УДК 631.5:631.811.98+632.97
ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ ТАКТИКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ФИТОАКТИВАТОРОВ
Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, И.Ю. Бобрешова, Н.А.Саранцева
ФГНУ «Всероссийский НИИ защиты растений» (Воронежская обл., п. Рамонь)
Препараты из групп биофунгицидов на основе антагонистов фитопатогенов и регуляторов роста растений уже нашли достаточно широкое применение в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур. Далее будем называть их фитоактиваторами. Характерной особенностью их действия является полифункциональность, которая обеспечивает эффективность по двум основным направлениям: защитное – подавление развития фитопатогенов и повышение устойчивости к ним, а также стрессовым факторам среды; и ростстимулирующее – усиление различных ростовых процессов, определяющих продуктивность растений. Как правило, фунгицидная, фунгистатическая и иммунизирующая активность препаратов данной группы уступает защитному действию химических фунгицидов, хотя в отдельных случаях биологическая эффективность их может достигать 80-90%. Однако за счет полифункционального действия достигается значительное повышение продуктивности растений, в результате чего, ущерб, наносимый вредными организмами, нивелируется. Применение их позволяет получить весомую прибавку урожая, достигающую в отдельных случаях 40-50%. Таким образом, использование препаратов-фитоактиваторов можно квалифицировать как компенсационную защиту растений.
Mеханизмы действия фитоактиваторов очень сложны, поскольку достижение результата осуществляется через само защищаемое растение, а именно, изменение его иммунного статуса и физиологического состояния. Основными действующими компонентами фитоактиваторов являются элиситоры различной природы (химические, биологические) или сигнальные вещества, воздействующие в первую очередь на генетический аппарат клеток растений. Известно, что одно и то же вещество, обладающее элиситорным действием, может экспрессировать до нескольких десятков генов (Дьяков, 1996). В настоящее время открыто большое количество сигнальных путей, по которым проходит в растениях сигнал от элиситора до конечной реакции на него растения (Дмитриев, 2003). Под действием определенного элиситора могут последовательно или параллельно запускаться несколько сигнальных путей. При этом работа всех генов отражается на функционировании иммунной и гормональной систем растений. Препараты-фитоактиваторы, относящиеся к биофунгицидам, показывают в той или иной степени способность индуцировать пролонгированный системный иммунитет к различным возбудителям заболеваний, а также оказывать разнообразные рострегулирующие эффекты, что мы наблюдали при использовании планриза на яблоне, при обработке семян ячменя интегралом и фитоспорином, и сахарной свеклы – алирином-Б и гамаиром. По сути фитоактиваторы являются модуляторами развития растений, то есть могут изменять различные физиологические проявления их жизне-деятельности в ту или иную сторону. Конечные эффекты обработки растений фитоактиваторами могут развиваться по разным программам.
Основным фактором, корректирующим направление действия фитоактиватора, является его дозировка (Рябчинская и др., 2009). При этом конечный результат – сходная прибавка урожая – может быть получен за счет различных эффектов действия препарата в разных нормах его расхода. В частности, на сахарной свекле после предпосевной обработки семян препаратом альбит при дозировке 30 мл/т прибавка урожая (26%) обеспечивалась в основном за счет более высокой защитной активности его в отношении корнееда и гнилей корнеплодов, сказавшейся на сохранности растений; в более высоких нормах расхода – 75-150 мл/т – за счет стимуляции роста корнеплодов. Одни дозировки фитоактиватора усиливают его фунгистатическое и иммунизирующее действие в ущерб активизации отдельных ростовых процессов, другие – способствуют усилению эффектов в обоих направлениях. Подбор такой оптимальной дозировки является одной из самых сложных задач разработки технологических регламентов использования фитоактиваторов.
В абсолютном большинстве нормы расхода препаратов данной группы в «Государственном каталоге пестицидов…» строго фиксированы. Однако работа фитоактиваторов в разных условиях среды существенно изменяется, то есть, самым важным фактором, определяющим эффект действия их при использовании в период вегетации является физиологическое состояние растений, в котором они находятся в момент обработки. Одни и те же дозировки препаратов в разных условиях среды показывают разную эффективность. В стрессовых условиях (недостаток влаги, повышенные температуры) растения сдвигают порог «чувствительности» в сторону более низких дозировок. Повышенные нормы расхода препаратов в этих условиях могут оказать негативное воздействие на растение. В частности, это обуславливает зачастую низкую воспроизводимость действия препаратов, то есть вариабельность эффектов.
