Стиммунол

УДК 633.63:(632.954+631.811.98)

Снижение гербицидного стресса на сахарной свекле при использовании биостимулятора Стиммунол ЕФ

Т.А. Рябчинская, доктор сельскохозяйственных наук,

И.Ю. Бобрешова, кандидат сельскохозяйственных наук,

Г.Л. Харченко, кандидат биологических наук,

Н.А. Саранцева

«Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений»

e-mail: biometod@mail.ru

О.К. Боронтов, доктор сельскохозяйственных наук

«Всероссийский НИИ сахарной свеклы имени А.Л. Мазлумова РАСХН,

e-mail: biotechnologia@mail.ru

Представлены результаты полевых исследований по оценке полифункцио-нального действия нового биологического стимулятора роста Стиммунол ЕФ на растения сахарной свеклы. Изучена антистрессовая активность однократного его применения совместно с гербицидом Бетанал 22 в фазу смыкания растений в рядках при варьировании норм расхода биопрепарата. Показано пролонгированное депрессирующее действие гербицида на растения. В результате снятия данного стресса и комплексного положительного влияния Стиммунола ЕФ на растения достигнут антидотный эффект на уровне 36 % прибавки урожая.

Ключевые слова: стимулятор роста растений, антидот, гербицид, антистрессовое действие, иммунизация, церкоспороз, прибавка урожая.

Использование гербицидов в современных интенсивных технологиях воз-делывания сельскохозяйственных культур, и в том числе сахарной свеклы, является важнейшим и самым эффективным приемом борьбы с сорной растительностью. Однако данные средства защиты растений безусловно оказывают на культуру определенное токсическое действие, гораздо более сильное, чем другие группы пестицидов. Любое негативное воздействие на растения вызывает у них стрессовое состояние, которое проявляется в различных реакциях на биохимическом и физиологическом уровнях. Степень активности противостояния растений стрессам во многом зависит от их состояния в момент воздействия стрессового фактора. Так, при резком дефиците влаги обработка химическим пестицидом вызывает у растений более сильный стресс, чем применение его в благоприятных условиях для роста и развития (1). В различных условиях потери урожая сельскохозяйственных культур за счёт стресса при использовании гербицидов могут достигать 35-50 % (3, 12).

Проблема пестицидного стресса для растениеводства очень важна. Свиде-тельством этого является тот факт, что 82 % площадей, занятых генномодифицированными культурами, приходятся на гербицидоустойчивые сорта (2).

Для снижения стрессового действия гербицидов используются различные химические антидоты или антистрессанты, например, препараты R-25788 и NA (Протект). Механизмы их действия изучены недостаточно. По принципу влияния на растения различают следующие средства: связывающие гербициды и блокирующие их поступление в растения; способствующие разложению гербицидов в тканях; конкурирующие с гербицидом за место действия в растении; стимулирующие метаболические процессы, которые снижают отрицательные последствия гербицидного стресса на биохимическом уровне. Одним из важных биохимических механизмов детоксикации гербицидов в растениях является стимуляция синтеза глутатиона и повышение активности глутатион-S-трансферазы (13). Использование химических антидотов в настоящее время проблематично, поскольку синтез химических антидотов достаточно сложен и удорожает стоимость пестицида. Большинство современных антидотов отличает высокая избирательность по отношению к конкретному гербициду, к растению, срокам и условиям применения, практически отсутствуют антидоты широкого спектра действия.

В настоящее время в связи с резким изменением климата и усилением воз-действия на растения негативных погодных факторов в период вегетации, про-блема снижения пестицидного стресса становится все более острой. Практиче-ским выходов из создавшегося положения является использование полифункциональных экологически безопасных препаратов из групп биофунгицидов и регуляторов роста, обладающих антистрессовыми свойствами за счет глубинных механизмов воздействия их на растения, затрагивающих генетический аппарат клеток и биохимические процессы. К числу таких препаратов относятся Фитоспорин, Планриз, Стифун, Крезацин, Фэтил, Рифтал (4, 5, 11), Альбит (6) и другие.

Доказано сходство путей ответа растения на абиотические стрессы и атаки патогенов посредством активизации сигнальных систем клеток (9). Как пример общности стрессовых биохимических механизмов растения можно привести взаимоотношения возбудителя церкоспороза сахарной свёклы Cercospora beticola и растения-хозяина. Возбудитель данной болезни продуцирует токсин церкоспорин, который действует на фотосинтетическую систему растения. В клетках увеличивается содержание синглетного кислорода, разрушающего хлорофилл и мембранные липиды клеточных стенок (14), в результате чего на листьях появляются белесые и некрозные пятна. Аналогичные симптомы при повышении синтеза синглетного кислорода вызывают также гербициды, влияющие на фотосистему. Сходство биохимических процессов, вызываемых этими повреждающими факторами, свидетельствует о возможной эффективности в снижении абиотических и биотических стрессов препаратов-иммуноиндукторов элиситорного направления действия.

