ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА ПРОТИВ БОЛЕЗНЕЙ КАРТОФЕЛЯ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

26

УДК 632.95:635.21

Вестник защиты растений, 1, 2003

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА ПРОТИВ БОЛЕЗНЕЙ КАРТОФЕЛЯ

Т.А.Евстигнеева*, Т.А.Шелабина**, А.И.Родионенков**, С.Л.Тютерев*

*Всероссийский НИИ защиты растений, Санкт-Петербург **СПбНИИСХ, Ленинградская область

В ВИЗР созданы экологически безопасные, нетоксичные для человека и животных препараты на основе хитозана. Они имеют принципиально иной механизм действия, чем фунгициды, и поэтому могут стать частью антирезистентных и биологизированных технологий защиты картофеля от болезней. В статье приводятся результаты 5-летнего изучения эффективности препаратов "хитозар" против ризоктониоза, ранней сухой пятнистости, фитофторо-за, по их влиянию на урожай картофеля. Данные по эффективности позволяют считать перспективными дальнейшие более широкие испытания препаратов на основе хитозана в полевых опытах с целью последующего возможного включения их в ассортимент средств защиты картофеля от комплекса болезней.

Как показывают наши многолетние исследования, а также данные других авторов, основную сложность в производстве качественного семенного материала картофеля составляют грибные, бактериальные и вирусные болезни. Ежегодно в Северо-западном регионе России картофель поражается ризоктониозом, фузариозом, альтернариозом, фитофторозом, антрак-нозом, различными видами парши. При хранении постоянно вредоносными остаются сухая фузариозная и мокрая бактериальная гнили, фомоз, фитофтороз, серебристая парша. Зараженные семенные клубни становятся источником распространения болезней и снижения урожая картофеля.

В этих условиях химический метод защиты растений от комплекса грибных патогенов остается обязательным и необходимым. В ВИЗР разработана технология комплексной защиты семенного картофеля, состоящая из нескольких этапов: предпосадочной обработки клубней, защиты вегети-рующих растений, послеуборочного протравливание клубней (Тютерев,2000; Тюте-рев,Ткаченко,2000). Согласно этой технологии получить свободный от грибной инфекции посадочный материал позволяет его послеуборочная УМО-обработка фунгицидами (текто, титусим, максим и др.) в виде концентратов водной суспензии, что обеспечивает сокращение норм расхода препаратов до 0.05-0.2 л/т. Для защиты картофеля в период вегетации предложены раз-

личные схемы с опрыскиванием препаратами на основе системного и контактного действующего вещества (авиксил, оксихом, ридомил МЦ, сандофан М-8, тубарид, пилон и др.) в зависимости от степени развития фитофторы и складывающихся погодных условий. В состав этих препаратов, как правило, входят металаксил, оксадиксил или диметоморф, а также поликарбацин, манкоцеб или цимоксанил. Апробация в производственных условиях Северозападного региона России показала, что технология комплексной защиты от поч-венно-клубневой и аэрогенной инфекции позволяет получить урожай картофеля, почти свободный от поражения фитофторо-зом, и сохранить его до весны с наименьшими потерями от гнилей.

Для повышения эффективности, экологической безопасности и профилактики возникновения резистентности у возбудителей болезней к фунгицидам ассортимент средств, включаемых в систему защиты картофеля от комплекса болезней, должен постоянно совершенствоваться. Лучшей стратегией предотвращения возникновения устойчивости у возбудителей болезней является использование фунгицидов только в случае крайней необходимости, и в этой связи большое значение имеет включение в систему защиты препаратов с иным, не биоцидным механизмом действия - действующих на возбудителей не прямо, а через повышение болезнеустойчивости

Вестник защиты растений, 1, 2003 растений. Такие экологически безопасные нетоксичные для человека и животных препараты разработаны в ВИЗР. Основой препаратов является природный биополимер хитозан, сигнальные молекулы и биологически активные вещества, усиливающие в растениях определенные биохимические защитные реакции. Для защиты картофеля созданы препараты для пред-

Методика

Исследования проводили на опытном поле ВИЗР (1997-2001 гг.) и в СевероЗападном НИИСХ (2001 г.) на районированных сортах картофеля разных групп спелости: ранних - Снегирь, Весна белая; средне-ранних - Елизавета, Невский, Чародей; среднеспелых - Петербургский, Луговской.