Эффективность фитоактиваторов значительно возрастает, если растения испытывают абиотический стресс, то есть в этом случае ярко проявляются их адаптогенные свойства. И отмечались случаи, когда обработка растений в исключительно благоприятных условиях не приводила к желаемому результату или вызывала определенные нежелательные эффекты. В частности, на сахарной свекле отмечалась повышенная стимуляция роста вегетативного аппарата, в ущерб формированию корнеплодов, на ячмене – снижение иммунного статуса. Биохимическими исследованиями доказано, что такой эффект, как усиление под действием фитоактиваторов эндогенного синтеза салициловой кислоты, выше определенного уровня, десенсибилизирует иммунную систему растений и вызывает ослабление их иммунитета (Рябчинская и др., 2008). В растениях, находящихся в состоянии температурного стресса, при повышенных дозировках синтезируется до 70 и более раз больше салициловой кислоты, чем в оптимальных для развития условиях. Следовательно, регламенты дозировок препаратов-фитоактиваторов должны предусматривать определенный интервал значений и условия, определяющие их выбор. Кроме того, при работе с препаратом альбит и новым биопрепаратом этой группы стиммунол установлено, что максимальный защитный эффект препаратов относительно различных заболеваний (церкоспороз и мучнистая роса на свекле) достигается при использовании разных дозировок, что свидетельствует о работе различных систем защитных реакций.
Немаловажными факторами, определяющими эффективность фитоактиватора, являются фазы развития культуры и кратность обработки. В частности, 3-4 кратное применение их на яблоне и сахарной свекле не приводило к увеличению продуктивности культур, по-видимому, за счет определенного тормозящего воздействия на работу ростовых фитогормонов.
Наибольшее воздействие на генетический аппарат растений оказывает обработка семенного материала. Установлено, что «эффект превегетации» или фенотипическое наследование приобретенных свойств под действием фитоактиваторов (альбит, стиммунол на яровом ячмене) сохраняется, по крайней мере, во второй репродукции растений по таким признакам как степень устойчивости к корневым гнилям, пятнистостям листьев, формирование продуктивных стеблей, содержание белка в зерне, урожайность. То есть, растения следующей репродукции после обработки материнских растений имеют исходный иммунный статус, отличный от материнского, и на обработки фитоактиваторами будут реагировать, по всей видимости, иначе. Этот факт необходимо учитывать особенно в семеноводстве. Обработка растений на ранних фазах развития (сахарная свекла 2-5 пар настоящих листьев) программирует ростовые процессы и устойчивость растений к различным заболеваниям до самой уборки урожая. При передозировке альбита в эти фазы мы отмечали существенное снижение устойчивости растений к мучнистой росе, что также свидетельствует об информационно-генетическом воздействии фитоактиваторов на иммунный статус растений.
При разработке технологии применения фитоактиваторов нельзя не учитывать также явления воздействия их через растения и на другие компоненты агроценоза, в частности, фитофагов. Мы наблюдали, как правило, позитивную с практической точки зрения реакцию, а именно: после обработки семян ярового ячменя различными препаратами-фитоактиваторами (альбит, стиммунол, фитоспорин-М, интеграл) отмечалось снижение поврежденности главных стеблей (до 46-76%) злаковыми мухами, а также блошками (на 5-11%). Однако отмечен и случай усиления привлекательности растений ячменя для вредной черепашки при обработке растений в фазу начала трубкования, что проявилось в увеличении белоколосости, вызванной вредителем (до 10% и более). И, хотя в целом за счет комплекса эффектов была получена прибавка урожая от 7 до 21%, это явление нельзя игнорировать.
Таким образом, выявленные особенности действия фитоактиваторов свидетельствуют о необходимости более глубокого и всестороннего изуче-ния механизмов их работы. Разработанные на этой основе научно-обоснованные технологии их применения позволят максимально реализовать потенциальные возможности данных высокоэкологичных средств.
|