Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Элиситоры и их применение в растениеводстве
.pdf
3.1.1. Препараты на основе поли- и олигосахаридов
Препараты на основе хитозана. В разных странах зарегист-
рированы основанные на элиситорной активности хитозана коммерческие препараты, имеющие свои торговые названия и достаточно эффективно защищающие многие сельскохозяйственные
культуры от фитопатогенов. Так, в Новой Зеландии – ARMOURZen и Kytosan, а в Германии – Chitoplant, в США – Еlexa4. Немало препаратов, основанных на элиситорной активности хитозана
и его различных композиций с органическими кислотами, появилось на рынках стран СНГ, среди которых наиболее известными
являются Фитохит, Агрохит, Нарцисс, Хитозар, Экогель, эффективность которых находится на уровне, близком к уровню традиционных фунгицидов [94, 570].
Хитозан, как уже говорилось в разделе 1.3, является природным полисахаридом, который получают путем ацетилирования
хитина. Он проявляет широкий спектр антимикробной активности, обладает ростостимулирующим действием и способен активировать защитные реакции растений, усиливая синтез антипатогенных веществ, в том числе ФА, хитиназ и др. [109, 571].
Основанные на хитозане препараты проявляют высокую эффективность против ряда фитопатогенных грибов: на зерновых –
против корневой гнили, на рисе – против фитофтороза, на огурцах – против пероноспороза. Подтверждена эффективность использования таких препаратов для различных видов растений
в отношении многих фитопатогенов [94, 572] и вредных насекомых [573]. В целом они могут применяться против различных
фунгальных, бактериальных, вирусных заболеваний растений,
а также против нематод. Кроме того, в случае их применения может существенно повышаться всхожесть, отмечаются заметные
прибавки урожая, а при недостаточном количестве влаги увеличивается ростостимулирующее действие хитозана. Заметим, что
рост урожая от использования хитозана вызывается не только
вследствие снижения поражения посевов фитопатогенами, но
также в результате положительного физиологического действия
на растения в период вегетации [94, 572, 573]. Также нашли применение и различные композиции на основе хитозана [112, 570].
131
Композиции хитозана с органическими кислотами. Часто
хитозан и его производные используются в качестве элиситора
не в одиночку, а совместно с элиситорами иной химической природы. Такие сочетания, как правило, существенно усиливают
эффективность этих препаратов по сравнению с препаратами,
использующими только хитозан. Известны композиции, в основе
которых лежат сочетания хитозана с янтарной, молочной, уксусной, глутаминовой, аспарагиновой и другими кислотами, которые показали высокую элиситорную активность [36, 94]. Композиции хитозана с карбоновыми кислотами использованы в таких
препаратах, как Нарцисс и Фитохит.
Нарцисс – препарат на основе хитозана, янтарной (рис. 10)
и глутаминовой кислот (рис. 11). Его используют для повышения устойчивости в основном против грибных патогенов и галловой нематоды. Он применяется путем замачивания семян,
обработки корневой системы или для полива под корень растений в период вегетации. Используют также различные композиции нарцисса со стандартными химическими фунгицидами,
однако c половинными дозировками последних. Такие композиции проявляют эффективность, сравнимую с эффективностью
фунгицидов, используемых при полных нормах расхода. Таким
образом, применение смесей на основе хитозана является перспективным направлением в защите культурных растений от патогенов, так как может способствовать значительному снижению пестицидной нагрузки на окружающую среду. А их эффективность не уступает широко применяемым в полной дозе
фунгицидам.
Рис. 10. Янтарная кислота Рис. 11. Глутаминовая кислота
132
Экогель – препарат на основе хитозана
и молочной кислоты (рис. 12). Это прошедший
магнитную обработку гель, в котором находится растворенный в молочной кислоте и насыщенный ионами серебра хитозан. Обогащение
экогеля ионами серебра и магнитная обработка, помимо дополнительного бактерицидного
эффекта, обеспечивают более длительную со-
Рис. 12. Молочная
кислота
хранность препарата. Экогель обладает полифункциональными свойствами, не только повышая устойчивость
растений к фитофторозу, мучнистой росе, корневым гнилям, вирусным инфекциям, нематодам, но и оказывая ростостимулирующее действие, положительно влияя на корнеобразование и развитие растений. Он защищает растения и от некоторых вредных
насекомых, значительно затрудняя для них перевариваемость
растительной пищи. Кроме того, он может повышать устойчивость растений к неблагоприятным погодным условиям и снижать стресс при пересадке. Экогель совместим с другими элиситорными препаратами, пестицидами и может быть использован
в смесях путем внесения его в почву перед посевом или за счет
предпосевной обработки семян, посадочного материала. Наконец, этот препарат может стимулировать жизнедеятельность полезных для растений видов бактерий, например Bacillus subtilis.
