Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Изучение степени устойчивости картофеля к патогенам при использовании биологически активных веществ

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Изучение степени устойчивости картофеля к патогенам при использовании биологически активных веществ"

, Г 5 ОД / 6 ПЮЛ №

На правах рукописи

МОРОЗОВА Земфира Рафаиловна

ИЗУЧЕНИЕ СТЕПЕНИ УСТОЙЧИВОСТИ КАРТОФЕЛЯ К ПАТОГЕНАМ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Специальность 06.01.11 - защита растений

А в т о р з ф е р а т диссертации на соискание ученой степеии кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 1998

Работа выполнена в Биотехнологическом центре Всероссийского научно- исследовательского института картофельного хозяйства

Научный руководитель -доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Л.Н.Трофимец

Официальные оппоненты -доктор сельскохозяйственных наук, профессор A.C. Воловик кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник А.П. Твердюков

Ведущая организация -НИИ сельского хозяйства Центрального района Нечерноземной зон!

•9 ' /¿/'Ос!

Защита состоится еь иг-Р-1-1- -|дд8 года в -1 / ча

заседании диссертационного совета К. 020.33.01 при Всероссий научно-исследовательском институте картофельного хозяйства адресу.

140052, п.Коренево Люберецкого района Московской области

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке картофельного хозяйства

Автореферат разослан d 1998г.

Ученый секретарь

Ii

специализированного совета Н.П.Склярова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Возделывание картофеля с целью

получения высоких урожаев полноценных клубней возможно только при использовании здорового семенного материала, не инфицированного возбудителями вирусных, грибных, бактериальных болезней при современной технологии его выращивания.

Традиционные методы направлены на получение оздоровленного исходного материала in vitro с применением искусственных сред, первичное размножение его с изоляцией растений от переносчиков вирусов, специальные агротехнические мероприятия возделывания растений, использование афицидов для борьбы с насекомыми -переносчиками вирусов, а также применение фунгицидов против грибных заболеваний. Эти методы в большинстве случаев дают положительный результат, но не гарантируют стабильного получения свободного от патогенов элитного картофеля. Кроме того, интенсивное применение дорогостоящих пестицидов в настоящее время ограничено из-за материальных возможностей НИИ, региональных лабораторий и элитхозов.

Эта задача может быть решена при резком снижении пестицидной нагрузки за счет применения веществ- индукторов, повышающих устойчивость картофеля к патогенным организмам (элиситоров) и ингибиторов их развития. Этот путь наиболее перспективен, т.к. требует минимального объема денежных и трудовых затрат. Он экологически более безопасен.

В настоящее время имеются сведения о ряде биологически активных веществ, действие которых основано на активации естественного механизма иммунной системы растений картофеля. Практически нет сведений влияния биологически активных веществ (БАВ) на патогены. Поэтому изучение роли БАВ в иммунитете растений к фитопатогенам является одной из актуальных задач, имеющей теоретическое и практическое значение.

Цель исследований. Поиск БАВ с целью повышения эффективности оздоровления исходного материала картофеля и индуцирования устойчивости растений и клубней к вирусным и другим болезням, ингибирования активности патогенов в процессе дальнейшего размножения меристемного материала в полевых условиях.

Задачи исследований:

• Оценка и отбор на основе литературных данных новых веществ, активно влияющих на физиологические и биохимические процессы жизнедеятельности растений и их иммунной системы, а также на патогены;

• Выделение наиболее активных БАВ, обладающих комплексным действием: индуцированием устойчивости растений и ингибированием процесса развития вирусов картофеля в лабораторных опытах. Определение оптимальных концентраций препаратов;

• Отбор веществ по их способности ингибировать вирусы в растениях картофеля, снижать распространенность патогенов растений и клубней в вегетационных опытах;

• Определение действия выделенных в предыдущих опытах наиболее активных БАВ в полевых условиях на устойчивость растений к патогенам, на биометрические показатели роста и развития растений, продуктивность картофеля, выход и качество здоровых клубней в урожае при прямом действии и последействии;

• Расчет экономической эффективности применения БАВ в картофелеводстве.

Научная новизна. Выявлены новые высокоэффективные экологически безопасные вещества, позволяющие повысить устойчивость картофеля к различным патогенам, значительно снизить концентрацию и активность основных вирусов, бактерий и грибов е растениях и клубнях, повысить урожайность здорового картофеля и егс семенные качества.

