E. D. Mytsa, M. A. Pobedinskaya, L. Yu. Kokaeva, S. N. Elansky
Măcinarea târzie a cartofilor și a roșiilor, cauzată de organismul asemănător ciupercilor, oomycete Phytophthora infestans (Mont) de Bary, este comună în aproape toate zonele lumii în care se cultivă aceste culturi. În condiții epifitotice, pierderea producției de cartofi din boala târzie poate ajunge la 10-30% sau mai mult, iar a roșiilor, până la 100% (Ivanyuk și colab., 2005).
Una dintre principalele surse de inocul primar Ph. infestans, care duce la infecția plantelor, sunt structuri de reproducere cu pereți groși în repaus - oospori. Oosporii hibrizi formați ca urmare a încrucișării unor tulpini genetice diferite contribuie la o creștere a diversității genotipice a populației, în urma căreia se accelerează procesul de adaptare a tulpinilor la noi soiuri și fungicide aplicate. Formarea oosporilor Ph. infestans în domeniu a fost remarcat în multe țări ale lumii: Rusia (Smirnov și colab., 2003), Norvegia (Hermansen și colab., 2002), Suedia (Strömberg și colab., 2001), Olanda (Kessel și colab., 2002) și alte regiuni. Există dovezi că oosporii agentului cauzal al răului târziu pot supraviețui mai mult de 2 ani în sol într-o stare viabilă (Hermansen și colab., 2002; Bшdker și colab., 2006) și pot provoca infecția plantelor după iernare (Lehtinen și colab., 2002; Ulanova și colab.) al., 2010).
Astăzi, principala metodă de combatere a răului târziu este protecția chimică, care constă în tratarea plantărilor cu preparate fungicide. Formarea de oospori este puternic inhibantă de multe substanțe chimice utilizate pentru a proteja cartofii și roșiile de boala târzie (Kessel și colab., 2002; Kuznetsov, 2013). Cu toate acestea, alte medicamente sunt utilizate pe scară largă pe cartofi care nu afectează în mod direct Ph. infestans și nu se cunoaște efectul lor asupra formării de oospori. Prin urmare, scopul acestei lucrări a fost de a studia efectul asupra formării oosporilor unor medicamente utilizate pe scară largă pe cartofi, dar neînregistrate împotriva bolii târzii.
Am folosit 9 Ph. infestanți de diferite tipuri de împerechere, izolați de noi de frunzele de cartof infectate în regiunile Moscova, Leningrad, Ryazan. Pentru a studia efectul asupra creșterii miceliului și formării de oospori, au fost utilizate următoarele medicamente: fungicide Maxim (ingredient activ fludioxonil din clasa fenilpirolilor) și Skor (difenoconazol, triazoli), insecticide Aktara (tiametoxam, neonicotinoizi) și Tanrek (imidacloprid, neonicotribid) , triazine). Toți pesticidele sunt înregistrate în „Catalogul de stat al pesticidelor și produselor agrochimice” pentru 2014. Pentru a studia efectul concentrației de pesticide asupra creșterii coloniilor de omomete, fiecare tulpină a fost inoculată cu un bloc de agar în centrul unei cutii Petri cu un mediu dens de fulgi de ovăz. Pesticidul testat a fost adăugat preliminar la mediu la concentrații de 0.1, 1.0, 10.0 și 100.0 mg / L (în ceea ce privește ingredientul activ - DV). Ca control, am folosit un mediu fără adaos de pesticide. Inoculările au fost incubate la 18 ° C timp de 12-15 zile până când diametrul coloniei controlului fără pesticide a fost de 70-80% din diametrul cutiei Petri, după care diametrul coloniilor a fost măsurat în variantele martor și experimentale.
Experimentele au fost efectuate în 3 replici. Studiul formării de oospori a fost efectuat pe un mediu de ovăz agar (30 ml într-o cutie Petri) cu adăugarea unui fungicid la concentrații de 0.1, 1.0, 10.0 și 100.0 mg / L și pe un mediu fără fungicid (martor). În acest scop, blocurile de agar cu izolate tip A1 și A2 de împerechere au fost plasate în perechi pe suprafața mediului nutritiv la o distanță de 5 cm una de cealaltă. Inoculările au fost incubate la pH-ul optim pentru creștere. Infestans la o temperatură de 18 ° C timp de 20 de zile. După cultivare, mediul nutritiv cu spori a fost resuspendat cu un mixer în 30 ml de apă distilată și preparatele pentru microscopie au fost preparate din suspensia rezultată. În fiecare variantă, au fost vizualizate 180 de câmpuri vizuale (3 replici, 60 câmpuri vizuale). Apoi, concentrația de oospori a fost recalculată (buc / μl de mediu).
