Препараты для растениеводства на основе антибиотиков

начало цветения (на 2-8 сут), удлинялся срок вегетации на 14-20 сут и увеличивалось накопление растениями зеленой массы на 25...41%. Важное влияние на эффективность T.harzianum оказывает состав питательной среды, определяющий скорость роста мицелия гриба, соотношение продуцируемых им летучих и нелетучих антибиотических веществ. В целом триходермин перспективен в борьбе с корневыми гнилями огурца, питиозной, фузариозной, ризоктониозной и вертициллезной гнилями корнеплодов сахарной свеклы, в борьбе с Polymyxa betae – грибным переносчиком вирусной инфекции – ризоманией сахарной свеклы, вилтом хлопчатника и люцерны, серой гнилью винограда, ризоктониозом картофеля и семян сахарной свеклы, фузариозом дыни, арбузов и гороха, корневой гнилью и ризоктониозом кенафа, угловатым и пустульным бактериозами сои, склеротинией подсолнечника и кукурузы, слизистым и сосудистым бактериозами капусты, вертициллезным увяданием баклажана [23].

 Высокая эффективность триходермина даже в пониженной дозе при обработке семян различных сельскохозяйственных культур суспензией спор гриба и его использование при дражировании или микрокапсулировании семян

позволяют более широко использовать этот препарат для защиты посевов от болезней в полевых условиях. Наблюдаемая в ряде случаев слабая эффективность триходермина как в защищенном, так и в открытом грунте объясняется ошибками в подборе почвосубстрата, действием пестицидов или

других ксенобиотиков. Выделенные из почвы после инкубации  с различными

концентрациями тяжелых  металлов высокоэффективные штаммы T.harzianum либо утрачивали, либо существенно изменяли свои антагонистические свойства, в частности, полностью элиминировалась антигрибная активность, в то время как антибактериальное действие сохранялось. Цинк в меньшей степени, чем медь подавлял антигрибную активность, однако торможение развития мицелия антагониста наблюдалось при всех испытываемых концентрациях. Следовательно, в подверженных техногенному влиянию почвах применение триходермина должно быть строго дифференцировано. Необходимо учитывать возможность снижения его действия или даже полной инактивации при повышенных концентрациях в почве тяжелых металлов и других поллютантов. Важную роль играет и способ применения биопрепарата. Так, в борьбе со стеблевой формой белой гнили и другими болезнями (серая гниль, аскохитоз, фомоз, альтернариоз) на огурцах и томатах в условиях теплицы максимальный эффект обеспечила обмазка мест поражения стеблей

триходерминовой пастой, в то время как внесение в почву, опрыскивание растений суспензией спор гриба (в том числе и с добавлением КМЦ) оказались менее эффективными. Положительный эффект при борьбе с ризоктониозом кенафа установлен при внесении триходермина вместе с косубстратом (лигнин, 1 т/га). Эффект от триходермина, полученного на основе аборигенных штаммов (выделенных из ризосферы и филлопланы растений), всегда выше в сравнении с интродуцированными формами гриба [24].

 

3.1 Использование микромицетов для борьбы с фитопатогенами

 

Хотя наибольшее число  микроорганизмов-антагонистов из различных  таксономических групп сосредоточено в почве (преимущественно в ризоплане), у всех культурных растений на поверхности надземных органов развивается так называемая эпифитная микрофлора (эпифлора, микроорганизмы филлопланы). Эти нефитопатогенные грибы, бактерии и вирусы (бактериофаги) вступают между собой в сложные взаимоотношения, одним из которых является так называемая мико-фильность, т.е. способность микробобиоты филлопланы развиваться за счет грибов [7].

