Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Новый полифункциональный активатор фитоиммунитета и обоснование перспектив его применения на различных сельскохозяйственных культурах

ВАК РФ 06.01.07, Плодоводство, виноградарство

Автореферат диссертации по теме "Новый полифункциональный активатор фитоиммунитета и обоснование перспектив его применения на различных сельскохозяйственных культурах"

005009042

БОБРЕШОВА Ирина Юрьевна

НОВЫЙ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АКТИВАТОР ФИТОИММУНИТЕТА И ОБОСНОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВ ЕГО"ПРИМЕНЕНИЯ НА РАЗЛИЧНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУРАХ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Специальность: 06.01.07 - защита растений

2 0ЕВ 2012

Воронеж-2012

005009042

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, ст.н.с.

Рябчинская Татьяна Алексеевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Илларионов Александр Иванович

доктор сельскохозяйственных наук Безлер Надежда Викторовна

Ведущая организация: ГНУ «Воронежский научно-исследовательский

институт сельского хозяйства им. В.В. Докучаева» Россельхозакадемия

Защита диссертации состоится 1 марта 2012 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д. 220.010.06 при ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1, ауд. 268.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» и на электронном сайте ВАК referat_vak@mon.gov.ru.

Тел.: 8(473)-253-88-27, е mail: Ecologia@agronomy.vsau.ru

Факс: 8(473)-253-81-39; 8(473)-253-86-51 '

Автореферат разослан 17.01.12 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент О.М. Кольцова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В последнее десятилетие усилилось негативное действие на растения как климатических, так и антропогенных абиотических факторов. Возросла вредоносность фитопатогенов, появились новые устойчивые к фунгицидам и более вирулентные штаммы [Монастырский, 2006]. Все это в комплексе привело к снижению продуктивности сельскохозяйственных культур, которая в большинстве случаев далека от генетически обусловленной потенциальной урожайности. В связи с этим актуальным является поиск новых методов и средств повышения адаптивных способностей сельскохозяйственных растений, позволяющих противостоять широкому комплексу негативных факторов абиотической и биотической природы. В этом плане большой интерес представляют полифункциональные иммуномодуляторы или фитоактиваторы растений, способствующие наряду с усилением их иммунного статуса, повышению адаптивных свойств и увеличению их продуктивности.

Многие препараты из групп биофунгицидов, регуляторов роста, микробиологических удобрений уже нашли достаточно широкое применение в сельскохозяйственном производстве (Планриз, Алирин-Б, Гамаир, Псевдобактерин-2, Им-муноцитофит, Альбит, Эпин Экстра, Байкал ЭМ-1 и др.). Наработка их производится малыми предприятиями. Все они относятся к группе экологически безопасных средств. За счет полифункциональности действия в отдельных случаях они могут конкурировать по эффективности с химическими средствами. Однако большинство препаратов данной группы, созданных на основе живых микроорганизмов, отличаются нестабильностью действия: эффект от использования биопрепаратов на основе живых микроорганизмов колеблется в широких пределах от повышения урожая на 40 % до его снижения на 20 % в зависимости от условий применения [Кожевин, Корчмару, 1995]. Кроме того, срок хранения биопрепаратов на основе живых бактерий составляет от 2 месяцев до 1 года.

Использование отдельных действующих веществ вместо живых организмов (препараты Циркон, Иммуноцитофит, Новосил, Крезацин, Альбит и др.) позволяет минимизировать риск неблагоприятного воздействия условий внешней среды и конкуренции с местной микрофлорой [Злотников, 2006]. Однако производство действующих веществ данных препаратов достаточно трудоемко.

Актуальным является поиск новых видов биопродуцентов фитоактиваторов, производство которых будет обладать низкой трудозатратностью, а применение -достаточно высокой эффективностью и экологической безопасностью. Перспективным объектом в качестве источника получения комплекса биологически активных веществ с элиситорными свойствами являются почвенные олигохеты. Установлено, что в теле дождевых червей, способных подвергать биологическому разложению огромный набор материалов органической и неорганической природы, содержится богатейший комплекс аминокислот, белков, ферментов и витаминов, а также других биологически активных веществ различной природы. Многие из продуктов жизнедеятельности почвенных олигохет обладают высоким стимулирующим воздействием на прорастание семян, рост и развитие растений [Гаври-лов, 1963].

Цель и задачи исследований. Основной целью работы являлась разработка полифункционального препарата-фитоактиватора на основе нового биопродуцента - почвенных олигохет и обоснование перспектив его практического применения в растениеводстве в целях усиления иммунного статуса, адаптогенных свойств и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- анализ биологической активности экстрактов различных видов олигохет и отбор наиболее эффективного в качестве биопродуцента нового фитоактиватора;

- установление химического состава экстракта биомассы олигохет отобранного вида и определение комплекса действующих веществ, обладающих элиси-торной активностью;

- изучение особенностей действия препарата на растения;

-разработкатехнологичной препаративной формы фитоактиватора;

- оценка полифункционального действия препарата Стиммунол при различных технологических регламентах применения его на отдельных сельскохозяйственных культурах.

Научная новизна исследований. Впервые на основе нового продуцента -почвенного олигохета вида МсосИЫ саН&пояш - создан новый полифункциональный биопрепарат-фитоактиватор Стиммунол. Разработаны его препаративные формы и технология получения действующей композиции. Инновационные разработки защищены патентами РФ, Идентифицированы основные действующие вещества препарата и выявлены их полифункциональные свойства. Впервые показана элиситорная роль отдельных экзогенных аминокислот и Ы-изопропилэтилендиами-на, входящих в состав препарата. Изучены особенности действия препарата на растения и апробированы различные регламенты применения его на отдельных сельскохозяйственных культурах. Установлено, что эффективность действия Стиммунола, как и других фитоактиваторов, находится в тесной зависимости от условий внешней среды, инфекционного фона и вида фитопатогенов. Выявлено неспецифическое действие Стиммунола на вредных членистоногих.