Реализация результатов исследований. Оптимальные варианты результатов исследований прошли производственную проверку и внедрение в Раменском и Домодедовском районах Московской области с положительным результатом.

По результатам полевых и производственных опытов бактериальная эндонуклеаза и бактериальная рибонуклеаза рекомендованы для включения в «Государственный каталог пестицидов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации».

Практическая ценность. Предложены производству новые ингибиторы вирусов и индукторы устойчивости картофеля к возбудителям вирусных, грибных и бактериальных болезней при выращивании исходного материала и его дальнейшего размножения в полевых условиях. Определены нормы расхода, биологически и технологически оправданы сроки, кратность и место их применения (семенные клубни, растения).

Апробация работы. Результаты исследований обсуждены и одобрены на научно- техническом совете ВНИИКХ (1988, 1989, 1990, 1991, 1992, 1993 г.г.), на девятой конференции межвузовского (межотраслевого) проекта «Ферменты микроорганизмов» («Нуклеазы»)-Казань- 1991 г.

Публикации. По результатам исследований опубликованы 4 научные работы.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на ЮТ страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, $ глав экспериментальной части, результатов производственной проверки, выводов, предложений производству, списка использованной литературы; содержит

таблиц, рисунков, а приложений. Список использованной

литературы включает¿И^ наименований, в т.ч. на иностранных

языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 представлен обзор литературы отечественных и иностранных авторов о методах оздоровления картофеля от вирусных и других фитопатогенов и защиты его от повторного инфицирования. Рассмотрены особенности применения БАВ на картофеле. Основное внимание уделено методу борьбы с вирусными и другими болезнями индуцированием неспецифической устойчивости картофеля к патогенам.

В главе 2 описаны материалы, методы и условия проведения исследований. Исследовательские работы проводились с 1987 по 1993 годы на базе биотехнологического центра ВНИИКХ.

Материалы: 1. Нуклеазы: генноинженерные аналоги панкреатической рибонуклеазы - бактериальная рибонуклеаза (РНКаза) (биназа) из бактерий рода Bacillus cereus (грамположительные, спорообразующие);

-бактериальная эндонуклеаза (маннит, лактоза) из бактерий рода Serratia marcescens (грамотрицательные, спорообразующие).

2. Препарат на основе арахидоновой кислоты - ПЕ-26.

3. Эмистимы - продукты жизнедеятельности микроорганизмов, грибов, дрожжей и бактерий в сочетании с иммунизаторами: эмистим - СХК, эмистим - 34-С, эмистим -8.

Методы исследований: в лабораторных опытах на индикаторе Gomphrena globosa изучали ингибирующую активность бактериальной рибонуклеазы (РНКазы) и эндонуклеазы на Х-вирус картофеля методом биологического титрования ( Caldwell, 1936) - in vitro и на плаву - in vivo ( Koller, 1933; М. Московец и др., 1973).

В другом опыте исследовали влияние БАВ" на рост и развитие меристем,на вирусы X, М, L - в культуре in vitro. Испытания препаратов проводили путем добавления к основной питательной среде М. С. -4 вариант в концентрациях: бактериальная РНКаза: МО4, МО5, МО6, 5-106 е. а/л и бактериальная эндонуклеаза: 5-104, МО5 е. а/л. На 30

день после выращивания растений в фитотроне определяли концентрацию вируса методой ИФА (фотометрически по Рейдеру (1985)., оптическую плотность измеряли при Аддо).

В вегетационном опыте изучали действие бактериальной эндонуклеазы на вирусы X и У в растениях картофеля. Использовали препарат с наполнителем маннит при концентрации: 1-105 е. а/л. Тест-растениями были растения из клубней, оздоровленных методом верхушечной меристемы сортов Искра и Гатчинский. Исследования включали следующие варианты: контроль - обработка водой; предпосадочное замачивание семенных клубней (4 часа) в растворе препарата; опрыскивание растений раствором препарата при высоте 20 см. Повторность - 4-кратная, по 25 растений на вариант. Искуственное заражение растений ХВК и УВК проводили через 15 дней после появления всходов и через 2 дня после опрыскивания растений препаратом.

