценки эффективности фитоактиваторов / Т.А. Рябчин-ская, Г.Л. Харченко, Н.А. Саранцева, И. Ю. Бобрешова // Биологическая защита растений – основа стабилизации агроэкосистем: матер. докл. Междунар. науч.-практич. конф. «Биологическая защита растений, перспективы и роль в фитосанитарном оздоровлении агроценозов и получение экологически безопасной продукции», Краснодар. 23-25 сентября 2008 г. – Краснодар, 2008. – Вып. 5. – С. 371-373.

7. Рябчинская Т.А. Новый перспективный фитоактиватор иммунитета и продуктивно-сти / Т.А Рябчинская, Г.Л. Харченко, Н.А. Саранцева, И.Ю. Бобрешова // Биологическая за-щита растений – основа стабилизации агроэкосистем: Матер. докл. Междунар. науч.-практич. конф. «Биологическая защита растений, перспективы и роль в фитосанитарном оздоровлении агроценозов и получение экологически безопасной продукции», Краснодар. 23-25 сентября 2008 г. – Краснодар, 2008. – Вып. 5. – С. 373-375.

8. Саранцева Н.А. Новый иммуно– и ростстимулятор на картофеле / Н. А. Саранцева, Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, И.Ю. Бобрешова // Пути сохранения плодородия почвы и по-вышения продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтном земледе-лии Центрального Черноземья: матер. засед. территор. координац. совета «Проблемы земледе-лия ЦЧЗ», Каменная степь, 29 мая 2009 года.– Воронеж: Истоки, 2009. – Ч. 1. – С. 74-75.

9. Бобрешова И.Ю. К вопросу разработки регламентов применения нового фитоактива-тора на яровом ячмене / И.Ю. Бобрешова, Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, Н.А. Саранцева // Пути сохранения плодородия почвы и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтном земледелии Центрального Черноземья: матер. засед. терри-тор. координац. совета «Проблемы земледелия ЦЧЗ», Каменная степь, 29 мая 2009 года.– Воро-неж: Истоки, 2009. – Ч. 1. – С. 75-77.

12. Бобрешова И.Ю. Новый полифункциональный фитоактиватор на основе почвенных олигохет / И.Ю. Бобрешова, Т.А Рябчинская, Г.Л. Харченко, Н.А. Саранцева // Вермикомпостирование и вермикультивирование как основа экологического земледелия в XXI веке – проблемы, перспективы, достижения: матер. II Междунар. науч.-практич. конф. ведущих специалистов, предпринимателей и производственников, Минск, 7-11 июня 2010 г. – Минск, 2010. – С. 153-159.

13. Бобрешова И.Ю. Неспецифическое действие рострегуляторов / И.Ю.Бобрешова, Т. А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, Н.А. Саранцева // Фитосанитарная безопасность агроэкосистем: матер. Междунар. науч.-практич. конф., Новосибирск, 7-9 июля 2010 г. – Новосибирск, 2010. – С. 29-30.

14. Рябчинская Т.А. На заметку агроному: новый биологический фитоактиватор и пер-спективы его практического применения в экологизированном растениеводстве / Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, И.Ю. Бобрешова, Н.А. Саранцева // Образование в области изменения климата и альтернативной энергетики: XII Междунар. конф. «Экологическое образование в интересах устойчивого развития», Москва, 29-30 июня 2011г. – С-Пб, 2011. – С. 235-237.

15. Рябчинская Т.А.. К вопросу о сингальной роли экзогенных аминокислот / Т.А. Рябчинская,                 И.Ю. Бобрешова, Н.А. Саранцева, Г.Л. Харченко // Клеточная сигнализация у растений: тез. докл. III Междунар. симпоз., Казань, 28 июня – 1 июля 2011 г. – Казань, 2011. – С. 163-164.

16. Рябчинская Т.А. Новый перспективный иммуно- и рострегулятор и перспективы его практического применения / Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, И.Ю. Бобрешова, Н.А, Саранце-ва // там же. – С. 165-166.
Курсивом выделены статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.