Efectul pesticidelor asupra creșterii radiale a coloniilor. Difenoconazolul, tiametoxamul și imidaclopridul nu au avut efect semnificativ statistic asupra creșterii radiale a Ph. infestans (Tabelul 1). Erbicidul metribuzin a provocat o ușoară întârziere a creșterii în perioada inițială (5-7 zile de creștere); totuși, până în a 10-a zi, diametrul coloniilor a devenit similar ca dimensiune. Fludioxonil a inhibat semnificativ statistic dezvoltarea Ph. infestans la o concentrație în mediu mai mare de 10 mg / l.
Tabelul 1
Efectul pesticidelor asupra creșterii radiale a coloniilor Phytophthora infestans
Fungicid-DV (drog) | Diametrul coloniei la concentrații diferite (mg / L) DW în mediu, mm | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Tiametoxam (medicament Aktara) | 82 ± 6 | 81 ± 7 (99%) | 82 ± 6 (100%) | 81 ± 6 (99%) | - |
Imidacloprid (Tanrek) | 792 ± 6 | - | 76 9 ± (96%) | 77 8 ± (97%) | 76 ± 5 (96%) |
Fludioxonil (Maxim) | 82 6 ± | - | 74 12 ± (90%) | 56 10 ± (68%) | 46 ± 3 (56%) |
Metribuzin (Zenkor) | 88 12 ± | - | 85 12 ± (97%) | 86 9 ± (98%) | 80 5 ± (91%) |
Difenoconazol (Scor) | 82 7 ± | - | 76 9 ± (93%) | 84 ± 4 (102%) | 81 6 ± (99%) |
Notă. Semnul „±” este urmat de intervalul de încredere pentru un nivel de semnificație de 0.05. Valorile din paranteze exprimă raportul dintre diametrul coloniilor din varianta experimentală și cel din martorul fără pesticide. Un semn „-” înseamnă că nu a fost efectuată nicio cercetare.
Tabelul 2
Efectul pesticidelor asupra formării oosporilor Phytophthora infestans în mediu agar
Fungicid-DV (drog) | Numărul de oospori din mediu la diferite concentrații (mg / l) DV, buc / μl | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Tiametoxam (medicament Aktara) | 79.6 ± 3.6 | 79.8 ± 3.8 (100%) | 79.1 3.9 ± (100%) | 71.4 ± 3.7 (90%) | - |
Imidacloprid (Tanrek) | 79.6 ± 3.6 | - | 70.0 ± 3.4 (88%) | 66.0 ± 3.1 (83%) | 35.8 ± 2.8 (45%) |
Fludioxonil (Maxim) | 112.7 ± 6.9 | - | 98.4 ± 8.6 (87%) | 73.6 ± 5.4 (65%) | 42.3 ± 3.7 (36%) |
Metribuzin (Zenkor) | 135.0 ± 9.5 | - | 103.0 ± 9.8 (70%) | 118.2 9.3 ± (88%) | 74.8 ± 8.1 (55%) |
Difenoconazol (Scor) | 79.6 ± 3.6 | 72.5 ± 3.6 (91%) | 82.2 ± 3.7 (103%) | 54.9 ± 2.8 (69%) | 35.8 ± 2.3 (45%) |
Studiul efectului pesticidelor asupra formării oosporilor Ph. infestans într-un mediu nutritiv. S-a constatat că o scădere semnificativă statistic a numărului de oospori la anumite concentrații a fost cauzată de toate medicamentele investigate (Tabelul 2). La o concentrație de substanță activă de 1.0 mg / l, toți pesticidele, cu excepția preparatelor Aktara și Skor, au condus la o scădere notabilă a cantității de oospori formați (cu 12-24% comparativ cu martorul). O creștere suplimentară a concentrației de substanțe active în mediu a dus la o creștere a efectului inhibitor. Preparatele pe bază de tiametoxam și difenoconazol au determinat o scădere semnificativă statistic a numărului de oospori atunci când concentrația substanței active în mediu a fost mai mare de 10 mg / l.
Discutie si concluzie. Studiul efectului pesticidelor care nu au fost înregistrate împotriva bolii târzii a cartofului asupra creșterii radiale a miceliului a arătat, așa cum era de așteptat, o supresie slabă a creșterii (fludioxonil) sau niciun efect asupra creșterii (alte pesticide studiate).