Впервые установлено отдаленное последействие обработки препаратами-фитоактиваторами (Стиммунол, Альбит) на следующую репродукцию растений ячменя, обусловленное эффектом эпигенетического наследования приобретенных признаков.

Практическая значимость результатов исследований. Разработана технология получения нового препарата-фитоактиватора Стиммунол, проведена подготовительная работа для коммерциализации разработки. Разработаны основные технологические регламенты применения препарата на ряде сельскохозяйственных культур (озимая пшеница, яровой ячмень, сахарная свекла, картофель, клевер).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Полифункциональное действие препарата Стиммунол обусловлено наличием в его составе комплекса БАВ, обладающих свойствами элиситоров и обуславливающих его иммунизирующую и ростстимулирующую активность.

2. Применение Стиммунола по различным технологическим регламентам на зерновых культурах (яровой ячмень и озимая пшеница) позволяет существенно повысить иммунный статус растений и снизить вредоносность комплекса фитопа-

тогенов от 15-40 до 70 %; повысить продуктивность культур от 5 до 21 % при достижении высокого экономического эффекта (окупаемость затрат до 4,9 раз).

3. На сахарной свекле при оптимальных регламентах применения Стимму-нола достигается полифункциональный эффект, выражающийся в снижении по-раженности растений корнеедом, гнилями корнеплодов и заболеваниями листового аппарата от 15 до 68 % и повышении продуктивности культуры на 10-35 %. Окупаемость затрат при различных способах применения - 1,5-2 раза.

4. Высокоотзывчивыми на применение препарата Стиммунол являются клевер и картофель, фунгистатические эффекты на данных культурах составляют до 75-85 %, и обеспечивается прибавка урожая до 52 % при достижении высокой экономической эффективности (окупаемость затрат - 7-10 раз).

5. Полифункциональное действие Стиммунола на растения состоит в изменении иммунного статуса, регуляции ростовых и фотосинтетических процессов, сопутствующем влиянии на различные компоненты агроценозов и эпигенетическом наследовании приобретенных свойств в течение следующей репродукции (на яровом ячмене).

Апробация результатов работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции «Технологии создания биологических средств защиты растений на основе энтомопатоге-нов, микробов-антагонистов и применения их в открытом и закрытом грунтах» (Краснодар, 2006 г.); научно-практической конференции и заседании территориального координационного совета «Проблемы и пути реализации потенциала производства зерна в Центральном Черноземье» (Каменная Степь, 2007 г.); Международной научно-практической конференции «Фитосанитарное обеспечение устойчивого развития агроэкосистем» (Орел, 2008 г.); Международной научно-практической конференции «Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем» (Краснодар, 2008 г.); заседании территориального координационного совета «Проблемы земледелия ЦЧЗ», (Каменная степь, 2009 г.); II Международной конференции ведущих специалистов, предпринимателей и производственников «Вермикомпостирование и вермикультивирование как основа экологического земледелия в XXI веке - проблемы, перспективы, достижения» (Минск, 2010 г.); Международной научно-практической конференции «Фитосанитарная безопасность агроэкосистем», (Новосибирск, 2010 г.); III Международном симпозиуме «Клеточная сигнализация у растений» (Казань, 2011 г.); XII Международной конференции «Экологическое образование в интересах устойчивого развития и Российской конференции «Образование в области изменения климата и альтернативной энергетики (Москва, 2011) и заседаниях Учёного Совета ФГНУ «ВНИИЗР» (Рамонь, 2006-2010 гг.).

Структура работы. Диссертация изложена на 199 стр. компьютерного набора, состоит из введения, 6 глав, выводов, иллюстрирована 38 таблицами и 29 рисунками. Список цитируемой литературы состоит из 288 источников, в том числе 51 - на иностранных языках. Содержит 9 приложений.

Доля участия автора. Исследования выполнены группой соисполнителей в соответствии с Государственной централизованной программой по разделу тема-

тического плана института «Разработать технологии создания и использования биологических средств защиты сельскохозяйственных культур». Автор принимал активное участие в разработке программы исследований, постановке всех лабораторных и полевых экспериментов, наблюдениях, учетах, статистической обработке. Результаты исследований обобщены автором в настоящей диссертационной работе.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность темы диссертации, научная новизна, практическая значимость, сформулированы цель и задачи исследований.

Глава 1. В обзоре литературы рассмотрен и проанализирован вопрос о роли индуцированного приобретённого иммунитета в усилении адаптационных свойств растений. Дана оценка роли элиситоров (молекул-индукторов болезнеустойчивости) природного и синтетического происхождения в сигнальных системах растительного организма. Представлен обзор информации по используемым в настоящее время в практике многофункциональным препаратам-фитоактиваторам различного происхождения, способствующим повышению устойчивости растений к различным неблагоприятным биотическим и абиотическим факторам среды.

На основе анализа имеющихся в научной литературе сведений о почвенных олигохетах, обладающих богатым набором биологически активных веществ, показана их перспективность в качестве биопродуцентов полифункциональных препаратов нового поколения.

Глава 2. Условия и методика проведения исследований

Диссертационная работа выполнена в 2006-2010 гг. на базе ФГНУ «Всероссийский НИИ защиты растений» в лаборатории биологической защиты растений, полевые исследования проведены на базе ОНО ОПХ ВНИИСС и ряде фермерских хозяйств Воронежской области.

В диссертации приведены агрометеорологические условия зоны исследований и характеристика погодных условий вегетационных сезонов 2006-2010 гг.

Исследования по идентификации основных биологически активных веществ в составе препарата Стиммунол проводили на базе Воронежского регионального центра судебной экспертизы. Анализ проводили на хромато-масс-спектрометре «Кристалл 5000.1 - Finigan Trace DSQ». Использовалась компьютерная система обработки данных «Xcalibur» на основе библиотеки «NIST 02».

Изучение аминокислотного состава компонентов препаративных форм Стиммунола проводили на аминокислотном анализаторе в ГНУ Всероссийский НИИ патологии, фармакологии и терапии РАСХН.