Оценку эффективности действия хитозара Ф 7% ВРК против фитофторы (Phytophthora infestans) в лабораторных опытах проводили на изолированных листьях и целых клубнях картофеля. листья картофеля (3 лист сверху, стадия бутонизации) опрыскивали 0.1% раствором хитозара Ф 7% ВРК до полного смачивания, помещали во влажную камеру (кюветы с увлажненной фильтровальной бумагой, накрытые стеклами). на листе перед закладкой в кюветы оставляли 3 доли - верхнюю и первую пару. через сутки листья опрыскивали суспензией конидий патогена (2 тыс. конидий на лист). развитие болезни учитывали через 72 часа по 6-балльной шкале: 0 - отсутствие поражения; 1 - единичные пятна на листьях; 2 - слабое поражение (поражено не более 1/4 листа); 3 - среднее поражение (поражено не более 1/2 листа); 4 - сильное поражение (поражено 3/4 листа); 5 - полное поражение листа.

Клубни картофеля (по 9 клубней на вариант в трех повторностях) обрабатывали препаратами хитозар 44.6% ВРП с расходом по препарату 0.2 кг/т, хитозар Ф 7% ВРК - 0.4 л/т, максим 2.5% КС - 0.2 л/т и в контроле водой -5 л/т. Через 2 суток клубни опрыскивали 50 мл суспензии конидий гриба Ph.infestans в концентрации 30 тыс зооспорангиев/мл до полного смачивания клубней и помещали во влажные камеры (кюветы с увлажненной фильтровальной бумагой). В течение опыта влажность поддерживалась на уровне 85-90%, температура 20°С. Учет развития болезни проводили через 15 дней по 6-балльной шкале.

На опытном поле ВИЗР опыты закладывались по полностью рендомизированной

посадочной обработки клубней (фитохит ВРП, хитозар 44.6% ВРП, хитозар У ВРК) и опрыскивания вегетирующих растений (хитозар Ф ВРК).

Задачей нашей работы явилось испытание эффективности этих препаратов против комплекса болезней с целью оценки возможности их включения в систему защиты картофеля.

исследований

схеме расположения делянок. В течение нескольких лет испытывали эффективность предпосадочной обработки клубней хитозаром 44.6% ВРП, хитозаром У 7% ВРК, хитозаром Ф 7% ВРК против комплекса семенной и почвенной инфекции и опрыскивания растений -против ранней и поздней сухой пятнистостей. Каждый вариант обработки испытывали в 3-х повторностях, площадь делянки 25 м2 (100 растений).

Оценку эффективности препаратов против ризоктониоза (Rhizoctonia solani Kuhn) проводили, учитывая всхожесть растений, пора-женность ростков ризоктониозной гнилью, развитие черной парши на клубнях нового урожая по 6-балльной шкале.

Оценку эффективности препаратов против фитофтороза в полевых опытах проводили, учитывая развитие болезни после опрыскивания растений в контрольных и опытных вариантах по следующей 6-балльной шкале: 0 - нет инфекции; 1 - до 10 инфекционных пятен на растение; 5 - около 50 пятен на растение или 1 из 10 листьев поражены; 10-4 листа из 10 поражены, растение имеет нормальную форму; 25 - почти каждый лист заражен, но растение нормальной окраски, делянка выглядит зеленой, хотя поражено каждое растение; 50 - каждое растение поражено и почти половина площади листьев поражена фитофторозом, делянка зелено-коричневая.