Полевые опыты закладывали на дерново-подзолистой, супесчаной почве Раменского района Московской области с 1988 по 1993 г.г.. Предшественники - рапс, клевер, вико-сзсяная смесь. Схема посадки 70x35 см., общая площадь делянки - 6,1 м2, учетная - 5м2, повторность четырехкратная. Агротехника возделывания картофеля - общепринятая для данной зоны. Для сравнительной оценки БАВ были использованы следующие концентрации препаратов: бактериальная эндонуклеаза при 9.5-104 , 1,9-Ю5 е. а/л (маннит), при МО5 е. а/л (маннит и лактоза)-замачивание клубней (4часа). Бактериальная РНКаза (при 1-107, 5-Ю7 е. а/л - опрыскивание растений (3 раза с интервалом в 10 дней, 1-я в фазу полной бутонизации). Препарат ПЕ-26 - обработка семенных клубней (2,25 мг/т), обработка клубней + опрыскивание растений (3 раза), (9 мг/га ), опрыскивание растений ( 3 раза (9 мг/га). Эмистим СКХ (0,2 мл/т), эмистим -8 (100 мг/т) -обработка семенных клубней). Эмистим 34-С (1,4 мл/га) - опрыскивание растений 2 раза по всходам и в фазу бутонизация/цветение. Изучали прямое действие препаратов и последействие. Для опытов использовали оздоровленные методом

апикальной меристемь/ клубни следующих сортов: ранний - Искр среднеранний - Детскосельский, среднеспелый - Гатчински среднепоздний - Луговской.

В полевых опытах проводили следующие наблюдения и учеты:

• численность и динамика лета тлей- переносчиков вирусов картос^ при помощи ловушек Мерике;

• видовой состав тлей-переносчиков по определителю Мюллера Ф. I переводе Шмыгли В.А., 1969);

• биометрические показатели картофеля в период фазы полног цветения («Методы исследований по культуре картофеля», 1967);

• зараженность вирусными болезнями в период бутонизации-цветени методом ИФА (1985);

• распространенность и развитие фитифтороза на растения (Методика НИИКХ, 1989);

• масса урожая и распространенность болезней в урожае (Методик НИИКХ, 1967, Методика международного испытания сорто! картофеля - ЛМИСК-М.,1989);

• содержание крахмала поляриметрическим методом по Эверсу.

Математическую обработку результатов опытов проводит методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985).

Экономическую эффективность испытываемых препаратос определяли по методике НИИКХ (1991).

Для характеристики погодных условий в годы проведения исследований использовали данные метеостанции Коренево.

В годы проведения исследований метеорологические условия в основном были благоприятными для роста и развития растений.

Условия распространенности вирусной инфекции в годы проведения исследований были различными. Степень распространения тлей- переносчиков вирусов картофеля в 1988, 1989, 1991, 1992 годах была высокой, в 1990 году- низкой, максимальный лет тлей обычно начинался в третьей декаде июня.

В главв 3 показан результат изучения влияния БАВ на оздоровление растений картофеля от вирусных болезней в культурам in vivo и in vitro.

Проведенные опыты показали, что нуклеазы, вводимые извне, тормозят размножение патогенных вирусов в клетках растений.

В лабораторных опытах при изучении препаратов на X вирус картофеля методом биологического титрования на половинках листьев индикатора Gomphrena globosa было отмечено, что бактериальная РНКаза обладает более сильной ингибирующей активностью, чем бактериальная зндонуклеаза и достигает максимума при концентрации 5- 105 е_ Э)/л и ■). ios е_ а/л_ Здесь наблюдали наименьшее число некрозов на зараженных листьях индикатора в варианте in vitro и на плаву - 19,4 и 6,8% и 10,4 и 6,2% к контролю; в отдельных случаях наблюдалось отсутствие некрозов на листьях. Ингибирующее действие бактериальной эндонуклеазы отмечали при 1- 105 е. а/л в варианте опытов in vitro и на плаву in vivo. В лабораторных опытах в культуре in vitro нуклеазы на первом' этапе слабо подавляли инфекционный процесс, но действие усиливалось в Ш-пассаже; бактериальная РНКаза при 1- 105 е. а/л снижала концентрацию вируса X на 75% и выше - до порога чувствительности метода ИФА, концентрацию вируса S - на 57,2%, вируса L - на 67%, вируса М - на 25%. Бактериальная зндонуклеаза уменьшала концентрацию вируса X при 1- 105 е. а/л в 4 раза, вируса S - до порога чувствительности метода, вируса М - в 2 раза и вируса L - до порога чувствительности метода. Было отмечено стимулирующее действие нуклеаз на приживаемость, рост и развитие меристем и меристемных растений из микрочеренков в культуре in vitro. Нуклеазы способствовали повышению эффективности оздоровления. Наибольший эффект был получен от применения бактериальной РНКазы в концентрации 1- 105 е. а/мл. Несколько меньший эффект, хотя и значительно превышающий контроль, наблюдали при использовании бактериальной эндонуклеазы в концентрации 1- 105 е. а/мл.