Первичную апробацию различных препаративных форм Стиммунола и их дозировок, а также элиситорное действие различных БАВ - компонентов препарата Стиммунол - изучали в лабораторных условиях после обработки семян ячменя «рулонным» методом, практикуемым для фитоэкспертизы семян [Система..., 1995]. Учитывали следующие заболевания: гельминтоспориоз и фузариоз, возбудителями которых являются биотрофные микромицеты (Bipolaris so-

rokiniana (Sacc.) Shoemaker и Fusarium spp.), а также оценивали степень распространенности на проростках сапротрофных грибов рода Мне or.

Рострегулирующие эффекты действия различных биологически активных веществ определяли при измерении длины ростков, колеоптилей, массы ростков и корешков и сравнении их с показателями в контроле (%).

Изучали особенности действия и эффективность следующих препаративных форм (ПФ) препарата: Ст- спиртовой экстракт биомассы олигохет, ферментированный при естественной инсоляции; СПАА - спиртовой экстракт биомассы олигохет с полиакриламидным гелем в качестве наполнителя и стабилизатора, СтС - солевая

вытяжка из биомассы.

Оценку действия препарата Стиммунол на растения проводили с использованием биохимических и электрофизиологического методов. В качестве показателей иммунного состоянии растений определяли активность ферментов группы пероксидаз (АЛ) по методу А.А. Землянухина [1985], а также количественное содержание в растениях салициловой кислоты (СК) с использованием колориметрического метода и фотоэлектроколориметра. Регистрацию биоэлектрических потенциалов (БП) тканей листового аппарата растений осуществляли с использованием цифрового мультиметра ДТ-ЗОВ с разрешающей способностью от 0,1 до 2000 милливольт. Повторность регистрации потенциалов - 20 растении (листьев)

в каждом варианте. _

Оценку продолжительности сохранения полифункционального действия Стиммунола провели в полевых условиях на клевере при использовании препаративных форм различных лет изготовления (2005-2009 г.).

Исследования по оценке эффективности разных препаративных форм Стиммунола и технологических регламентов их применения на полевых культурах: зерновых, сахарной свекле и клевере, - провели на производственных посевах ОНО ОПХ ВНИИСС. Повторность вариантов 4-кратная, площадь опытных участков в полевых опытах от 5 (на зерновых при посеве семян вручную) до 1625 м2 в производственных опытах на картофеле - 0,25-0,5 га. Размещение вариантов - рендомизированное. Опрыскивание вегетирующих растении проводили ранцевым опрыскивателем POSY-12 из расчета расхода рабочей жидкости 250300 л/га, в производственных опытах на картофеле - с использованием опрыскивателя ОП-2000.

Для оценки фунгистатического и иммунизирующего действия Стиммунола учеты и наблюдения проводили по общепринятым методикам [Шкалы...1981; Методические указания..., 1985; Методы..., 1987; Система..., 1995], используемым для оценки эффективности фунгицидов. Уборку урожая проводили методом пробных снопов (на зерновых) или площадок [Доспехов, 1985]. Ростстимули-рующее действие препаратов на растения оценивали по различным биометрическим показателям и характеристикам структуры урожая после его уборки. На зерновых культурах определяли густоту стояния растений и количество продуктивных стеблей- на 1 м2, площадь флагового или предфлагового листа, высоту растений, длину и диаметр междоузлий, длину колоса, количество зерен в колосе, массу 1000 зерен, общий вес пробы и др. На сахарной свекле определяли густоту стояния растений, массу растений до 2 пар настоящих листьев, и «стандартного»

корнеплода (растения при стандартной густоте сева), на картофеле - средний вес клубней и среднее количество их на растение. На клевере учитывали высоту стеблестоя, количество продуктивных стеблей и зеленую массу (проба с 1 м2), количество соцветий и степень их зрелости.

Качественные показатели зерна (содержание белка, массовая доля клейковины и стекловидность) определяли на анализаторе зерна «Протеин-1», содержание Сахаров в корнеплодах сахарной свеклы - на портативном сахариметре или автоматизированной установке «ВЕНЕМА» в ГНУ «ВНИИСС».

Статистическую обработку данных различных опытов проводили методом дисперсионного и корреляционного анализов [Доспехов, 1985], а также с использованием непараметрического критерия Вилкоксона [Зайцев, 1984] и компьютерной программы Excel Microsoft 2007.

Глава 3. Фитоактиватор Стиммунол на основе почвенных олигохет, основные действующие вещества и их свойства

Из нескольких видов олигохет естественных почвенных ценозов лесостепной зоны ЦЧР (Lumbricus terrestris L., Eisenia nordenskioldi Eisen и Nicodrilus caliginosus Sav.) в качестве биопродуцента препарата-фитоактиватора Стиммунол был отобран вид Nicodrilus caliginosus, широко распространенный в почвах и показавший после предварительной оценки экстрактов биомассы наиболее высокую биологическую активность. В составе экстракта биомассы олигохет вида N. caliginosus методом массспектрометрического анализа было идентифицировано около 30 органических соединений. Дополнительными аналитическими исследованиями установлено наличие в двух препаративных формах Стиммунола 17 аминокислот. Общее содержание белковых соединений составляет 35,7 % (спиртовой экстракт биомассы) и 10,2 % (солевая вытяжка действующих веществ). Аминокислоты (АК), являясь основными структурными единицами, из которых построены молекулы белковых веществ, играют ведущую роль в жизнедеятельности всех живых организмов. Они также присутствуют в клетках растений в свободном состоянии, и количество видов АК исчисляется сотнями [Гуд-вин, 1986]. Экзогенное дополнительное внесение их вызывает определенное воздействие на растительные организмы.