Кроме микофильных бактерий и грибов, компонентами эпифлоры являются также микопаразиты, паразиты грибов второго порядка или сверхпаразиты (гиперпаразиты). При этом выделяют биотрофных и некротрофных микопаразитов. Последние могут вызывать быструю гибель пораженных структур фитопатогена, сильно замедлять или полностью подавлять развитие хозяина, а также хорошо расти на питательных средах. Одним из наиболее важных представителей микопаразитов являются виды рода ампеломицес. В частности, Ampelomyces quisqualis способен паразитировать на многих мучнисторосяных грибах. Сначала он развивается в их гифах биотрофно, затем убивает клетки. Он легко изолируется и культивируется на питательных средах, толерантен к некоторым фунгицидам. Его конидии и мицелиальная культура не оказывают вредного действия на теплокровных. Обработка в теплице конидиальной суспензией A. quisqualis растений огурца (зараженных Sphaerotheca fuliginae или Erysiphe cichoracearum) давала почти такую же прибавку урожая, как и применение фунгицидов [14].

  Как правило, эффективному использованию грибных препаратов при обработке вегетирующих растений препятствует дефицит влажности воздуха. В частности, прорастание конидий микопаразита A. quisqualis в условиях дефицита влажности воздуха лучше всего происходило в 1%-й эмульсии жидкого парафина. У некоторых растений доминантным видом филлопланы является гиперпаразит Trichoderma viride. Изолированный с листьев персика гриб эффективно проявлял свое антагонистическое действие в отношении возбудителя дырчатой пятнистости листьев (Stigmina carpophila) [19].

В опытах испанских исследователей Jagroop S. Dahiya, Jalpa P. Tewari  наиболее эффективным антагонистом в отношении Monilia laxa (монилиоз персика) оказались 5 видов филлопланы -Asp.flavus, Epicoccum nigrum, Penicillium chrisogenum, P.frequentans, P.purpurogenum. В отличие от обработок антибиотиками, превентивное (за сутки до инокуляции) опрыскивание растений огурца суспензией спор этих грибов против Sphaerotheca fuliginea оказалось неэффективным. Напротив, при обработке зараженных растений суспензией клеток другого эпифита - Tilletiopsis minor (при концентрации 2-107 шт./мл) с интервалом 3 суток вторичного поражения мучнистой росой не отмечено. В качестве антагонистов могут выступать и различные фитопатогенные грибы. Так, Septoria tritici на пшенице подавляется такими грибами как Puccinia dispersa, Botrytis cinerea, Alternaria alternata. Факт взаимной конкуренции фитопатогенных грибов может найти практическое применение в биологической защите растений [17].

  По наблюдениям индийских исследователей Jose Miguel Barea и Rosario Azcón фильтраты культуральной жидкости 3 видов грибов, выделенных из филлопланы подсолнечника (Fusarium sp., Helminthosporium sp., Penicillium sp.), даже в 1%-й концентрации значительно подавляли прорастание спор Alternaria helianthi. Когда инокулюмом этих грибов опрыскивали листья подсолнечника за 3 суток до инокуляции A. helianthi, то развитие пятнистости существенно снижалось. В последнее время усилился интерес к созданию биопрепаратов- антагонистов на основе бактериальной микрофлоры филлопланы [18].

Описано использование Bac.cereus var.mycoides, Ps.cepacia, Ps.fluorescens, Bac.thuringiensis, Bac.subtilis для подавления антракноза огурца, листового ожога кукурузы, альтернариоза табака, рака сосны. Общее число эпифитных бактерий на листьях томатов у сортов, устойчивых к Ulocladium botrytis, было всегда выше, чем у восприимчивых[8].

Все изолированные с  листьев бактерии in vitro подавляли радиальный рост U. botrytis, но наиболее высокой антагонистической активностью характеризовались Bac.cereus и Erwinia herbicola. Фильтраты этих культур подавляли прорастание спор патогена (на восприимчивом сорте) на 75 и 78%. При одновременном заражении растений патогеном и бактериями болезнь проявлялась слабо. Менее эффективной оказалась обработка антагонистами за 2 сут до инокуляции [26].