Он безопасен для человека, домашних животных и пчел.
Препараты на основе глюканов. Глюканы – природные полии олигосахариды, являющиеся общими компонентами внешней
(в отличие от хитозана) части клеточной стенки грибов. Элиситорные свойства глюканов известны давно [63, 310], при этом
элиситорами могут быть не только грибные глюканы, но и глюканы водорослей.
В работе [574], базируясь, прежде всего, на строении клеточной стенки грибов, авторы пришли к выводу, что отдельные глюканы некоторых видов дереворазрушающих грибов, которые активируют гены устойчивости растений и приводят к усиленному
синтезу глюканаз и некоторых других ферментов, разрушающих
клеточные стенки грибных фитопатогенов, можно использовать
133
в практике сельского хозяйства. Учитывая, что одной из самых
первых реакций растения на контакт с патогеном является защелачивание среды в межклеточном пространстве и то, что щелочная среда препарата способствует лучшему растворению глюканов, авторы отказались от использования в своем препарате органических кислот. К щелочному экстракту глюканов, например
из трутовика обыкновенного Fomes fomentarius, авторы добавили углеаммонийные соли. Получился препарат Микосан, у которого две модификации: Микосан-Н для предпосевной обработки
семян и Микосан-В для обработки вегетирующих растений. Он
обеспечивает продолжительную защитную реакцию растений
от широкого спектра фитопатогенов (грибы, бактерии, вирусы),
повышает устойчивость растений к экстремальным погодным
условиям. При этом препарат безопасен для людей и животных,
не действует отрицательно на полезную микрофлору, может стимулировать рост и развитие растений, характеризуется высокой
сохранностью собранного урожая в период хранения. Микосан
по эффективности защиты растений от заболеваний, вызванных
патогенными грибами, как показывают его авторы [575, 576], не
уступает современным биоцидным препаратам. Заметим, что он
совместим с другими пестицидными препаратами, поэтому его
вполне можно применять, например, в смесях с инсектицидами.
Этот препарат испытывался в различных климатических зонах,
на многих сельскохозяйственных культурах в Украине, России
и Германии и показал достаточно высокую эффективность.
В разных странах разработаны и зарегистрированы еще несколько препаратов на основе глюканов: PEL101GV (Elicityl New
Zealand Ltd.), Iodus 40 (Golmar, France), Vacciplant (Golmar, France).
PEL101GV разработан в Новой Зеландии и зарегистрирован как
препарат, защищающий от заморозков. Но элиситорными свойствами обладают не только грибные глюканы, но и глюканы водорослей. В частности, активным ингредиентом препарата Iodus
40 является растворимый в воде глюкан ламинарин (laminarin),
полученный из водорослей (Laminaria digitata). Iodus 40 зарегистрирован для борьбы с мучнистой росой на пшенице. Vacciplant –
аналог Iodus 40, зарегистрирован для контроля мучнистой росы
на клубнике и бактериального ожога яблонь и груш.
134
3.1.2. Препараты на основе органических кислот
Препараты на основе карбоновых кислот. К наиболее из-
вестным препаратам данной группы относятся Янтарная кислота,
Циркон и Новосил. Характерной особенностью этих препаратов
является их полифункциональность, обеспечивающая эффективность в защите растений (подавление развития фитопатогенов
и повышение устойчивости к стрессовым факторам среды) и стимулирование различных ростовых процессов, определяющих
продуктивность растений.
