CC BY
46
УДК 632.937 DOI 10.24411/2311-6447-2020-10034
Определение биологическсш эффективности обработки яблок биопрепаратами
Determination of the biological effectiveness of apple processing with biopreparations
Аспирант Д.В. Кабалина, вед. науч. сотрудник Т.В. Першакова, ст. науч. сотрудник В.В. Лисовой
(Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции - филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия») тел. 8(861) 252-18-41 E-mail: [email protected]
Graduate Student D.V. Kabalina, Leading Researcher T.V. Pershakova, Senior Scientific V.V. Lisovoy
(Krasnodar Research Institute of Storing and Processing Agricultural Products Branch of the Federal State Budgetary Scientific Institution «North Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, Winemaking) tel. 8(861) 252-18-41 E-mail: [email protected]
Реферат. Длительное хранение фруктов может быть обеспечено за счет снижения микробиаль-ной обсемененности их поверхности в результате предварительной обработки биопрепаратами перед закладкой на хранение. Приведены результаты исследований по влиянию послеуборочной обработки яблок биопрепаратами. При температуре хранения +24±1 °С биологическая эффективность обработки биопрепаратами: по распространенности болезни составила от 76,5 до 80,0 %, по развитию болезни составила от 84,6 до 88 %, а при температуре хранения +2±1 °С, биологическая эффективность обработки биопрепаратами: по распространенности болезни составила от 74,7 до 78,1 %, по развитию болезни составила от 87,5 до 89,7 %. Показана высокая биологическая эффективность биопрепаратов на основе микробов - антагонистов Bacillus subtilis в отношении фитопатогенов яблок.
Summary. Long-term storage of fruits can be achieved by means of decreasing microbial contamination of their surface as a result of fruits pre-treatment by biopreparations before dispatching for storage. The results of studies on the effect of post-harvest handling biological products for storage of apples are presented. At a storage temperature of + 24 ± 1 ° C, the biological effectiveness of treatment with biological products: according to the prevalence of the disease, was from 76.5 to 80.0 %, according to the development of the disease, it was from 84, 6% to 88%, and at a storage temperature of + 2 ± 1 °C, the biological effectiveness of treatment with biological products: according to the prevalence of the disease, it was from 74.7 to 78.1 %, according to the development of the disease, it was from 87.5 to 89.7 %. High biological efficiency of biopreparations of the basis of antagonistic microbes of Bacillus subtilis regarding phytopatho-gens of apples.
Ключевые слова: яблоки, биопрепараты, микробиальная обсемененность, биологическая эффективность.
Keywords: apples, biopreparation, microbial contamination, biological efficiency.
© Кабалина Д.В., Першакова Т.В., Лисовой В.В., 2020
Во всем мире поиск безопасных и эффективных альтернатив синтетическим, химическим фунгицидам для снижения послеуборочных потерь был предметом многочисленных исследований за последние три десятилетия, однако не все из них широко распространены и коммерчески жизнеспособны. Тем не менее, существует реальная необходимость продолжать эту линию исследований, поскольку правила использования новых и существующих фунгицидов становятся все более строгим [1,2].
По оценкам аналитиков валовой сбор яблок в России в 2019 г. составляет около 1,7 млн т (во всех хозяйствах), что на 100 тыс. т больше, чем в 2018 г. Рост товарного производства яблок за последние годы связан, прежде всего, с развитием интенсивного садоводства [3]. Однако около трети собранного урожая яблок теряется из-за таких факторов как неэффективное управление, отсутствие подготовки производителей и проблемы с надлежащими условиями хранения. В связи с этим актуальным является совершенствование существующих и разработка новых способов хранения яблок, для обеспечения потребителей выкокачественной продукци ей круглый год.
Результат длительного хранения зависит от таких факторов, как сорт, технологии и условия выращивания, уборка урожая и послеуборочная обработка, а также от способа и места хранения, обеспечения системы контроля и управления режимами температуры и влажности в хранилище [4]. В течение длительного времени хранения яблок происходят сложные биохимические процессы, повышается восприимчивость яблок к патогенам, усиливается поражение микробиологическими заболеваниями, вызываемыми различными плесневыми грибами. Это связано с тем, что, по биохимическому составу яблоки относят к сочным фруктам, они со держат большое количество влаги и питательных веществ, что представляет благодатную среду для развития патогенных микроорганизмов [5].
Снижение влияния этих отрицательных факторов и на этой основе обеспечение высокого качества яблок для потребителей, сведение до минимума потерь являются основными задачами современной технологии длительного хранения. Длительное хранение яблок может быть обеспечено за счет снижения микробиальной обсемененности их поверхности в результате предварительной обработки фруктов биопрепаратами перед закладкой на хранение [6].