Результаты этого опыта свидетельствуют о сильном противовирусном действии в этой системе БАВ, а также о том, что снижение концентрации носит временный характер и применение нуклеаз, видимо, приводит не к полной элиминации вирусов в растениях, а лишь к резкому снижению их концентрации (табл.1).

В главе 4 представлены данные по изучению действия БАВ на X и У- вирусы картофеля в вегетационном опыте. Результаты показали, что симптомы инфицирования у искусственно зараженных растений проявились слабо. Бактериальная эндонуклеаза способствовала уменьшению зараженности как X, так и У-вирусом по сравнению с контрольным вариантом. Без обработки концентрация вируса начинала нарастать через сутки после инокуляции растений и достигала пика на 12-15 день заражения. Наименьшая концентрация вирусов ( X и У) была в варианте с опрыскиванием растений препаратом (1 105 е. а/л). Мы склонны считать, что имело место ингибирование вирусов в растениях.

Было отмечено, что бактериальная эндонуклеаза повышает устойчивость растений картофеля к фитофторозу во время вегетации и снижает пораженность клубней грибными и бактериальными болезнями в 2,7 раза по сорту Искра и в 3,4 раза по сорту Гатчинский (парша обыкновенная).

Предпосадочное замачивание семенных клубней бактериальной эндонуклеазой ( 1- 105 е. а/л) оказало положительное влияние на накопление надземной массы (в 2 раза выше, чем в контрольном. В главе 6 показан результат влияния БАВ на патогены в период вегетации и в урожае. Применение БАВ способствует уменьшению количества растений, зараженных вирусами. Определенный уровень защиты картофеля от вирусов может быть достигнут при предпосадочном замачивании семенных клубней бактериальной эндонуклеазой, эмистимом-8, ПЕ-26 и при опрыскивании растений бактериальной рибонуклеазой как в год применения, так и в последействии.

Вирусингибирующая активность бактериальной РНКазы и бактериальной эндонуклеззы

Препараты Число некрозов на листьях Gomphrena globosa, шт. 1 пассаж концентрация вируса; А^эо 3 пассаж на среде Мурасиге-Скуга (ir\ vitro) концентрация вируса; А490

in vitro in vivo, на плаву X S М L X S м L

Контроль 16,0 24,0 0,5 0,7 0,7 0,5 0,4 0,7 0,4 0,3

. бактериальная РНКаза 1- 10" е. а/л 4,5 13,6 0,45 0,7 0,7 0,4 0 0,5 0,2 0

1- 105 9. а/л 3,1 2,5 0,4 0,6 0,7 0,4 0,1 0,3 0,3 0,1

5 Ю° е. а/л 1,1 1,5 0,3 0,7 0,7 0,5 0,1 0,6 0,3 0,1

Контроль 25,0 15,0 0,5 0,5 0,7 0.5 0.4 0.7 0,4 0,3

бактериальная эндонуклеаза 5- 104 е. а/л 16,3 4,5 0,4 0,6 0,7 0,5 0,1 0 0,3 0

1- 105 в, а/л 10.4 2,6 0,3 0,6 0,7 0,5 0,1 0 0,2 0

По данным ИФА, процент больных растений в вариантах с предварительным замачиванием семенных клубней бактериальной эндонуклеазой (9,5- 104 е. а/л) и с опрыскиванием растений бактериальной РНКазой (5- 107 е. а/л) был ниже, чем в контрольном варианте по сорту Искра в 2,3 раза, по сорту Гатчинский - в 3 - 6,4 раза. В последействии БАВ давали больший эффект. Число больных растений было ниже, чем в контрольном варианте по сорту Искра - в 6,1-7,1 раза, по сорту Гатчинский - в 3,8-5,1 раза. В других вариантах с применением БАВ наблюдалась та же тенденция.