В 2001 г. в Северо-Западном НИИСХ семенной материал для закладки опытов отобран из объединенных клонов II года (супер-суперэлита). Опыт заложен в поле, где предшественником был клевер. Органические удобрения не вносились, минеральные - азофоска из расчета 6.5 ц/га. Испытывались для предпосадочной обработки клубней препараты: максим КС (25 г/л) - 0.4 л/т; фитохит ВРП (200 г/кг) - 0.2 кг/т; хитозар У ВРК (50 мл/л) - 0.4 л/т; катазар ВР (100 мл/л) - 0.1 л/т; максим КС (25 г/л) + фитохит ВРП (200 г/кг) - 0.4 л/т + 0.4 кг/т; контроль - вода, 5 л/т. Предпосадочная обработка проведена за

2 дня до высадки клубней в почву. Предварительно клубни были яровизированы на свету при 12-15°С в течение 7 дней. Все варианты испытывали на 5 сортах. Повторность в опыте 3- кратная, площадь одной делянки 25 м2 (100

Вестник защиты растений, 1, 2003 растений). Осенний клубневой анализ проводили в соответствии с ГОСТ 11856-89 "Картофель семенной. Приемка и методы анализа" и ГОСТ 7001-91 "Картофель семенной. Технические условия".

Результаты

Эффективность предпосадочной обра- свидетельствуют о значительном сниже-ботки клубней препаратами на основе нии тяжести болезни по влиянием обра-хитозана против ризоктониоза изучалась ботки клубней препаратами хитозар в течение нескольких лет. Результаты 44.6% и хитозар У 5% ВРК (табл.1,2).

Таблица 1. Эффективность предпосадочной обработки клубней препаратами на основе хитозана в защите картофеля от ризоктониоза (сорт Луговской, опытное поле ВИЗР, 1997)

Варианты

Число растений на делянке, шт.

Поражено ризоктониозом, %

Подземных Урожай-Рост- Стеблей частей рас- ность,

ков с с белой тений пе- кг/10 м2

язвами ножкой ред убор-

Поражение клубней Rh. solani, % Распро-

Разви-

стране-

тие

кой ние

Контроль

(обработка водой) 92 ± 0.2 6 ± 0.5 25 ±2.7 64 ± 3.9 15 ± 0.7 57 ± 4.3 15 ± 1.0

Максим 2.5% КС, 200 мл/т 100 ± 0.1 0 10 ± 0.6 12 ± 0.9 19 ± 1.0 35 ± 3.8 6 ± 0.7

Хитозар 44.6% ВРП, 200 г/т 100 ± 0.1 0 13 ± 0.7 18 ± 1.0 21 ± 1.1 30 ± 1.9 6 ± 0.9

Хитозар У 5% ВРК, 0.4 л/т 99 : ± 0.2 0 10 ± 0.6 20 ± 1.2 18 ± 0.7 26 ± 1.8 9 ± 1.2

Таблица 2. Влияние предпосадочной обработки картофеля хитозаром 44.6% ВРП

_и хитозаром У 5% ВРК на развитие ризоктониоза на клубнях нового урожая_

_ Развитие ризоктониоза на клубнях нового урожая, %

___Невский_Романо_Елизавета_Сантэ

Контроль (обработка водой) 23 ± 1.9 13 ± 0.6 38 ± 2.0 15 ± 0.8 Максим 2.5% КС, 200 мл/т 8 ± 0.7 2 ± 0.15 12 ± 1.0 1 ± 0.03 Хитозар 44.6% ВРП, 200 г/т 6 ± 0.7 1 ± 0.05 23 ± 1.0 3 ± 0.4 Хитозар У 5% ВРК, 0.4 л/т_5 ± 0.3_2 ± 0.18_20 ± 1.3_6 ± 0.4

На сорте Луговской с полевой устойчивостью к фитофторозу, но чувствительном к ризоктониозу, урожай клубней в варианте обработки хитозаром 44.6% ВРП был достоверно выше, чем в контроле. Значительно снижалась пораженность ризокто-ниозом клубней нового урожая.

Данные таблицы 2 свидетельствуют, что эффективность препаратов существенно зависела от сорта. При низком развитии черной парши в контроле (на клубнях сортов Романо и Сантэ), эффективность препаратов была значительно выше, чем при интенсивном развитии болезни (на клубнях сортов Невский и Елизавета).