Янтарная кислота. Уже из названия препарата следует, что
он произведен на основе янтарной кислоты (этан-1, 2-дикарбоновая кислота, см. рис. 10). Этот препарат повышает устойчивость
растений против широкого ряда патогенов, защищает от неблагоприятных погодных факторов, благотворно влияет на жизнедеятельность почвенной микрофлоры, умеренно активизирует
рост растений и стимулирует плодообразование. Препарат, в зависимости от условий окружающей среды, может заметно увеличить урожайность корнеплодов, некоторых бахчевых культур
и огурцов. К его преимуществам можно также отнести достаточно низкую стоимость его производства и экологическую чистоту выращенной продукции. Янтарная кислота не токсична, не загрязняет окружающую среду, безопасна для людей и животных.
Циркон – препарат, действующим веществом которого яв-
ляется смесь гидроксикоричных кислот, получаемых из эхина-
цеи пурпурной (рис. 13–15). Он оказывает защитное действие
против фитопатогенов различной природы (грибов, бактерий,
вирусов), значительно снижает степень поражения такими заболеваниями, как фитофтора, пероноспороз, парша, серая гниль,
мучнистая роса. Препарат полифункционален и его применение
не только защищает растения от болезней и повышает их устойчивость к засухе, заморозкам, но и стимулирует цветение и созревание, корнеобразование, увеличивает всхожесть семян. Применение Циркона, в зависимости от погодных условий, инфекционной
нагрузки и сорта растения, может заметно повышать урожайность овощных и плодовых культур. Препарат безопасен для че-
ловека, теплокровных животных, рыб, пчел.
135
Рис. 13. Цикориевая кислота
Рис. 14. Кафтаровая кислота
Рис. 15. Кофейная (R1 = ОН; R2 = Н), феруловая (R1 = ОСН3; R2 = Н)
и n-кумаровая (R1 = R2 = Н) кислоты
136
Новосил (аналог препаратов Экосил, Силк) – препарат на
основе получаемых из хвои пихты сибирской (Abiessibirica) смеси
тритерпеновых кислот, структура главной компоненты которой
представлена на рис. 16. Его действующие вещества формируют
у растений неспецифическую устойчивость к грибам, бактериям, вирусам, а также продолжительную (в течение 1–2 месяцев)
системную устойчивость к неблагоприятным погодным условиям.
В частности, препарат сокращает заболеваемость растений фитофторозом, ложной мучнистой росой, бурой ржавчиной, корневой гнилью, вилтом, черной бактериальной пятнистостью. Эффективность Новосила значительно возрастает, если растение
испытывает абиотический стресс. Новосил относят к полифункциональным фитоактиваторам физиологических и иммуномодулирующих процессов. Он предназначен для обработки семян
перед посевом и опрыскивания в период вегетации с целью сокращения заболеваемости растений грибными, бактериальными
и вирусными болезнями, увеличения урожайности овощных и пло-
довых культур. Новосил совместим с известными гербицидами
и фунгицидами, что позволяет создавать эффективные его смеси
с различными пестицидами, приводящими, как правило, к взаимному усилению их действия.
Рис. 16. Структура главной компоненты (R1 = COOH, R2 = CH3) смеси
тритерпеновых кислот хвои пихты сибирской
137
Препараты на основе арахидоновой кислоты. В качестве
элиситоров могут выступать полиненасыщенные жирные кислоты и, в частности, арахидоновая кислота (эйкозатетpаеновая
кислота, СН
–(CH2)3–(CH2–CH=CH)4–(CH2)3COOH, рис. 17). Она
3
является сильным внешним раздражителем для растений, мобилизующим их иммунную систему и процессы роста. Эффективность действия арахидоновой кислоты в качестве элиситора неоднократно проверялась. В частности, в работе [577] показано,
что обработка растений арахидоновой кислотой заметно уменьшает пораженность растений как черной ножкой (Olpidium bras-
sicae), так и килой (Plasmodiophora brassicae), особенно если про-
водилась комплексная обработка семян, проростков и вегетирующих растений. Кроме того, она положительно влияет на рост
и корнеобразование растений картофеля, может, в зависимости от
условий, существенно повысить его урожай, иммунизирует растения картофеля к Y-вирусу на длительный период [578].