Таким образом, применение бактериальной эндонуклеазы (9,5- 104 е. а/л, наполнитель-маннит, обработка замачиванием семенных клубней), бактериальной рибонуклеазы 1- 107 и 5- 107 е. а/л, опрыскивание растений), эмистим-8 (100мг/т, обработка семенных клубней) индуцирует у растений картофеля повышенную устойчивость к вирусной инфекции в полевых условиях как в год применения, так и в последействии (табл.2).

На вариантах с применением БАВ отмечали повышение устойчивости растений к фитофторозу во время вегетации в 1,3 - 2 и более раза в сравнении с контрольным вариантом, особенно при замачивании семенных клубней в растворе бактериальной эндонуклеазы ( 9,5- 104 и 1- 105 е. а/л, наполнитель- маннит) и при обработке семенных клубней эмистимом-8 (100 мг/т) и ПЕ-26 (2,25 мг/га).

Изучаемые БАВ оказали существенное влияние на распространенность грибных и бактериальных болезней на клубнях картофеля в урожае (табл.3). Клубни в основном поражались грибными болезнями (парша обыкновенная, фитофтороз, сухая гниль) и бактериальной (мокрая гниль). В год прямого действия БАВ наибольший эффект дали варианты с обработкой клубней бактериальной эндонуклеазой (9,5- 104 или 1- 105 е. а/л ) с опрыскиванием растений бактериальной РНКазой (1- 107 и 5 Ю7 е.

а/л), обработкой клубней эмистимом-8 (100 мг /т), обработкой клубней ПЕ-26 (2,25 мг /т), где распространенность парши обыкновенной на клубнях по сорту Искра была в 3,3-1,3 и 1,7 раза ниже, чем в контрольном варианте. В последействии применения БАВ распространенность парши обыкновенной в вышеназванных вариантах была в 3 раза ниже, чем в контроле по сорту Искра и в 5-7 раз ниже, чем в контроле по сорту Гатчинский. Применение БАВ сдерживало распространенность и развитие фитофтороза на ботве картофеля, и это оказало влияние на снижение распространенности фитофтороза на клубнях, особенно на сорте Гатчинский, где распространенность была ниже, чем в контроле в 2,8 раза. В последействии отмечена та же тенденция- распространеность была в 2,7-3 раза ниже, чем в контроле. Отмечено также снижение поражаемости клубней возбудителями сухой и мокрой гнили в вариантах с применением БАВ.

Таким образом, установлено, что применение БАВ индуцирует неспецифическую устойчивость клубней к грибным и бактериальным патогенам, при этом эффект от применения препарата усиливается в последействии (табл.3).

В главе 7 представлены сведения о влиянии БАВ на урожайность и качество клубней в полевом опыте. Применение БАВ способствовало увеличению валовой урожайности картофеля. Практически во всех вариантах применения БАВ наблюдалось увеличение независимо от сорта; причем, в последействии эффект увеличения урожайности был выше.

БАВ способствовали повышению выхода здоровых клубней за счет снижения распространенности грибных и бактериальных болезней картофеля. Анализ данных показывает, что урожайность здорового картофеля в вариантах с применением БАВ был значительно выше валовой урожайности по всем вариантам опыта за счет более слабого проявления болезней.

Таблица 2

Влияние биологически активных веществ на зараженность растений вирусами в период вегетации (среднее за 1988-1990 г.г.)_

Варианты Всего больных по данным ИФА, %

Прямое действие Последействие

в том числа вирусами в том число вирусами

сорт Искра

всего х+э+м У 1. всего Х+в+М У Ц

Контроль 16,72 4,8 8,1 3,8 24,0 9,7 10,0 4,3

обработка клубней бактериальной эндонуклеазой (маннит) (9,5' 104е.а/л) 9,6 1,0 6, 2,1 3,3 0 2,0 1,3

обработка клубней бактериальной эндонуклеазой (маннит) (1,9- 105.а/л) 8,6 1,1 5,5 2,0 6,4 . 1,0 3,6 1,8

опрыскивание растений бактериальной РНКазой (1- 107е.а/л) 11,5 2,4 7,0 2,1 7,7 0,6 6,1 1,0

опрыскивание растений бактериальной РНКазой (5- 107е.а/л) 7,0 0,4 5,8 0,8 3,2 0,2 2,0 1,0