В 2001 г. на опытном поле ВИЗР на 7 сортах картофеля изучена эффектив-

ность предпосадочной обработки клубней препаратами на основе хитозана против ризоктониоза в зависимости от исходной зараженности ростков перед посадкой. Материалом служили семенные клубни картофеля сортов Елизавета, Чародей, Петербургский, Невский, Луговской, Сантэ высших репродукций. Показано, что по эффективности против ризокто-ниоза всходов картофеля препараты хи-тозар 44.6% ВРП, хитозар У 5% ВРК не уступали текто 45% КС и максиму 2.5% КС. Так, на сорте Елизавета при зараженности 15.9% ростков посадочных клубней ризоктониозом гибели всходов при действии хитозаров не наблюдали, в контрольном варианте гибель всходов со-

Вестник защиты растений, 1, 2003 ставила 7.9%, в варианте с обработкой клубней текто - 3.7%. На остальных сортах при более низкой исходной зараженности (от 0.5 до 13%) эффективность препаратов против выпада всходов составила 100%. Во всех вариантах обработки семенных клубней препаратами хитозар 44.6% ВРП, хитозар У 5% ВРК растения в течение вегетации имели лучший габитус, были более выровненными по форме и размеру, чем контрольные. Предпосадочная обработка клубней картофеля сортов Луговской, Сантэ, Петербургский, Невский, Чародей препаратами хитозар 44.6% ВРП, хито-зар У 5% ВРК снижала на 75-90% пора-женность клубней нового урожая псевдо-склероциями ризоктонии при развитии болезни в контроле 5-15%.

Обработка семенных клубней картофеля сортов Снегирь и Весна белая препаратами хитозар 44.6% ВРК, хитозар У, катазар существенно снижала развитие бактериозов (Erwinia carotovora subsp. atroseptica, E. carotovora subsp. carotovora). Так, гибель всходов картофеля сорта Весна белая от черной ножки составила 35.9% в контроле и 12-15.8% в вариантах предпосадочной обработки клубней препаратами. В контроле 2.9% клубней нового урожая этого сорта было поражено мокрой гнилью, в то время как в опытных вариантах (предпосадочная обработка клубней хитозаром 44.6% ВРК, хитозаром У 5% ВРК и катазаром) мокрой гнили при уборке клубней не обнаружено.

На всех сортах картофеля обработка семенных клубней препаратами на основе хитозана повышала урожай. Так, урожай картофеля сорта Чародей в контроле составил 14±0.7 кг/10 м2, а в вариантах предпосадочной обработки клубней: хито-заром 44.6% ВРК - 16.8±0.5 кг/10 м2, хито-заром У 5% ВРК - 17.9±0.4 кг/10 м2, текто - 14±0.4 кг/10 м2.

На опытном поле ВИЗР изучена эффективность хитозара Ф 7% ВРК против ранней сухой пятнистости (Alternaria tenuis, A.solani). Она составила 83% при сильной интенсивности болезни в контроле (табл.3).

Таблица 3. Эффективность хитозара Ф 7% ВРК против альтернариоза на картофеле (сорт Невский, возбудители Alternaria solani, _A. tenuis)_

Варианты

Развитие болезни, %*

Эффективность,

%

Контроль (обработка

водой) 82.7 ± 5.8 -

Хитозар Ф 7% ВРК,

0.6 кг/га** 13.9 ± 1.9 83.2

Ридомил МЦ 72% СП

(эталон), 2 кг/га** 29.8 ± 3.0 64.0

*Учет сделан через 2 недели после обработки (в фазу цветения).

**Расход препарата по действующему веществу: для хитозара 7% ВРК - по хитозану; для ридомила МЦ - по металаксилу+ манкоцебу.

В лабораторном опыте на клубнях картофеля эффективность хитозара Ф 7% ВРК против фитофторы была 94.9%, что значительно выше эффективности максима (32.5%), протравителя, действующего в основном против возбудителей корневых гнилей и мало эффективного против фитофтороза (табл.4).

Эффективность хитозара Ф 7% ВРК против возбудителя фитофтороза на листьях картофеля в лабораторном опыте составляла 79-87% при сильной инфекционной нагрузке (табл.5).

Плотность популяции Ph.infestans в годы исследований была разной - от депрессии до умеренного развития. Повышение плотности, как правило, коррелирует с повышением агрессивности патогена.