Лабораторная оценка действия экзогенного внесения микроколичеств вали-на, пролина, изолейцина, глицина, глутамина, аргинина и фенилаланина в растения ячменя при обработке семян показала, что они, включаясь определенным образом в сигнальные системы растений, способны индуцировать иммунные реакции по отношению к различным фитопатогенам. Иммунизирующая активность их изменялась в зависимости от использованной дозировки (от 0,005 до 0,5 г/т семян). Наибольший иммуностимулирующий эффект (биологическая эффективность до 77 %) - на достаточно высоком инфекционном фоне гельминто-спориоза (развитие в контроле 29,2 %) показал глутамин. При этом, в результате обработки семян АК в микродозах, как правило, отмечались и ростстимулирую-щие эффекты: увеличение длины и массы ростков и корешков варьировало от 3 до 16 %. Под действием аргинина увеличение массы корешков относительно контроля достигало 84 %. Напротив, фенилаланин вызывал в проростках ячменя некоторое замедление ростовых процессов (до 15-20 %).

Исследования подтвердили также сигнальное действие N-изопропил-этилендиамина, присутствующего в составе препарата Стиммунол. Иммуно- и рост-регулирующее действие его проявлялось в широком диапазоне дозировок (от 0,00001 до 1,0 мл/т семян). Снижение пораженное™ проростков Bipolaris sorofániana в зависимости от дозировки составляло 5-15 %. Данное вещество может быть отнесено к основным действующим веществам препарата, поскольку содержание его в препарате в зависимости от препаративной формы составляет 10-30 %.

В последнее десятилетие появились сведения о сигнальных функциях растворимых углеводов, наличие которых установлено и в составе препарата Стиммунол. Сахара рассматриваются как мессенджеры, участвующие в управлении экспрессией генов, вовлеченных в регуляцию фотосинтеза, роста и расходования энергетических ресурсов (Rosa et al., 2009). В частности, на растениях арабидоп-сиса показано участие Сахаров в регуляции экспрессии гена гексокиназы [Pego, 2000]. Было установлено, что экзогенная глюкоза может активировать биосинтез абсцизовой кислоты (АБК) и вызывать ее накопление в растениях [Rolland, Sheen, 2005]. Разнообразные углеводы, присутствующие в составе Стиммунола, также могут обладать элиситорным действием или непосредственно влиять на работу гормональной системы растений.

Таким образом, полифункциональные свойства, и в частности иммуно- и рострегулирующее действие препарата Стиммунол обусловлено наличием в его составе большой группы биологически активных веществ, обладающих сигнальными свойствами.

Глава 4. Разработка технологических регламентов и оценка эффективности применения препарата Стиммунол на отдельных полевых культурах

Яровой ячмень. Исследования проводили в течение 4 лет, были апробированы различные препаративные формы Стиммунола, дозировки и сроки применения препарата.

В таблице 1 проиллюстрированы основные результаты полевых опытов с применением различных ПФ Стиммунола и регламентов их использования. Фун-гистатическое и иммунизирующее действие препарата оценивали по развитию наиболее вредоносных заболеваний ячменя - корневых гнилей (в основном гель-минтоспориозной этиологии) и пятнистостей (сетчатая, другие гельминтоспори-озные пятнистости и ринхоспориоз). Препарат обладает достаточно высокими иммуностимулирующими свойствами, что проявлялось в усилении устойчивости растений к поражению листовыми пятнистостями через 1,5-2 месяца после обработай (предпосевная обработка семян). Биологическая эффективность Стиммунола против болезней, как правило, была на уровне эталона или выше.

Обработка семян препаратом позволяет существенно активизировать ростовые и фотосинтетические процессы и получить достаточно высокую прибавку урожая - от 6 до 12-14 %. Комбинированное применение препарата (при обработке семян и опрыскивании растений в период вегетации) существенно не усиливало эффективность фитоактиватора, поэтому признано нецелесообразным.

Таблица 1 - Полифункциональное действие различных ПФ Стиммунола при различных регламентах его применения на яровом ячмене

Регламенты использования Биологическая эффективность, % Показатели (% к контролю)

ПФ Стиммунола Год фаза развития растений при Нормы расхода, корневые гнили пятнистости количествово продуктивных стеблей /м2 количество зерен в масса 1000 Прибавка урожая

обработке мл/т, га колосе зерен ц/га %

Ст Ст Ст Эталон (Альбит) 2007 семена + выход в трубку 1 + 10 3+10 5+10 40 + 40 25,3 18,6 23,2 29,5 46,7 26,7 62,2 35,6 100,2 98,4 99,8 100,8 106,4 110,9* 112,2* 107,1* 99,0 100 102,0 97,8 0 1,9 од 0,9 0 5.4 0,6 2.5

Ст СПАА СПАЛ СПАА Эталон (Альбит) 2008 семена семена + выход в трубку семена 5 25 50 50+100 40 31,3 47,0 25,0 35,8 38,0 24,8 0 10,0 0 7,9 108,0* 116,5* 110,3* 112,5* 114,9* 93,5* 100 99,5 98,1 101,4 96,1 98,1 100,9 99,4 98,9 2,5 6,4 2,8 5.3 4.4 3,9 14,6 6,4 12,1 10,1

Ст Ст Ст Ст 2008 всходы кущение выход в трубку всходы + выход в трубку 10 10 10 10+10 79,1 54,4 73,3 68,8 27.2 33.3 16,7 30,6 129,8* 117,7* 122,6* 120,0* 102.5 111,0* 104.6 100,4 96,1 106,3* 106,3* 104,2 3,2 2,5 5,8 7,4 5,9 4,6 10,8 13,7

Эталон (Альбит) выход в трубку 40 77,3 18,9 124,2* 100,4 95,0 4,1 7,6

СПАА СПАА СПАА 2009 всходы выход в трубку всходы + выход в трубку 25 25 25 + 25 8,0 12,0 14,0 12,6 0 18,4 105,2 124,0* 101,2 107,4* 94,4 97,7 97,8 102,7 103,0 3,3 8,9 4,7 7,8 21,7 11,2

Эталон (Альбит) выход в трубку 40 21,7 0 116,3* 97,4 99,0 6,9 16,3

НСР05 2007 г. - 2,1 ii/га; 2008 г. (обработка семян) - 2,4 ц/га; 2008 г. (в период вегетации) -3,1 ц/га; 2009 г. - 2,9 ц/га. Примечание: * — различия с контролем существенны при Pos

При оценке эффективности использования препарата в период вегетации было установлено, что максимальный полифункциональный эффект обеспечивает обработка растений в фазу выхода в трубку. В основном прибавка урожая достигалась за счет увеличение продуктивной кустистости растений от 5 до 30 % (табл. 1). Двукратная обработка вегетирующих растений также нецелесообразна.