сорт Гатчинский

Контроль 8,0 2,0 4,0 2,0 17,3 8,3 6,0 3,0

обработка клубней бактериальной эндонуклеазой (маннит) (9,5- 104е.а/л) 3,0 1,1 1,9 0 3,7 1,6 1,1 1,0

обработка клубней бактериальной эндонуклеазой (маннит) (1,9 Ю5.а/л) 4,1 2,0 2,0 0,1 4,5 2,6 0,8 1,0

опрыскивание растений бактериальной РНКазой (1- 107е.а/л) 2,0 0 1, ' 0,1 5,0 2,5 1,5 1,0

опрыскивание растений бактериальной РНКазой (5- 107е.а/л) 0,7 0,5 0,2 0 3,4 1,9 0,3 1,2

Существенное увеличение урожайности было отмечено при обработке семенных клубней бактериальной эндонуклеазой (9,5-104 или 1- 105 е. а/л) и при опрыскивании растений бактериальной РНКазой (5107 е. а/л). Так, по сорту Искра урожайность здоровых клубней превышала контроль в 1,6 , в 2,0 и в 3,0 раза. Надо также отметить вариант с обработкой семенных клубней змистимом -8: на сорте Детскосельский превышение над контролем в этом варианте было в 1,8 раза, а на вариантах с опрыскиванием растений ПЕ-26 (9 мг /га) и комплексном варианте с обработкой клубней + опрыскивание растений ПЕ-26 (9мг/га) превышение над контролем по сорту Луговской было в 3,1 и 2,3 раза соответственно. В вышеназванных вариантах было также отмечено увеличение содержания крахмала в клубнях по сравнению с контрольным вариантом.

В главе 8 представлены результаты производственной проверки эффективности'применения БАВ. В производственных условиях изучали обработку семенных клубней бактериальной эндонуклеазой (9,5- 104 е. а/л) на сортах картофеля Адретта и Сотка. Результаты полностью подтвердили данные полевых опытов. Предпосадочная обработка семенных клубней бактериальной эндонуклеазой уменьшает общую зараженность растений вирусами в 1,6 раза по сорту Адретта и в 3 раза по сорту Сотка по сравнению с контрольным вариантом. Бактериальная эндонуклеаза снизила число больных клубней в урожае по сорту Адретта в 2 раза, по сорту Сотка в 1,9 раза. Снижение распространенности больных клубней значительно увеличило прибавку урожая здорового картофеля по сорту Адретта на 35,1%, по сорту Сотка - на 45%.

В 1994 году провели внедрение индуктора устойчивости -бактериальной эндонуклеазы (при 1- 105 е. а/л и норме расхода 10-50 л/га) на сорте Удача в ОПХ «Ильинское» Московской области.

Влияние БАВ на распространенность болезней в урожае, % (сорт Искра, 1988-1990 г.г.)

Варианты Распространенность болезней на клубнях,% Урожайность здоровых клубней

Парша об. фитофтороз Гнили (сухая и мокрая) Всего больных т/га %к контр.

В год действия

Контроль 27,9 6,3 2,7 39,7 13,7 100

обработка клубней бактериальной эндонуклеазой (маннит) (9,5Ю4е.а/л) 8,0 2,4 2,0 12,4 26,5 208,6

обработка клубней бактериальной эндонуклеазой (маннит) (1,9#,а/л) 20,9 3,8 1,4 26,1 17,0 133,8

опрыскивание растений бактериальной РНКазой (Т107е.а/л) 23,3 3,3 0,7 28,1 - 18,1 124,6

опрыскивание растений бактериальной РНКазой (5 107е.а/л) 17,6 0,9 0 18,5 21,4 157,2

Последействие

Контроль 38,2 20,2 2,0 62,4 9,0 100

обработка клубней бактериальной эндонуклеазой (маннит) (9,5 104в.э/л) 11,9 9,73 0 21,6 24,1 301,3

обработка клубней бактериальной эндонуклеазой (маннит) (1,9 Ю5.а/л) 25,1 14,3 2,16 41,6 14,7 183,8

опрыскивание растений бактериальной РНКазой (МО'ел/л) 30,1 16,6 1,1 49,0 15,3 172,0

опрыскивание растений бактериальной РНКазой (5-107е.а/л) 11,9 7,8 0 20,0 19,9 223,1

Применение препарата позволило получить в среднем за 3 года (1994-1996 г.г.) дополнительно 11 тонн супер-супер элиты и элиты соответствующей требованиям ГОСТа 7001-91, зараженность вирусной инфекцией была в 2-3 раза ниже по сравнению с контролем, распространенность фитофтороза в урожае (на клубнях) ниже в 1,8 раз и распространенность парши обыкновенной в урожае (на клубнях) ниже в 2 раза по сравнению с контролем.