  Биопрепарат на основе Ps.putida испытывался для борьбы со склеротинией на подсолнечнике в сравнении с двумя грибными препаратами (на основе Coniothyrium minitens и Gliocladium roseum) и фундазолом. Суспензией препарата обрабатывались семена, грибные препараты вносились в почву. По итогам двухлетних испытаний биопрепарат был наиболее эффективен в начале вегетации, а грибные препараты - во второй половине вегетационного сезона. Фундазол, несмотря на значительный эффект в начале вегетации, к концу сезона уступал биопрепаратам. Среди большого разнообразия грибов, заселяющих и разлагающих склероции S.sclerotiorum, большой интерес представляет пикнидиальный гриб Coniothyrium minitens. Он является специфическим гиперпаразитом склеротинии. Созданный на его основе препарат кониотирин оказался наиболее эффективным против склеротиниоза и превосходил эталон (фентиурам) [17].

  В естественных условиях наибольшее разнообразие антагонистов склеротинии (включая кониотирин) наблюдалось на склероциях, образовавшихся на корнях, меньшее – на стеблях, наименьшее - на корзинках подсолнечника. Рассматривая общую стратегию поиска и скрининга грибов-антагонистов филлопланы, можно предположить, что неодинаковые результаты, полученные в опытах in vitro и in vivo, связаны с различной выживаемостью этих грибов при резко различающихся экоресурсах. Поиск антагонистов in vivo должен включать параллельные исследования  взаимодействия микроорганизмов на изолированных листьях в контролируемых условиях климатокамеры или теплицы, в естественных условиях, а также in vitro [9].

  Ампеломицин – микробиопрепарат на основе гиперпаразитного гриба из рода Ampelomyces применяется для борьбы с мучнисторосяными грибами. На Краснодарской экспериментальной биофабрике в производстве находятся три штамма культуры: А-1 (A.artemisiae) для борьбы с мучнистой росой огурца; А-2 (A.quisqualis) для борьбы с мучнистой росой яблони и А-3 (A.unsinulae) против оидиума винограда. Эффективны также A.plantaginus, Afuliginea и др., паразитирующие на различных видах мучнисторосяных грибов, вредящих в первую очередь тыквенным, в условиях как защищенного, так и открытого грунта. Недавно выделен новый видгиперпаразита A.cesatii, паразитирующий на трех формах мучнисторосяных грибов (роды Sphaerotheca, Erysiphe, Acrosporium), поражающих 15 видов растений [12].

  Для получения ампеломицина биомассу гриба наращивают на отходах ячменя. Для обработок используют 0,2%-ую (по массе препарата) суспензию спор в воде с титром 2×1010-2,5×1010 спор/г (2×106 спор/мл). Гиперпаразит поражает мицелий, конидии и конидиеносцы гриба-хозяина, вызывая вначале его угнетение, затем – гибель [18].

По результатам полевых  опытов в хозяйствах Краснодарского края биологическая эффективность  ампеломицина в борьбе с мучнистой  росой яблони составляла 66 - 69%, оидиума винограда – 75, а в борьбе с мучнистой росой огурца в защищенном грунте – 70 - 80%. Обработки проводят с интервалом 7-8 сут.  на огурце и 10-12 сут.  на яблоне и винограде. Фитотоксическим действием препарат не обладает. Медный купорос, беномил, топсин М, хлорофос, фозалон, фосфамид, кельтан и акрекс в концентрации 0,1-0,2% подавляют прорастание спор гиперпаразита; хлорокись меди и суспензия серы оказались менее токсичными [14].

 

2. Использование микромицетов в качестве биопрепаратов для    обработки семян

 

В течение многих десятилетий  исследователи неоднократно предпринимали  попытки иммунизировать или обеспечить перекрестную защиту растений, обрабатывая  их ослабленными или авирулентными  штаммами фитопатогенов, их культуральными средами, либо различного рода экстрактами и индукторами фитоалексинов. В ряде случаев отмечался положительный эффект, однако большинство опытов давало неопределенные или плохо воспроизводимые результаты. В тех же случаях, когда индукцию защитной реакции все-таки удавалось осуществить, большую роль играли условия иммунизации (такие, как нагрузка инокулюма, локализация, время обработки и др.) [22].