На основании результатов полевых исследований на ячмене установлено, что наиболее эффективной и перспективной для практического применения является ПФ Стиммунола СПАА в норме расхода 25 мл/т, га как при обработке семян, так и вегетирующих растений. При обработке в период вегетации максимальный полифункциональный эффект обеспечивает применение ПФ СПАА в фазу начала выхода в трубку.

Озимая пшеница. Результаты испытания на данной культуре двух наиболее перспективных ПФ препарата (СПАА и Ст-С) при применении в фазу начала выхода в трубку высокий комплексный защитный эффект показали обе ПФ Стиммунола в норме расхода 25 мл/га (табл. 2, 3). Однако по влиянию на продуктивность растений, что в конечном итоге является наиболее важным показателем для препарата с рострегулирующей функцией, сходную высокую эффективность показали СПАА, 25 мл/га при применении в фазу кущения и Ст-С, 15 и 25 мл/га при обработке растений в фазу выхода в трубку. Наблюдалась также тенденция увеличения содержания в зерне белка и клейковины.

Таблица 2 - Фунгистатическое действие различных ПФ Стиммунола против корневых гнилей и болезней листьев на озимой пшенице при различных регламентах его применения (биологическая эффективность, %), 2010 г.

Вариант Норм расхода, мл/га Срок обработки Корневые гнили Болезни на листьях

гель-минтос-пориоз ризок-тониоз гель-минто-спориоз мучнистая роса септо-риоз бурая ржавчина

Контроль1 - - 7,4 8,2 0,6 6,8 8,0 8,0

Альбит 30 выход в трубку . 82,4 40,2 30,6 0 37,5 27,5

СПАА 25 кущение 94,6 9,8 33,3 0 43,8 18,8

СПАА 25 выход в трубку 85,1 69,5 83,3 14,3 25 46,3

Ст-С 25 тоже 62,2 19,5 83,3 0 50 56,3

Ст-С 15 то же 4,1 39,0 0 28,6 50 18,8

Примечание:1 - развитие заболеваний, %

Сахарная свекла. Основная цель при обработке иммуноиндукгором семян состоит в усилении устойчивости всходов к корнееду всходов. В условиях, неблагоприятных для развития культуры (значительный недостаток влаги в почве), в различных опытах биологическая эффективность Стиммунола против корнееда достигала 40 % и более. Эффективность химических токсикантов (Тачигарен, ТМТД) в

Таблица 3 - Полифункциональное действие различных препаративных форм Стиммунола при обработке вегетирующих растений озимой пшеницы в разные фенологические сроки (биометроические показатели и структура урожая, % к контролю), 2010 г.

Показатели Контроль1 Альбит тле, 30 мл/га ПФ Стиммунола, дозировки и сроки его применения

СПАД, 25 мл/га Сг-С, выход в трубку

кущение выход в трубку 25 мл/га 15 мл/га

Густота стояния, шт./м2 416 113,4 119,5 131,2 124,2 124,8

Продуктивных стеблей, шт./м2 557,6 119,9* 110,7* 115,5* 119,6* 120,6*

Площадь флаг-листа, см2 14Д 114,1* 125,4* 121,8* 123,2* 120,4*

Кол-во зерен, шт./колос 34,5 1023 109,9* 92,5* 98,8 100,9

Масса 1000 зерен, г 32,7 100,3 103,4 103,1 101,5 102,4

Содержание белка, % 15,0 98,0 102,0 103,5 100,5 103,0

Содержание клейковины, массовая доля, % 30,3 97,9 102,2 104,1 100,8 105,9*

Урожайность, ц/га 24,9 29,2 31,7 29,3 31,9 31,4

Прибавка урожая, ц/га % - 4,3 16,9 6,8 27,3 4,4 17,6 7,0 28,1 6,5 26,1

НСР05 2,9 ц/га

Примечание:1 - абсолютные показатели;

* - различия с контролем статистически существенны при Р05

данных условиях резко снижалась — до 60 % и ниже. Однако, как правило, при оптимальных сроках сева, такие условия наблюдаются редко. В полевых опытах, при благоприятных погодных условиях (достаточное увлажнение почвы) в период от прорастания семян до 1-2 пар настоящих листьев, когда растения сами обладают достаточно высоким иммунным статусом, снижение пораженности растений корнеедом под действием Стиммунола не превышало 8-10 %. Тем не менее, обработка семян способствовала развитию системного пролонгированного иммунитета, что выражалось в ощутимом снижении пораженности растений мучнистой росой и церкоспорозом (до 30 %). В опытах отмечалось также снижение последействия корнееда и пораженности корнеплодов гнилями в период их формирования. За счет полифункционального действия (увеличение сохранности и густоты стояния растений, массы листьев и корнеплода) повышение урожайности в отдельных опытах достигало 39-43 % (табл. 4).

Эффективность Стиммунола при предпосевной обработке семян свеклы проявляется в дозировках значительно более низких (в 10-20 раз), чем при опрыскивании вегетирующих растений. Это свидетельствует о высокой чувствительности данной культуры к действию фитоактиватора в самые ранние фазы развития.