В последние годы проводится активный поиск штаммов для создания новых полифункциональных микробиологических средств защиты на основе биологиче ски активных веществ, антибиотиков или живых культур микробов - антагонистов возбудителей микробиальных заболеваний яблок. Бактерии Bacillus subtilis относятся к числу наиболее перспективных агентов биологического контроля фитопато-генов растительного сырья и плодоовощной продукции и широко применяются в качестве продуцентов современных биопрепаратов [6, 7].
Защитный эффект биопрепаратов на основе Bacillus subtilis обусловливается способностью штамма к синтезу антибиотиков полипептидного и аминогликозид-ного ряда, которые ингибируют патогенную микрофлору, но при этом не токсичны для человека и окружающей среды. Особенность бактерий Bacillus subtilis как основы биопрепаратов - устойчивость к неблагоприятным условиям внешней среды за счет способности к спорообразованию [7, 8].
Цель работы состояла в определение биологической эффективности обработки яблок биопрепаратами в процессе хранения. В соответствии с поставленной целью решали следующие задачи
- оценить степень поражаемости фитопатогенами яблок, в зависимости от сорта;
- оценить биологическую эффективность обработки яблок биопрепаратами на основе штаммов бактерий Bacillus subtilis при различных температурах хранения.
В процессе исследования биологической эффективности обработки яблок биопрепаратами в качестве объектов исследования использовали:
- яблоки свежие поздних сроков созревания съемной степени зрелости, сорта Ренет Симиренко, Голден Делишес, Гала, Флорина, Айдаред, Джонаголд, первого сорта;
- фитопатогенные микроорганизмы, выделенные из пораженных плодов яблок: Penicilium (Pénicillium digitatum, Pénicillium expansum), Monilia (Monilia fructi-genum, Monilia laxa), Botrytis cinerea. Для эксперимента применялась смесь фитопа-тогенных микроорганизмов;
- биопрепараты на основе Bacillus subtilis: Алирин-Б (штамм В-10 ВИЗР), Витаплан (штамм ВКМ B-2604D и штамм ВКМ В-2605 D), биопрепарат разработанный учеными КНИИХП - филиал ФГБНУ СКФНЦСВВ пат № RU 2689649 (штамм ВКМ В-2604 D, штамм ВКМ В-2605 D, штамм ИПМ 215) [9].
Биологическую эффективность обработки биопрепаратами определяли согласно методическим указаниям по регистрационным испытаниям фунгицидов [10].
Яблоки, не пораженные болезнями и не имеющие механических повреждений, в количестве по 100 шт. на пробу подвергали заражению фитопатогенными микроорганизмами, нанося на поверхность методом опрыскивания подготовленную суспензией с концентрацией 10б спор/мл. Обработанные яблоки хранили при температуре +24+1 °С в закрытых контейнерах, давая возможность адаптации патогенам на поверхности яблок. Далее методом опрыскивания проводили обработку яблок водными растворами биопрепаратов с концентрацией инокулята Bacillus subtilis 1-108 КОЕ/мл, температура раствора 23-25 °С, дозировка раствора -1,2 мл на 1 кг яблок. Контрольные образцы яблок обработке биопрепаратами не подвергались.
После проведенной обработки одну часть проб яблок хранили при температуре +2 ±1 °С, другую при +24 +1 "Си относительной влажности воздуха 90-95 %.
В табл. 1 представлены результаты исследования биологической эффективности обработки биопрепаратами яблок после заражения фитопатогенными микроорганизмами. Яблоки хранились при температуре +24 +1° С в течение 14 сут.
Таблица 1
Исследование биологической эффективности обработки яблок биопрепаратами перед хранением при температуре +24 ±1 °С
Сорт Распространенность болезни (Р), % Развитие болезни (R), % Биологическая эффективность
по Р, % по R, %
Контроль
Ренет Симиренко 100 52 - -
Голден Делишес 100 58 - -
Гала 100 54 - -
Флорина 100 51 - -
Айдаред 100 54 - -
Джонаголд 100 56 - -
Вита>шан
Ренет Симиренко 32 7,4 76,9 85,8
Голден Делишес 38 8,2 78,4 85,9
Гала 34 7,9 76,8 85,4
Флорина 34 7,0 79,4 86,3
Айдаред 29 6,8 76,6 87,4
Джонаголд 33 6,8 79,4 87,9
Окончание табл. 1
Сорт Распространенность болезни (Р), % Развитие болезни (И), % Биологическая эффективность
по Р, % по И, %
Алирин- Б
Ренет Симиренко 36 8,0 77,8 84,6
Голден Делишес 40 8,2 79,5 85,9
Гала 34 8,0 76,5 85,2
Флорина 36 7,6 78,9 85,1
Айдаред 33 7,4 77,6 86,3
Джонаголд 35 7,0 80,0 87,5
Биопрепарат пат. № Ыи 2689649
Ренет Симиренко 28 6,2 77,9 88,0
Голден Делишес 34 7,8 77,1 86,6
Гала 32 7,0 78,1 87,0
Флорина 30 6,5 78,3 87,3
Айдаред 28 6,1 78,2 88,7
Джонаголд 30 6,3 79,0 88,8
Из данных, приведенных в табл. 1, следует, что при температуре хранения +24±1 °С распространенность заболевания в контроле составила 100 %, биологическая эффективность обработки биопрепаратами по распространенности болезни составила от 76,5 до 80,0 %, по развитию болезни - от 84,6 до 88 %.