К самым известным появившимся на рынках СНГ препаратам,
основанным на элиситорном действии арахидоновой кислоты,
можно отнести Оберегъ, Проросток и Иммуноцитофит. Оберегъ
и его аналог Проросток полифункциональны, повышая устойчи-
вость растений к грибным и бактериальным заболеваниям, а также к различным абиотическим стрессам (например, к перепадам температур), стимулируют их рост и развитие. Улучшается
всхожесть и ускоряется прорастание обработанных этим препаратом семян, клубней, луковиц многих культур, повышается
урожайность. Обработка, например, клубней картофеля препаратом Проросток приводит к уменьшению зараженности растений такими болезнями, как фитофтороз, парша обыкновенная,
некоторые виды бактериоза. Их применение осуществляется
путем замачивания посевного материала и опрыскивания веге-
138
Рис. 17. Арахидоновая кислота
тирующих растений. При этом защитное действие после обработки продолжается в течение месяца и более. Иммуноцитофит представляет собой смесь этилового эфира арахидоновой
кисло т ы (С Н
–(CH2)3–(CH2–CH=CH)4–(CH2)3COOC2H5) и моче-
3
вины. Он способствует значительному повышению устойчивости растений к таким распространенным заболеваниям, как фитофтороз, ризоктониоз, различные виды парши, черная ножка,
мучнистая роса, серая и белая гниль. Кроме того, этот препарат
является стимулятором ростовых процессов. Он характеризуется
достаточно большой длительностью эффекта его использования,
так как после его применения устойчивость к болезням сохраняется не менее 1 месяца. Иммуноцитофит – это препарат для обработки картофеля, томатов, огурцов, капусты, лука, цветов,
а также плодовых и ягодных культур. Он может применяться
в сочетаниях с различными инсектицидами и используется как
путем замачивания посевного материала, так и опрыскиванием
растений в вегетационный период.
3.1.3. Препараты на основе элиситоров иной
химической природы
Препараты на основе бензотиадиазола. Действие этих пре-
паратов основано на элиситорных свойствах функционального аналога салициловой кислоты: S-метиловый эфир бенз(1,2,3)тиадиазол-7-карботионовой кислоты (ВТН, рис. 18). К ним можно
отнести упоминавшиеся уже коммерческие препараты Bion,
Actigard и ASM (Acibenzolar-S-methyl), которые используются для
индуцирования устойчивости к фунгальным и бактериальным
заболеваниям. Действующее вещество этих препаратов было найдено еще в конце 1980-х гг. в ходе выполнения скрининговой программы по поиску соединений, вызывающих устойчивость растений к биотическим стрессам. Вообще рассматривались различные
карбоновые кислоты и их производные, в частности салициловая кислота (рис. 19) и ее производные, такие группы соединений, как уже упоминавшееся соединение INA (2,6-дихлор-изоникотиновая кислота, рис. 20) и его производные, а также бензотиадиазол (рис. 21) и его производные. В результате в начале
1990-х годов. ВТН был отобран для коммерческой разработки.
139
Рис. 18. S-метиловый
эфир (1, 2, 3)тиадиа-
зол-7-карботионовой
кислоты
Рис. 19. Салициловая
кислота
Рис. 20. 2,6-дихлор-изони-
котиновая кислота (INA)
Выявлено, что эти препараты могут защищать яблоню [579]
и грушу [580] от бактериального ожога, вызванного Erwinia amy-
lovora, огурцы от почвенного патогена Pythium ult imum Trow [581].
Что касается пшеницы и ячменя, то в отношении этих растений
данные препараты в основном применяются для контроля мучнистой росы и некоторы х других грибных и бактериальных заболеваний, сокращая в полевых условиях инфекционную нагрузку до
60–70% [310, 568, 579–582], т. е. эффективность этих препаратов
можно сравнивать с эффективностью традиционных фунгицидов. Нередко рекомендуют их использовать в комбинации с другими фунгицидами и бактерицидами, предполагая, что элиситорная составляющая поднимет устойчивость растения, тогда
как другие составляющие композиции напрямую сократят зараженность патогенами. Совместное использование, например,
ASM с гидроксидом меди (Cu(OH)
) показало свой очень высо-
2
кий потенциал по контролю над бактериальными инфекциями перца и томатов, вызванными Ps. syringae pv.
syringae [582]. Была также оценена высокая эффективность защиты растений
Рис. 21. Бенз(1,2,3)тиадиазол
при совместном применении таких
140
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]