Применение антистрессовых препаратов обязательно должно быть адаптировано к существующей системе использования химических средств защиты растений, они должны сочетаться с фунгицидами при протравливании семян и гербицидами при обработке вегетирующих растений. В настоящее время разработаны технологии применения антистрессантов на многих сельскохозяйственных культурах (8, 10). Однако в каждом конкретном случае совмещения пестицида с регулятором роста требуется самостоятельная апробация.

Не все препараты с антидепрессирующим действием могут выступать в роли антидотов, поскольку стимуляция роста растений в момент обработки гербицидом может даже усиливать гербицидный стресс. Известно, что ауксины активизируют поступление гербицида в культурное растение. Варьирование почвенно-климатических условий по разным сельскохозяйственным зонам также вызывает необходимость учёта этого важнейшего фактора в формировании урожая у различных сортов сельскохозяйственных культур на фоне применения регуляторов роста (10). Вследствие этого, поиск антидотов среди имеющихся биопрепаратов и регуляторов роста растений с адаптогенной активностью является весьма актуальным.

В полевых исследованиях на базе ФГУП им. А.Л. Мазлумова Россельхозакадемии исследовали возможность использования для снижения гербицидного стресса на сахарной свекле (Рамонская односемянная 118) биологического препарата полифункционального действия Стиммунол ЕФ, разработанного в ФГБНУ «ВНИИЗР» на основе природных элиситоров, выделенных из гибридного компостного червя. Как правило, в ЦЧР борьбу с вегетирующими сорняками проводят в три срока. В опыте обработку растений провели однократно в третий срок борьбы с сорной растительностью, а именно, в фазу смыкания растений в рядках. Ранее при изучении антистрессового действия регулятора роста Альбит на сахарной свекле было установлено, что однократное применение стимулятора роста позволяет получить высокий антидотный эффект только в случае использования в данную фазу, являющуюся оптимальной. Этот прием позволяет снять пролонгированное стрессовое действие гербицидов при обработках ими в другие фазы вегетирующих растений (7). Апробировали баковые смеси биопрепарата с гербицидом Бетанал 22 (1,0 л/га) при варьировании норм расхода (30, 50 и 70 мл/га) стимулятора.

Для оценки антистрессового и антидотного действия Стиммунола ЕФ ис-пользовали контроль на фоне гербицида (контроль 1), стрессового действия гербицида на растения – контроль с ручной прополкой. В качестве эталона использовали препарат элиситорного действия из группы регуляторов роста в рекомендуемой дозировке. Площадь опытной делянки 20 м2, повторность вариантов – трехкратная.

Условия вегетационного сезона 2014 г. для развития сахарной свеклы были неблагоприятными (температура воздуха в мае до 35ºС, в июле-сентябре – до 40ºС при сильном дефиците осадков и влажности воздуха в эти периоды), что, безусловно, оказывало на растения дополнительное стрессовое воздействие.

Наблюдения за состоянием растений после обработки показали, что видимых признаков страдания растений не проявилось. Спустя две недели провели оценку активности фотосинтетических процессов по содержанию хлорофилла в листьях (по N-тестеру), которая не показала наличие достоверных различий между исследуемым показателем в разных вариантах опыта (рисунок 1).

Различия по данному показателю также не проявились и в контрольных вариантах: соответственно в растениях контроля с ручной прополкой и на фоне гербицида содержание хлорофилла составило 492 и 487 ед. Однако, через 2 месяца после обработки в растениях были установлены существенные изменения фотосинтетической активности в контрольных вариантах: содержание в листьях хлорофилла в варианте ручной прополки было достоверно (на 46 единиц или на 12 выше, чем в контроле на гербицидном фоне, что может свидетельствовам о глубинном отдаленном негативном действии гербицида на растения. Сочетание гербицида с препаратом Стиммунол ЕФ позволило нивелировать угнетающее действие гербицида на процесс фотосинтеза, причем наибольший купирующий эффект наблюдался в варианте с минимальной нормой расхода стимулятора роста.