В табл. 2 представлены результаты, отражающие биологическую эффективность обработок биопрепаратами яблок после заражения фитопатогенными микроорганизмами. Яблоки хранились при температуре +2+1° С в течение 14 сут.
Таблица 2
Исследование биологической эффективности обработки яблок биопрепаратами перед хранением при температуре +2±1 °С
Сорт Распространенность болезни (Р), % Развитие болезни (И), % Биологическая эффективность
по Р, % по И, %
Контроль
Ренет Симиренко 100 32 - -
Голден Делишес 100 36 - -
Гала 100 33 - -
Флорина 100 34 - -
Айдаред 100 32 - -
Джонаголд 100 36 - -
Витаплан
Ренет Симиренко 16,5 3,7 77,6 88,4
Голден Делишес 18,5 4,2 77,3 88,3
Гала 17,0 4,0 76,5 87,9
Флорина 17,5 4,0 77,1 88,2
Айдаред 17,0 3,8 77,7 88,1
Джонаголд 18,0 4,0 77,8 88,9
Окончание табл. 2
Сорт Распространенность болезни (Р), % Развитие болезни (R), % Биологическая эффективность
по Р, % по R, %
Алирин- Б
Ренет Симиренко 17,5 4,0 77,1 87,5
Го дден Делишес 19,5 4,4 77,4 87,8
Гала 18,0 4,1 77,2 87,6
Флорина 18,4 4,1 77,7 87,9
Айдаред 17,8 3,9 78,1 87,8
Джонаголд 18,5 4,2 77,3 88,3
Биопрепарат nam. Nq RU2689649
Ренет Симиренко 15,0 3,4 77,3 89,4
Голден Делишес 16,0 3,9 75,6 89,2
Гала 15,5 3,4 78,1 89,7
Флорина 14,8 3,5 76,4 89,7
Айдаред 15,0 3,4 77,3 89,4
Джонаголд 15,8 4,0 74,7 88,9
Из данных, приведенных в табл. 2 следует, что при температуре хранения +2+1 °С распространенность заболевания в контроле составила 100 %, биологическая эффективность обработки биопрепаратами: по распространенности болезни составила от 74,7 до 78,1 %, по развитию болезни - от 87, 5 до 89,7 %.
По результатам оценки биологической эффективности обработки яблок биопрепаратами можно сделать выводы, что биопрепараты на основе Bacillus subtilis показали высокую биологическую эффективность против фитопатогенов, вызывающих микробиальные заболевания яблок при длительном хранении. Таким образом, проведенные исследования подтверждают целесообразность использования обработки яблок биопрепаратами перед закладкой на хранение.
ЛИТЕРАТУРА
1. Michael Wisniewskia, Samir Drobyb, John Norellia, Jia Liuc, Leonardo Sche-nad. Alternative management technologies for postharvest disease control: The journey from simplicity to complexity // Postharvest Biology and Technology. - 2016. - V 122. -P. 3-10. http://dx.doi.Org/10.1016/j.postharvbio.2016.05.012.
2. Gianfranco Romanazzia, Simona Marianna Sanzanib, Yang Bic, Shiping Tiand, Porfirio Gutiérrez Martíneze, Noam Alkanf. Induced resistance to control postharvest decay of fruit and vegetables // Postharvest Biology and Technology. - 2016. - V 122. -P. 82-94. http://dx.doi.Org/10.1016/j.postharvbio.2016.08.003
3. Кулистикова Т. Россия остается крупнейшим импортером яблок и груш / / Агроинвестор. - 2019. - №12. https://www.agroinvestor.ru/markets/news/32910-rossiya-ostaetsya-krupneyshim-importerom-yablok-i-grush
4.Турбин В.А., Черненко Е.И. Уточнение технологических параметров длительного хранения яблок поздних сроков созревания / / Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. - 2019. - № 18. - С. 35-46.