Иммунный ответ растения может усиливаться под действием  индукторов сопротивляемости. Они могут  быть объединены в три большие группы: природные индукторы, происходящие от патогенных микроорганизмов; природные индукторы, происходящие от непатогенных микроорганизмов и природные или синтетические индукторы установленной химической природы. Индукторы-элиситоры (метаболиты паразита) в определенной концентрации вызывают защитные реакции растения, включая образование фитоалексинов [13].

Биогенные индукторы  – липогликопротеидный комплекс (5 – 10 мкг/мл) и арахидоновая кислота (0,3 - 0,003 мкг/мл) - не только обеспечивали защиту клубней картофеля от загнивания, но и стимулировали образование раневой перидермы. В более высоких концентрациях индукторы подавляли ее образование. Роль непатогенных грибных штаммов (при взаимодействии: авирулентный гриб – растение – фитопатоген) целиком вписывается в схему вакцинации при условии, что грибные организмы непосредственно друг с другом не взаимодействуют. В пользу такого допущения свидетельствуют

эксперименты японских ученых Yasuo Kimura, Kiyotugu Tani, Aiko Kojima, Go Sotoma, Katsuhide, выделивших со здоровых растений батата несколько изолятов F.oxysporum, большинство из которых оказались непатогенными по отношению к батату, огурцу, дыне, редису и капусте. При этом некоторые непатогенные изоляты вызывали перекрестную защиту батата от фузариоза [21].

По данным исследователей Калифорнийского университета (Gabriele Berg, Annette Krechel, США), иммунизация семян сахарной свеклы ооспорами Pythium oligandrum защищала семена от поражения, причем в такой же степени, как обработка фенаминосульфом. При этом у P.oligandrum не обнаружена патогенность в отношении 12 культурных растений из 6 семейств. Интересный метод борьбы с офиоболезной гнилью пшеницы предложили французские исследователи Richard A. Sikora, Andreas Ulriche. Они обрабатывали семена пшеницы гиповирулентным штаммом Gaeumannomyces graminis var.triticl Данный патоген вызывал у растений реакцию сверхчувствительности к вирулентным штаммам офиоболеза, вследствие чего их вредоносность проявлялась в минимальной степени [10].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Препараты, используемые в растениеводстве, на основе     антибиотиков

 

  Антибиотики – антимикробные вещества, продуцируемые различными видами биоты, обладают высокой биологической активностью и селективностью действия. Хотя к настоящему времени известно около 4000 микробных метаболитов, обладающих антибиотическими свойствами, и около 35 тыс. их синтетических производных и аналогов, в практике защиты растений получили распространение пока лишь несколько препаратов. Одна из причин подобной ситуации – запрет на применение в сельском хозяйстве всех тех препаратов (независимо от их высокой эффективности), которые применяются в медицине. Так, несмотря на исключительно высокую эффективность стрептомицина в борьбе с бактериальной рябухой табака, разрешение на его широкое использование не получено [11].

В то же время в США  стрептомицин с успехом применяют  для борьбы с ржавчиной веймутовой сосны и бактериальным ожогом плодовых деревьев, в Индии –  с бактериальным раком цитрусовых. В условиях Канады отмечено ингибирующее действие стрептомицина (1-500 мг/л) на зооспорангии и зооспоры ложной мучнистой росы подсолнечника (Plasmopara halstedtii) в период прорастания или на ранней стадии заражения патогеном. Тетрациклин оказался высокоэффективным при инъекции в ствол черешни (3 г/дерево) в борьбе с микоплазмоподобными микроорганизмами, вызывающими покраснение листовых жилок [17].