Таблица 4 — Полифункциональное действие различных ПФ Стиммунола при различных регламентах применения на сахарной свекле

Регламенты использования Биологическая эффективность, % Показатели (% к контролю) Биологиче- Прибавка урожая Выход сахара

ПФ Стиммунола Год сроки обработки дозировки мл/т, га корнеед всходов мучнистая роса тустога стояния растений масса корнеплода продуктивность фотосинтеза ский урожай, т/га т/га % (%к контролю)

Эталон (Альбит) Ст Ст Ст 2007 предпосевная обработка семян 65 0,5 1 3 20,5 36,8 32,5 4,7 - 124,6* 136,3* 131,5* 112,8* 98,2 108,6* 99,5 89,6* - 46,8 56,6 49,4 41,0 5,2 13,4 7,4 0,4 15,2 39,4 21,7 1,2 -

Ст 5 29,9 - 133,8* 102,6 - 56,4 13,2 38,9 -

Альбит (эталон) 65 0 19,4 93,2* 114,1* - 35,6 9,6 36,9 -

Ст (стандарт) СПАА 2008 предпосевная обработка 0,5 5 3,4 0 17,5 18,0 101,9 95,5 98,4 126,2* _ 34,7 35,9 8,7 9,9 33,5 38,1 _

СПАА семян 10 0 28,4 91,9* 125,3* - 37,2 11,2 43,0 -

СПАА 15 0 15,1 95,6 104,0 - 31,7 5,7 21,9 -

СПАА 20 0 0 87,3* 102,5 - 29,9 3,9 15,0

Скор (эталон) 400 2,8 76,5 101,7 112,5* 160,9* 33,5 2,0 6,3 106,1*

Ст(стандарт) 5-6 пар наст. 10 3,7 17,5 100,8 100,4 200,8* 32,8 13 4,1 104,0

СПАА СПАА 2009 листьев + при появлении первых 75 50 5,1 2,1 50.0 34.1 99,2 102,4 117,5* 103,4 180,8* 185,1* 35,6 32,2 4,1 0,7 13,0 2,2 112,3* 102,1

Ст-С Ст-С признаков заболеваний на листьях 10 20 0,8 4,1 68,2 24,1 103,8 100,4 110,5* 116,9* 151,2* 240,9* 34,4 36,0 2,9 4,5 9,2 14,3 109,0* 115,5*

Ст-С 30 2,1 0 102,5 108,6* 163,1* 32,6 1,1 3,5 103,2

НСРог 2007 г. - 1,9 т/га; 2008 г. -2,3 т/га; 2009 г. - 1,8 т/га.; * - различия с контролем статистически достоверны при Р05

Изучение эффективности различных ПФ и регламентов использования Стиммунола в период вегетации показало, что фитоактиватор оказывает разностороннее действие на растения, усиливая фотосинтетические и ростовые процессы. В 2009 г. при двукратной обработке растений в фазы 5-6 пар настоящих листьев и при первых признаках появления заболеваний на листьях (мучнистая роса, церкоспороз) отмечались высокие иммуностимулирующие эффекты (биологическая эффективность от 24 до 68 % при эффективности Скора - 76,5 %) и повышение урожайности корнеплодов до 14 % (табл. 4). Однократная обработка Стимму-нолом (ПФ Ст-С, в нормах расхода 20 и 25 мл/га) в фазу 5-6 пар настоящих листьев в 2010 г. способствовала увеличению урожайности до 19 и 22 %. Из препаративных форм наиболее технологичной и высокоэффективной является Ст-С. Двукратная обработка растений в фазу 5-6 пар настоящих листьев и при появлении первых признаков заболеваний на листьях при сравнительных испытаниях показала низкий результирующий эффект (прибавка урожая не превысила 11 %), и была признана нецелесообразной.

Активность иммунизирующего действия Стиммунола зависит от дозировки препарата, физиологического состояния растений, инфекционного фона и вида возбудителей заболеваний. Зачастую при недостаточно высоком защитном действии, потери от вредных организмов компенсируются высокой прибавкой урожая. Эффективность Стиммунола, как типичного фитоактиватора, проявляется в большей степени в тех случаях, когда физиологическое состояние растений ослаблено действием различных стрессовых (метеорологические) или лимитирующих (обеспеченность питанием) факторов (рис. 1).

Клевер луговой. Полевая оценка эффективности ПФ СПАА продемонстрировала высокие рострегулирующие свойства Стиммунола при использовании его в фазу весеннего отрастания растений. Наблюдалась четкая тенденция увеличения густоты стеблестоя (на 9,3-17,5 %) со снижением нормы расхода препарата (табл. 5). При оптимальной дозировке препарата (25 мл/га) прибавка урожая достигала 52 %.

Был отмечен достаточно высокий защитный эффект препарата в отношении ряда заболеваний. При развитии бурой пятнистости в контроле 8,9 % эффективность Стиммунола достигала 67,4-85,4 % (эталон - 59,6 %). Причем, увеличение нормы расхода препарата с 25 до 75 мл/га прямо пропорционально коррелировало с биологической эффективностью. Дальнейшее увеличение дозировки до 100 мл/га снижало защитный эффект. В отношении антракноза и аскохитоза иммунизирующее действие Стиммунола проявилось слабее. Защитный эффект не превысил 14,3-33,4 %, что на уровне и выше эталона- Альбит (7,1 и 12,5 %).

Картофель. При предпосадочной обработке Стиммунолом клубней (ПФ Ст) в нормах расхода 1,5-4,5 мл/т наблюдался высокий иммунизирующий эффект, который проявился в снижении пораженности клубней нового урожая паршой обыкновенной на 58-75 % в зависимости от нормы расхода препарата, фитофто-розом - на 42-58 % и ризоктониозом - на 40-71 %. Причем, против различных заболеваний были эффективны разные дозировки препарата. За счет полифункционального действия (усиление процессов фотосинтеза, увеличение

Рисунок 1 - Эффективность действия Стиммунола при обработке семян сахарной свеклы в сравнении с химическим эталоном (Тачигарен + ТМТД) в различных условиях среды

Примечание- неблагоприятные условия - дефицит влаги в период от прорастания семян до 2 пар настоящих листьев, засуха в летний период; благоприятные - достаточная обеспеченность растений влагой

Таблица 5 - Ростстимулирующие эффекты применения Стиммунола (СПАД) в различных нормах расхода на клевере, 2009 г.