Таким образом, антидепрессантное действие препарата имеет стойкое пролонгирующее действие. Стрессовое состояние растений, вызванное действием гербицида, проявилось также в подавлении ростовых процессов, как в листьях, так и в корнеплодах. При обработке Бетаналом 22 снижение массы корнеплодов и листьев составило соответственно 18 и 20 % (сравнение контрольных вариантов), что вызвало в конечном итоге снижение урожая и выхода сахара на 13 и 19 %. Содержание сахаров в корнеплодах под действием гербицида снижалось на 0,3- 0,4 %. Иммунизирующее действие Стиммунола ЕФ при практически полном от-сутствии на поле мучнистой росы было прослежено относительно церкоспоро-за, развитие которого в контрольных вариантах перед уборкой урожая составляло 18-19 %. В результате развития в растениях системного пролонгированного иммунитета регулятор роста снизил интенсивность проявления заболевания на 35-57 %, при этом наиболее сильное иммунизирующее действие проявилось при норме расхода 30 мл/га (рисунок 2).

Таким образом, использование регулятора роста Стиммунол ЕФ в фазу смыкания растений в рядках совместно с гербицидом Бетанал 22, КЭ позволяет купировать депрессивное состояние растений и получить прибавку урожая до 36 % (12,8 т/га) при значительном увеличении и выхода сахара (рисунок 3).

Расчет экономической эффективности показал, что использование биостимулятора Стиммунол ЕФ в условиях гербицидного и абиотического стресса является выгодным. Наибольший экономический эффект достигнут при использовании нормы расхода препарата 30 мл/га (рентабельность 253,3 %, окупаемость затрат 3,5 раза).

Литература

1. Болдырев М. И. Действие стрессовых факторов на растения // Защита и карантин рас-тений. – 2008. – № 4. – С.14-15.

2. Елдышев Ю. А. Новое растениеводство: итоги десятилетия // «Крестьянские Ведомо-сти»; 2 октября 2006 г. – С. 3-4.

3. Игнатенко В. А. Выбор пестицидов для сои: здесь нельзя ошибаться // «Поле Авгу-ста». – 2005. – № 4. – С. 5-6.

4. Ларионов Г. И. Универсальные препараты в современном сельскохозяйственном про-изводстве // Биологические препараты растительного происхождения и их применение в технологии возделывания сельскохозяйственных культур. – Новосибирск, 2004. – С. 70-72.

5. Лухменев В. П. Эффективность современных иммуностимуляторов неспецифического антистрессового действия // Отчет по НИР за 2001-2003 гг. – Оренбург: Изд-во ОГАУ, 2004. – 52 с.

6. Рябчинская Т.А., Саранцева Н.А., Харченко Г.Л. и др. Тактика использования поли-функционального препарата Альбит на овсе // Сахарная свекла. – 2013. – № 6. – С. 36-41.

7. Рябчинская Т.А., Харченко Г.Л., Саранцева Н.А. и др. Преодоление пестицидного стресса с помощью полифункционального препарата Альбит // Сахарная свёкла. – 2012. – № 5.– С. 23-28.

8. Технология использования антистрессовых регуляторов роста и биофунгицидов сов-местно с протравителями семян и гербицидами на зерновых культурах (рекомендации) / Под ред. акад. У. Г. Гусманова и др. – 2-е изд. доп. – Уфа, 2005.– 51 с.

9. Тютерев С. Л. Физиолого-биохимические основы управления стрессоустойчивостью растений в адаптивном растениеводстве // Вестник защиты растений. – 2000. – №1. – С. 11-34.

10. Эффективность гербицидов и фунгицидов при совместном применении с антистрессовыми регуляторами роста на зерновых культурах (опыт и рекомендации) / Под ред. акад. У. Г. Гусманова и др. Уфа, 2003. – 80 с.

11. Шакирова Ф. М. Неспецифическая устойчивость растений к стрессовым факторам и её регуляция. – Уфа, 2001.– 160 с.

12. Parker C. Herbicide Antidotes – A Review // Pesticide Science. – 1983. – V. 14. – P. 40-48.

13. Regulation of enzymatic systems detoxifying xenobiotics in plants (NATO Science Partnership Sub-Series: 3) / Ed. Kriton K. Hatzios. – Springer, 2007. – 400 p.

14. Webster J., Weber R.. Introduction to fungi. 3rd ed. – Cambridge University Press, Cam-bridge-New York. – 2007. – 841 p.

Reduction herbicide stress on sugar beet with using biostimulant Stimmunol EF

Results of field studies on the polyfunctional actions of the new biological stimulator growth Stimmunol EF on plants of sugar beet are presented. Studied anti-stress activity once its use in together with a herbicide Betanal 22 in the phase of closing the plant in rows at varying rates of expenditure a biopreparation. Shown prolonged depressing action of the herbicide on plants. In a result of removing this stress and composite positive influence on plants reached antidote effect on the level of 36 % increase yield.

Keywords: sugar beet, stimulator growth of plant, Stimmunol EF, antidote, herbicide, anti-stress effect, immunization, increase yield.