Таблица 4. Эффективность обработки клубней препаратами хитозар 44.6% ВРП и хитозар Ф

7% ВРК против возбудителя фитофтороза _(лабораторный опыт)_

Варианты

Расход -препа- Разви-рата, тие бо-кг/т, лезни, л/т %

Клубни

Эффек-тив-

ность,

%

Контроль

(обработка водой) 5.0 61.2±5.0 -

Хитозар 44.6% ВРП 0.2 12.4±1.4 79.8

Хитозар Ф 7% ВРК 0.4 3.1±0.2 94.9

Максим 2.5% КС 0.2 41.3±3.7 32.5

Таблица 5. Эффективность препарата хитозар Ф 7% ВРК против возбудителя фитофто-роза картофеля (лабораторный опыт)

Варианты

Концентрация по д.в. (хито-зану), %

Листья

Разви- Эффек-тие бо- тив-

лезни, ность,

% %

Контроль (обработка водой) Хитозар Ф 7% ВРК

- 42.2±3.0 -0.1 5.3±0.6 87.4

В полевом опыте в 1998 г. эффективность хитозара Ф 7% ВРК составила 65% и уступала эффективности ридомила МЦ при умеренном развитии фитофтороза (табл.6).

В 2001 г. развитие фитофтороза на растениях картофеля на опытном поле ВИЗР было низким.

Таблица 6. Эффективность двукратного опрыскивания растений хитозаром Ф 7% ВРК против фитофтороза на картофеле (опытное поле ВИЗР, сорт Романо, 1998)

Развитие Эффек- Урожай болезни, тив- с 10 ку-

Варианты

%*

ность, % стов, кг

Контроль (обработка водой) Хитозар Ф 7% ВРК, 0.6 кг/га Ридомил МЦ 72% СП (эталон), 0.45 кг/га

34.5 ± 2.8

12.0 ± 0.7

- 6.1 ± 0.8 65.2 9.4 ± 0.8

0.2 ± 0.02 99.4 8.6 ± 0.7

Вестник защиты растений, 1, 2003 полевых опытов показали, что хитозар Ф обладает определенной эффективностью против фитофтороза, особенно на фоне умеренного и слабого развития болезни.

В опыте 2001 г. в Северо-Западном НИИСХ средний урожай 5 сортов в вариантах обработки фитохитом и смесью максима и фитохита статистически достоверно выше, чем в контроле (табл.7).

Установлено, что как общий урожай, так и доля стандартных семян картофеля сортов Елизавета, Чародей, Невский, Петербургский, Снегирь при предпосадочной обработке клубней максимом 2.5% КС и препаратами на основе хитозана имеет тенденцию к повышению в сравнении с контролем, однако статистически достоверные различия были получены только в некоторых вариантах обработок (табл.8).

Таблица 7. Влияние предпосадочной обработки клубней препаратами на основе хитозана на общий урожай картофеля (средние данные по урожаю сортов Петербургский, Невский, Елизавета, Чародей и Снегирь)

Варианты

Урожайность, кг/100 м2

*Данные учета через 7 дней после 2-й обработки.

На растениях сорта Петербургский развитие болезни составило менее 4% (учет 15 августа). На растениях сортов Сантэ, Луговской, Невский фитофтороза не наблюдали в течение всей вегетации.

На столь низком инфекционном фоне опрыскивание растений сорта Петербургский хитозаром Ф 7% ВРК привело к полному подавлению болезни через 7 дней после обработки при интенсивности развития болезни в контроле 6-7%.

В целом, результаты лабораторных и

Контроль

(обработка водой) Максим 2.5% КС Фитохит 50% ВРП Хитозар У 5% ВРК Максим 2.5% КС +

фитохит 50% ВРП Катазар 10% ВР

249.8 ± 48.8

266.8 ± 50.6 283.4 ± 57.6** 267.2 ± 47.9

265.4 ± 50.4*

273.0 ± 36.1

*Урожай выше, чем в контроле (Р>0.95). **Урожай выше, чем в контроле и в варианте обработки семенных клубней Максимом (Р>0.95).