Tabelul 3. Concentrațiile de substanțe active în fluidul de lucru
Preparare (fungicid-DV) | Se utilizează în activitatea concentrației DV în mediul nutritiv, mg / l | Concentrația de DW în lichidul de lucru în timpul procesării cartofului, mg / l |
---|---|---|
Aktara (tiametoxam) | 0.1, 1, 10 | 37-75 * |
Tanrek (imidacloprid) | 1, 10, 100 | 50-100 |
Maxim (fludioxonil) | 1, 10, 100 | 1000 |
Zenkor (metribuzin) | 1, 10, 100 | 1630-4900 |
Scor (difenoconazol) | 0.1, 1, 10, 100 | 188-625 |
* Valorile sunt prezentate conform „Catalogului de stat al pesticidelor și al produselor agrochimice” pentru anul 2014.
Toți pesticidele studiate au cauzat o scădere a formării de oospori în mediul nutritiv. Concentrațiile testate de pesticide în mediu au fost mai mici sau au corespuns aproximativ (pentru imidacloprid) concentrațiilor permise în fluidul de lucru (Tabelul 3). În experimentele noastre, suprimarea formării de oospori s-a intensificat odată cu creșterea dozei de medicament, ceea ce sugerează o creștere a efectului la contactul cu un fluid de lucru mai concentrat. Difenoconazolul a provocat o scădere semnificativă a concentrației de oospori nu numai în experimentele pe un mediu nutritiv, ci și în testele pe frunze de cartof tăiate plasate într-un lichid care conține un fungicid. Astfel, în soiul Vectar Belorussian, s-au observat 32 martori la 1 mm2 de suprafață a frunzelor la control, la o concentrație de difenoconazol în apă de 10 mg / l - 24 și la 100 mg / l - 12 oospori / mm2. Diferența dintre concentrațiile de oospori la 100 mg / l de fungicid și în martor este semnificativă statistic (Elansky, Mytsa, nepublicat).
Pesticidele pot afecta o mare varietate de procese din celulele fungice. În literatura de specialitate, nu am reușit să găsim informații care, într-o anumită măsură, explică posibilul efect al medicamentelor studiate asupra formării de oospori. Să încercăm să facem câteva presupuneri cu privire la acțiunea difenoconazolului. Mecanismul acțiunii sale fungicide este inhibarea enzimei C14-dimetilază, care joacă un rol cheie în biosinteza sterolului. Sterolii sunt sintetizați de ciuperci, plante și alte organisme și fac parte din membranele lor celulare. Oomicetele din genul Phytophthora, în absența sterolilor, sunt capabile doar de creștere vegetativă; formarea oosporilor este complet suprimată (Elliott și colab., 1966).
Oomicetele nu sunt în măsură să sintetizeze singuri steroli; încorporează în membrane sterolii obținuți din planta gazdă, modificându-i. În experimentul nostru, am folosit mediu de ovăz agar bogat în â-sitosterol și izofucosterol (Knights, 1965), adică substanțe care stimulează formarea de oospori. Este posibil ca difenoconazolul să inhibe activitatea enzimelor implicate în modificarea sau utilizarea compușilor sterolici obținuți din plante. La rândul său, aceasta poate reduce intensitatea formării de oospori.
La concentrații scăzute, așa cum se arată în lucrarea noastră, difenoconazolul a avut un efect slab stimulator asupra creșterii miceliului și formării de oospori.
Suprimarea formării de oospori în mediul nutritiv a fost demonstrată anterior pentru preparatele fungicide antiphytophthora. Astfel, în opera lui Kessel și colab. (2002) au investigat peste 10 medicamente antifitofluoroide din comerț. Fluazinam, dimetomorf și cymoxanil în concentrații neletale au suprimat complet formarea de oospori într-un mediu agar; metalaxil, maneb și propamocarb au prezentat o eficacitate moderată; mancozebul și clorotalonilul nu au avut practic niciun efect asupra formării oosporilor. În lucrarea S.A. Kuznetsov (Kuznetsov, 2013), s-a arătat inhibarea formării de oospori pe un mediu nutritiv prin concentrații neletale de metalaxil.
Experimentele noastre au arătat că preparatele pesticide utilizate pe cartofi, chiar și fără un efect inhibitor direct asupra creșterii agentului patogen târziu, au suprimat formarea de oospori. Astfel, o protecție chimică efectuată corespunzător a cartofilor folosind fungicide, insecticide și erbicide reduce probabilitatea formării de oospori în frunzele plantelor.
Această lucrare a fost susținută de Russian Science Foundation (proiectul nr. 14-50-00029).
Articolul a fost publicat în revista „Mycology and Phytopathology” (Volumul 50, numărul 1, 2016).