Вариант Норма расхода, мл/га Показатели, % к контролю Биологический урожай

количество продуктивных стеблей высота растений количество соцветий ц/га прибавка

ц/га %

Контроль' _ 355 52,9 1113 238,5 - -

Альбит, ТПС 70 126,8* 104,3 124,9* 336,5 98,0 41,1

СПАА 25 143,7* 105,5 130,1* 363,0 124,5 52,2

СГТАА 50 143,4* 104,5 131,4* 316,0 77,5 32,5

СПАА 75 134,4* 106,2* 134,8* 317,5 79,0 33,1

СПАА 100 126,2* 106,4* 124,5* 345,5 107,0 44,9

НСРоз 29'5Ц/Г3

Примечание: 1 - абсолютные показатели в шт./м2; см, шт;

различия с контролем существенны при Р05

ассимиляционной поверхности листьев и массы клубней, стимуляция клубнеобра-зования) прибавка урожая в опытных вариантах составляла 12,131,8 %. Аналогичные результаты показала ПФ СПАА при предпосадочной обработке клубней (нормы расхода от 15 до 50 мл/т). В период вегетации снижение пораженности ботвы различными болезнями варьировало в зависимости от нормы расхода препарата от 11 до 88 %. Максимальная прибавка урожая (19 %) была получена при наименьшей дозировке препарата -15 мл/т.

В производственном опыте однократная обработка растений в фазу бутонизации (ПФ Ст, 4 и 6 мл/га) показала высокий хозяйственный эффект: прибавка урожая составляла 45,6-49,3 % (в эталоне - Альбит, 50 мл/га - 43,9 %). В отношении ризоктониоза и фитофтороза прослеживалась тенденция усиления иммунизирующего действия Стиммунола с уменьшением дозировки препарата (биологическая эффективность 67 % против 52 %). Однако на паршу обыкновенную обработка Стиммунолом в период вегетации, в отличие от предпосадочной обработки клубней, не оказала защитного эффекта (биологическая эффективность в эталоне -55 %). Использованные высокие нормы расхода препарата вызвали десенсибилизацию иммунной системы в отношении данного заболевания, для снижения вредоносности этого патогена необходимы более низкие дозировки препарата (1,0 — 1,5 мл/га).

Глава 5. Особенности действия Стиммунола на целевые и нецелевые объекты агроценозов

Химические регуляторы роста, обладая высокой метаболической активностью, включаются в обмен веществ растений и опосредованно оказывают побочное влияние на различные компоненты агроценоза, в частности, членистоногих фитофагов [Топоров, 2004; Иванова, Павлючук, 2005; Павловская [и др.], 2005; Селицкая, 2006; Степанычева, 2006].

При изучении эффективности различных норм расхода препарата Стимму-нол (ПФ СПАА) при предпосевной обработке семян был установлен факт влияния фитоактиватора на снижение поврежденности ярового ячменя в период вегетации хлебными блошками до 16 % (в контроле поврежденность листьев 72,4 %) и злаковыми мухами - до 76 % (в контроле поврежденность главных стеблей 7,9 %). В процессе исследований при варьировании различных регламентов применения препарата Стиммунол в период вегетации (сроки и кратность обработок, дозировки) на яровом ячмене в отдельных случаях отмечалось повышение вредоносности вредной черепашки в фазу трубкования и колошения. Это проявлялось в увеличении белоколосости, связанной с ранним повреждением черепашкой формирующегося колоса, а в дальнейшем - и отдельных колосков. В 2009 г. при численности вредителя выше пороговой это явление наблюдалось как в эталонном варианте - Альбит, 40 мл/га (доля пустых колосков 7,6 %), так и при применении Стиммунола (до 10 % и более) при уровне белоколосости в контроле - 5 %. Однако, несмотря на то, что препараты-фитоактиваторы оказали нежелательное действие на растения и фитофагов, за счет других позитивных эффектов (увеличение количества продуктивных стеблей, длины колоса и массы 1000 зерен) при их применении была получена высокая прибавка урожая - от 7,8 до 21,7%.

Согласно литературным данным, отдельные вещества-элиситоры, попадая в растения, могут экспрессировать до нескольких десятков генов [Дьяков, 1996]. Однако, глубина генетических изменений, происходящих в растениях на популя-ционном уровне, изучена недостаточно. Практически неизученным вопросом является последействие обработки фитоактивааторами на последующую репродукцию растений.

Общеизвестно, что приобретенный после обработки иммунизатором иммунитет не является наследуемым [Тютерев, 2002]. Однако мы во многих случаях отмечали явление передачи признаков приобретенной устойчивости, в частности, к корневым гнилям ячменя. Известно также, что в дочерних репродукциях растений при наследовании материнских признаков могут наблюдаться различные эпигенетические эффекты, то есть влияние фенотипа предшественника на фенотип потомства. Это явление получило название «эффект превегетации» [Малецкий, 2005; Лыкова, 2009]. Пролонгированное действие родительской среды может проявляться в течение ряда поколений, у хлебных злаков - отмечено до двух репродукций [Карпова, 2002]. Благоприятное экофизиологическое последействие гуми-новых веществ и некоторых стимуляторов роста отмечено в работах Е.И. Ермакова с соавторами [2003] и Л.В. Карповой [2002].

На основании этого, представилось интересным оценить отдаленное последействие обработки семян и вегетирующих растений ярового ячменя биологическими фитоактиваторами Стиммунол и Альбит.

Лабораторная оценка показателей иммунизирующей активности препаратов на семенах первой репродукции показала, что растения в начальные фазы роста (всходы - 2 листа) практически сохранили, а в отдельных случаях даже повысили устойчивость (на 18-26 %) к возбудителю гельминтоспориозной гнили, приобретенную при обработке материнских растений. Особенно четко сохранение иммунных свойств на ранних фазах развития прослеживалось после обработки семенного материала. Это в дальнейшем повлияло на сохранность растений. Затухание иммунизирующего эффекта происходило в полевых условиях с фазы кущения. В это время отмечалось снижение иммунного статуса растений в первой репродукции по отношению к пятнистостям листьев, в отдельных вариантах при предобработке семян - в 1,3-1,7 раза. Однако, несмотря на снижение иммунитета, в первой репродукции сохранились свойства, положительно влияющие на продуктивность. Практически на том же уровне сохранилась густота стояния растений дочерней генерации - 111-123 % к контролю по сравнению с сезоном проведения обработки семян материнских растений (105-126 %), а также продуктивная кустистость: соответственно 108-116 % и 110-117 % по отношению к контролю. За счет эффекта эпигенетического наследования прибавка урожая дочерней генерации составила 12-19'% (в год обработки материнской генерации - 6-15 %). В целом, интегрирующее последействие фитоактиваторов на последующую репродукцию растений ярового ячменя проявилось в значительной мере при обработке семенного материала, то есть при воздействии на растительные организмы в ранние фазы их развития, когда влияние на генетический аппарат, по-видимому, проявляется в более сильной степени.