Клубневой анализ показал, что предпосадочная обработка препаратами максим 2.5% КС, фитохит 50% ВРП, хитозар У 7% ВРК, катазар 10% ВР снижает развитие обыкновенной парши на клубнях при низком уровне развития болезни в Контроле.

Вестник защиты растений, 1, 2003

31

Таблица 8. Влияние предпосадочной обработки клубней препаратами на основе хитозана на урожай картофеля (Северо-Западный НИИСХ, 2001)

Урожайность, ц/га

Сорта и урожай Максим Фитохит Хитозар Катазар Максим+ Конт- НСР „,-

2.5% КС 50% ВРП У 5% ВРК 10% ВР фитохит роль НСР.95

Петербургский.

Общий 245.0 260.0 250.0 254.0 227.0 225.0 52.2

Товарный 195.7 206.7 197.0 188.3 177.7 177.7 53.7

% товарности 79.8 79.5 76.4 74.1 78.3 78.9

Снегирь. Общий 227.3 231.3 223.7 250.0 227.0 195.7 70.9

Товарный 174.0 197.7 193.0 202.0 196.0 167.0 58.6

% товарности 76.6 85.5 86.2 80.8 86.3 85.3

Невский. Общий 314.0 337.7* 268.3 271.7 291.0 278.0 48.2

Товарный 193.0 191.7 168.7 163.0 168.7 154.0 48.2

% товарности 61.5 56.8 62.9 60.0 57.9 55.4

Елизавета. Общий 328.7 353.3* 348.0 336.7 342.7 319.0 30.6

Товарный 206.0* 206.7* 208.7* 200.3* 196.3* 154.7 32.6

% товарности 62.6 58.4 59.9 59.5 57.2 48.5

Чародей. Общий 220.7 236.7 247.3 254.0 241.7 232.0 56.6

Товарный 201.0 214.0 223.0 223.0 216.0 203.0 52.2

% товарности 91.0 90.0 90.0 87.8 89.6 87.5

*Урожай достоверно отличается от контроля.

Заключение Показана возможность включения в ассортимент средств защиты картофеля от комплекса болезней нетоксичных, экологически безопасных препаратов на основе хитозана. Такие препараты имеют принципиально иной механизм действия, чем фунгициды, и поэтому могут стать частью антирезистентных и биологизи-рованных технологий защиты картофеля от болезней. Результаты лабораторных и мелкоделяночных полевых опытов показали, что хитозар 44.6% ВРП, фитохит 50% ВРП, хитозар У 5% ВРК высоко эффективны против ризоктониоза при

предпосадочной обработке клубней. Хитозар Ф 7% ВРК эффективен в защите картофеля от ранней сухой пятнистости, его эффективность против фитофтороза составляла 65-100% на фоне низкого и умеренного развития болезни.

Результаты свидетельствуют о перспективности дальнейших испытаний препаратов на основе хитозана в полевых опытах с целью последующего возможного включения их в антирезистентные и биологизированные системы защиты семенного картофеля от комплекса болезней.

Литература

Тютерев С.Л. Совершенствование химичес- Тютерев С.Л., Ткаченко М.П. Рациональное

кого метода защиты сельскохозяйственных использование современных фунгицидов на культур от семенной и почвенной инфекции. картофеле. /Защита и карантин растений, 9, СПб, 2000, 251 с. 2000, с.28-30.

EFFICIENCY OF THE PREPARATIONS BASED ON CHITOSAN AGAINST CERTAIN POTATO DISEASES T.A.Evstigneeva, T.A.Shelabina, A.I.Rodionenkov, S.L.Tiuterev Ecologically safe preparations non-toxic for humans and animals based on chitosan have been developed in VIZR. Their mode of action is basically different from that of fungicides and therefore they can become a part of anti-resistance and organic farming techniques for protection of potato crops from diseases. The results of the five-year tests of the effectiveness of "chitosar" preparations against Rhizoctonia blight, early and late blights and effect of preparations on potato yield are given in the article. Data on effectiveness allow further, more extensive field testing to be considered promising for inclusion of these preparations in the assortment of means for potato protection from diseases.