В главе 9 даны расчеты эффективности применения бактериальной эндонуклеазы.

Применение бактериальной эндонуклеазы при замачивании семенных клубней в концентрациях 9,5- 104 и 1,9- 105 е. а/л доказало, что затраты на применение препарата составили 188,9 и 298,8 руб/га по сорту Искра и Гатчинский. На этих вариантах прибавка урожая составила по сорту Искра 9,3 и 2,0 т/га, по сорту Гатчинский соответственно 5,4 и 3,6 т/га, что позволило получить годовой экономический эффект в сумме 9111 и 1701 руб/га по сорту Искра и 5211 и 3301 руб/га по сорту Гатчинский соответственно. В зависимости от концентрации препарата окупаемость затрат составила по сорту Искра 48,21 и 5,69 руб/руб, такая же закономерность по сорту Гатчинский - 27,57 и 11,04 руб/руб.

Таким образом, экономические показатели позволяют рекомендовать препарат - бактериальную эндонуклеазу для производственного применения в первичном семеноводстве картофеля (табл.4).

Экономическая эффективность применения бактериальной эндонуклеазы

Варианты опыта Валовая урожайность, т/га Прибавка урожая, т/га Стоимость прибавки, руб/га Затраты на применение и их стоимость, тыс. руб/га Условно чистый ДОХОД, руб/га Окупаемость дополнительных затрат, руб/руб

сорт Искра

Контроль 21,0 - - - -

Обработка клубней эндонуклеазой: 9,5 ■ 104 е. а/л 30,3 9,3 9300 188,9 9111 48,21

1,9 105 е. а/л 23,0 2,0 2000 298,8 1701 5,69

сорт Гатчинский

Контроль 19,2 - - - - -

Обработка клубней эндонуклоазой: 9,5 104е. а/л 24,6 5,4 5400 188,9 5211 27,57

1,9 • Ю5 е. а/л 22,8 3,6 3600 298,8 3301 11,04

ВЫВОДЫ

t. Высокая антивирусная активность БАВ подтверждена в различных системах in vitro и in vivo.

В лабораторных предварительных опытах на X -вирус картофеля установлено, что бактериальная рибонуклеаза (1- 105 е. а/л и 5- 10е е.а /л) обладает более высокой ингибирующей способностью по сравнению с вирусингибирующей способностью бактериальной эндонуклеазы (1- 105 е. а/л).

2. Применение бактериальной рибонуклеазы (1- 104 е. а/л и 1- 105 е. а/л) и бактериальной эндонуклеазы (1- 105 е. а/л) в культуре растений in vitro способствует ингибированию вирусов М, S, L, X. Допускаем, что снижение концентрации вируса может носить временный характер, т.к. при их применении не достигается полная элиминация вирусов растений, а только значительно снижается их концентрация.

3. Бактериальная рибонуклеаза (1- 104 е. а/л и 1- 10s е. а/л) и бактериальная эндонуклеаза (1- 105 е. а/л) в среде Мурасмге-Скуга стимулируют рост и развитие пробирочных растений картофеля в культуре in vitro.

4. Подтверждено ингибирующее действие бактериальной эндонуклеазы (1- 105 е. а/л) по отношению к вирусам X и У в вегетационных опытах. Наиболее интенсивно это проявилось в варианте с опрыскиванием растений. Выявлено действие бактериальной эндонуклеазы при обработке семенных клубней (1* 10^ е. а/л) на повышение устойчивости растений и клубней к грибным и бактериальный патогенам, а также на рост, развитие и продуктивность картофеля независимо от сорта.

5. Полевые испытания бактериальной эндонуклеазы и бактериальной рибонуклеазы на сортах Искра и Гатчинский полностью подтвердили результаты вегетационных опытов. Доказано, что обработка семенных клубней бактериальной эндонуклеазой (9,5-104 е. а/л или 1-Ю5 е. а/л

- маннит) и опрыскивание растений бактериальной рибонуклеазой ( 5- 107 е. а/л) в год действия и в последействии также обладает свойством ингибировать процесс размножения вирусов и снижать их патогенность, что подтверждает элиситорное действие веществ. Это объясняется тем фактом, что оба вещества значительно снижали в

• год применения и в последействии развитие фитофтороза на растениях, парши обыкновенной, фитофтороза, сухой и мокрой гнили на клубнях в урожае.