5. Першакова Т.В., Кабалина Д.В. Современные технологии хранения фруктов / / Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2017. - №131. - С. 1056-1066. doi: 10.21515/1990-4665-131-087
6. Pershakova T.V., Kupin G.A., Kabaüna D.V., Mikhailyuta L.V., Gorlov S.M. , Babaki-na M.V. Studying the antagonistic properties of bacillus subtilis bacteria to pathogens of fruits in in vitro and in vivo experiments //Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. - 2018. - T. 10, № 4. P. 920-925.
7. Кабалина Д.В., Першакова Т.В., Горлов С.М., и др. Антагонистическая активность биопрепаратов в отношении фитопатогенов бактериальной и грибковой природы // Новые технологии,- 2018.- № 2. - С. 36-41.
8. Купин Г.А., Першакова Т.В., Алёшин В.Н. и др. Влияние биопрепарата «Экстрасол» на изменение микробиальной обсемененности фруктов в процессе хранения //Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета.-2017,- № 131.-С. 450-461.
9.Кабалина Д.В., Першакова Т.В., Михайлюта Л.В. и др. Биологический препарат для защиты яблок от фитопатогенных микроорганизмов при хранении // Патент РФ № 2689649. - 2019.
10. Долженко, В. И. Методические указания по регистрационным испытаниям фунгицидов в сельском хозяйстве. - СПб, 2009. - 378 с.
REFERENCES
1. Michael Wisniewskia, Samir Drobyb, John Norellia, Jia Liuc, Leonardo Sche-nad. Alternative management technologies for postharvest disease control: The journey from simplicity to complexity, Postharvest Biology and Technology, 2016, No 122, pp. 3 -10. http://dx.doi.Org/10.1016/j.postharvbio.2016.05.012 (Netherlands)
2. Gianfranco Romanazzia, Simona Marianna Sanzanib, Yang Bic, Shiping Tiand, Porfirio Gutiérrez Martíneze, Noam Alkanf. Induced resistance to control postharvest decay of fruit and vegetables, Postharvest Biology and Technology, 2016, No 122. pp. 82-94. http://dx.doi.Org/10.1016/j.postharvbio.2016.08.003 (Netherlands).
3. Kulistikova T. Rossiya ostaetsya krupneyshim importerom yablok i grush, Agroinvestor [Russia remains the largest importer of apples and pears], 2019, No 12. -https: //www.agroinvestor.ru/markets/news/32910-rossiya-ostaetsya-krupneyshim-importerom-yablok-i-grush (Russian).
4.Turbin V.A., Chernenko E.I. Utochnenie tekhnologicheskikh parametrov dlitel'nogo khraneniya yablok pozdnikh srokov sozrevaniya, Izvestiya sel'skokho-zyaystvennoy nauki Tavridy [Refinement of technological parameters of long-term storage of apples of late ripening], 2019, No 18, pp. 35-46 (Russian).
5. Pershakova T.V., Kabalina D.V. Sovremennye tekhnologii khraneniya fruktov, Politematicheskiy setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosudarstven-nogo agrarnogo universiteta [Modern fruit storage technology], 2017, No 131, pp. 10561066. doi: 10.21515/1990-4665-131-087 (Russian).
6. Pershakova T.V., Kupin G.A., Kabalina D.V., Mikhailyuta L.V., Gorlov S.M. , Babakina M.V. Studying the antagonistic properties of bacillus subtilis bacteria to pathogens of fruits in in vitro and in vivo experiments, Journal of Pharmaceutical Sciences and Research, 2018,1 4, No 4, pp. 920-925 (India)
7. Kabalina D.V., Pershakova T.V., Gorlov S.M., i dr. Antagonisticheskaya ak-tivnost' biopreparatov v otnoshenii fitopatogenov bakterial'noy i gribkovoy prirody, No-vye tekhnologii [Antagonistic activity of biological products against phytopathogens of bacterial and fungal nature], 2018, No 2. pp. 36-41 (Russian).
8. Kupin G.A., Pershakova T.V., Aleshin V.N. i dr. Vliyanie biopreparata «Ekstrasol» na izmenenie mikrobial'noy obsemenennosti fruktov v protsesse khraneniya, Politematicheskiy setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosudar-stvennogo agrarnogo universiteta [The influence of the biological product «Extrasol» on the change of microbial contamination of fruits during storage], 2017, No 131 pp. 450461 (Russian).
9.Kabalina D.V., Pershakova T.V., Mikhaylyuta L.V. i dr. Biologicheskiy preparat dlya zashchity yablok ot fitopatogennykh mikroorganizmov pri khranenii [Biopreparation for protecting apples from phytopathogenic microorganisms during storage], Patent RF Nq 2689649, 2019 (Russian)/
10. Dolzhenko, V. I. Metodicheskie ukazaniya po registratsionnym ispy-taniyam fungitsidov v sel'skom khozyaystve [Guidelines for registration testing of fungicides in agriculture], St. Petersburg, 2009, 378 pp. (Russian).