6. Бактериальная эндонуклеаза (9,5- 104 е. а/л или 1- 105 е. а/л) при обработке семенных клубней и бактериальная рибонуклеаза ( 5- 107 е. а/л) при опрыскивании растений в год действия и в последействии положительно влияют на рост и развитие растений. Они обеспечили прибавку валового урожая в год действия по сорту Искра на 15,8 -44,3 %, а по сорту Гатчинский на 11,8 - 28,1%. В последействии получена прибавка урожая на 3,7 - 37,5% по сорту Искра и на 14,830,7 % по сорту Гатчинский. Соответственно, прибавка урожая здорового картофеля в год прямого действия составила 63,8-108,6% по сорту Искра и 26,6-45,3%, а в последействии составила 136,3201,3% по сорту Искра и 134,5-173,8% по сорту Гатчинский.

7. По результатам исследований по всем показателям выделились препараты: эмистим-8 — для обработки семенных клубней (100мг/га), ПЕ-26 в комплексном варианте (обработка семенных клубней+ олрыскивание растений - 9 мг/га), и при обработке семенных клубней (2,25 мг/га).

8. Все испытанные препараты способствовали повышению содержания крахмала в клубнях как в прямом действии, так и в последействии.

9. Производственная проверка бактериальной эндонуклеазы (9,5- 104 е. а/л - маннит) подтвердила эффективность этого препарата в ингибировании вирусов X, Б, М, У, I в растениях, снижении степени развития фитофтороза на растениях и распространенности болезней клубней в урожае на сортах Адретта и Сотка. Получена прибавка

валового урожая по сорту Адретта на 18,1% по сравнению с контролем и урожая здоровых клубней на 35,1%. По сорту Сотка эти показатели составили соответственно 32,5 и 45%. Таким образом, подтверждено, что препарат бактериальная эндонуклеаза (9,5- 104 е. а/л - маннит ) обладает стимулирующим действием на рост, развитие и продуктивность растений и одновременно является индуктором устойчивости к патогенам картофеля.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1.С целью ингибирования вирусов и усиления роста и развития растений в культуре in vitro при выращивании исходного материала в первичном семеноводстве картофеля рекомендовано добавлять в основную питательную среду Мурасиге-Скуга для пробирочных растений бактериальную рибонуклеазу (1-104 е. а/л и 1 • 105 е. а/л) и бактериальную эндонуклеазу (1- 105 е. а/л).

2. Для подавления вредоносности вирусов X, S, М, Y, L, фитофтороза, парши обыкновенной, сухой и мокрой гнили клубней проводить обработку семенного материала бактериальной эндонуклеазой (9,5104 или 1- 10s е. а/л- маннит) и бактериальной рибонуклеазой.

3. Рекомендовать для производственных испытаний препараты: эмистим-8 - для обработки семенных клубней (100мг/га), ПЕ-26 в комплексном варианте (обработка семенных клубней и опрыскивание растений в фазу полной бутонизации - 9 мг/га), а также обработку семенных клубней (2,25 мг/т).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Влияние рибонуклеазы на рост и урожайность картофеля // Селекционно-генетические, физиолого-биохимические и техно-

логические аспекты интенсификации производства картофеля: Те: докл. науч.- производ. совещ. - Уфа, 1989. - С. 51-52.

2. Применение ингибиторов вирусов при оздоровлении картофел методом меристемы // Биотехнология в картофелеводстве: Науч. т( / НПО по картофелеводству. - М., 1991. - С. 13-21.

3. Влияние бактериальных эндонуклеазы и РНКазы на устойчивосч картофеля к вирусной инфекции // Биотехнология картофелеводстве: Науч. тр. / НПО по картофелеводству.- М., 1991. С. 143-149.

4. Применение бактериальных рибонуклеаз и эндонуклеазы семеноводстве картофеля // Биологические науки.- 1992.- Т. 338. №2.-С.128-134.

Подписано к печати 25.05.98 г.

Формат бумаги 21x30

Заказ № 52. Объем 1,2 п.л. Тираж 100 экз.

Отпечатано на ротапринте ВНИИКХ л/о Коренево Московской обл.