Во второй репродукции растений ячменя после обработки материнских растений Стиммунолом эффект превегетации практически не отмечался.

Направления действия Сгиммунола на растения. По химической характеристике препарат Стиммунол представляет собой смесь природных аминокислот, белков, ферментов, витаминов и различных биологически активных веществ, совместное воздействие которых на растение осуществляется комплексно.

В результате исследований на нескольких сельскохозяйственных культурах были выявлены следующие эффекты действия препарата Стиммунол:.

- модификация иммунного статуса растений;

- фунгистатическое действие на грибные патогенны;

- пролонгированное системное иммунизирующее действие;

- модификация ростовых процессов в различных органах растений;

- модификация фотосинтетических процессов;

- влияние на скорость прохождения фенологических фаз;

- стимуляция цветения, плодо- и клубнеобразования;

- влияние на качественные показатели продукции (содержание белка, Сахаров, клейковины);

- адаптогенное действие, стимуляция антистрессовой активности;

- воздействие на другие компоненты агроценоза, в частности, вредных фитофагов;

- повышение продуктивности за счет полифункциональности действия от 11 до 52 % по сравнению с контролем;

- эпигенетическое сохранение отдельных приобретенных полезных свойств в следующей репродукции растений.

За счет стимуляции антистрессовой активности эффективность препарата повышается в условиях действия стрессовых факторов среды.

Учитывая высокую сложность действия Стиммунола на растения, эффективность его, как и других препаратов группы регуляторов роста, варьирует в зависимости от складывающейся в агроценозе ситуации (рис. 2). Факторами, модулирующими эффекты действия препарата, являются:

- дозировка препарата;

- видовой состав патогенов и уровень инфекционного фона;

- физиологическое состояние растений в зависимости от складывающихся погодных условий вегетационного сезона и условий обеспеченности растений питанием.

Из всех перечисленных факторов для достижения максимальной эффективности при применении Стиммунола основное значение имеет подбор оптимальной дозировки препарата, которая программирует и модулирует все эффекты его действия, наблюдаемые в периоды последующего развития растений после обработки фитоактиватором (рис. 2).

Многокомпонентность природной композиции препарата Стиммунол, с одной стороны, обеспечивает полифункциональность его действия на растения, с другой стороны, дает возможность поддерживать эффективность, осуществляемую по многоканальным связям. Наличие в нем большого количества веществ, обладающих элиситорным действием, обеспечивает работу широкой сети

18

Рисунок 2 - Схема действия фитоактиватора Стиммунол на растения

сигнальных систем, которые частично перекрывают друг друга, оказывая ингиби-рующий эффект по определенному направлению действия или определенное си-нергирующее воздействие на растения. Взаимосвязь различных сигнальных путей может быть достаточно сложной [Тарчевский, 2002; Дмитриев, 2003], что требует изучения действия препарата на разных культурах и в различных условиях. Сходство механизмов работы и «взаимозаменяемость» различных компонентов препарата по характеру действия на растения обеспечивает относительную его стабильность и длительный срок сохранения активности (до 5 лет).

Глава 6. Экономическая эффективность применения Стиммунола на сельскохозяйственных культурах.

Благодаря технологической простоте наработки препарата-фитоактиватора Стиммунол, его себестоимость и цена реализации будет существенно ниже других препаратов данной группы. Принимая ориентировочную цену реализации различных препаративных форм биопрепарата на уровне 1000-1300 руб./л был проведен расчет экономической эффективности его применения по результатам полевых опытов на различных культурах.

Обработка растений ячменя СПАА в норме 25 мл/га в фазу выхода в трубку была наиболее эффективной. За счёт получения высокой прибавки урожая (8,9 ц/га), чистый доход составил 3169 руб./га при рентабельности 389 % и окупаемости затрат 4,9 раза (Альбит - в 4 раза).

На сахарной свёкле при двукратной обработке ПФ Ст-С в период вегетации в нормах 10-20 мл/га рентабельность составляла 86-96 % при двукратной окупаемости затрат (Скор —1,0 раз).

Применение Стиммунола на картофеле показало наибольшую экономическую эффективность: чистый доход при использовании ПФ Ст в норме расхода 4 мл/га в период вегетации составил 42100 руб./га при рентабельности 916 %, затраты окупились в 10,2 раза (Альбит - в 9,8 раза).

Высокий экономический эффект Стиммунол (ПФ СПАА) позволил получить на клевере в норме расхода 25 мл/га. Условно чистый доход составил 17330 руб./га, рентабельность 690 % при окупаемости затрат 7,9 раз (Альбит - 7,3 раза).

Таким образом, предварительная оценка экономического эффекта от применения нового фитоактиватора Стиммунол показала, что по эффективности он может конкурировать с широко используемыми в практике препаратами данной группы.

ВЫВОДЫ

1. Разработана технология получения нового препарата-фитоактиватора на основе почвенных олигохет вида №сос!гИив са^тозш, обладающего высокой иммунизирующей и ростстимулирующей активностью. На изобретения получено 2 патента РФ и на одно - положительное решение о выдаче патента.

2. Действующими веществами препарата Стиммунол является смесь природных аминокислот, белков, ферментов, витаминов и различных биологически активных веществ, совместное воздействие которых на растение осуществляется комплексно. Общее содержание белковых компонентов составляет в ПФ Ст -35,7 %; Ст-С - 10,2 %; Ы-изопропилэтилендиамина - соответственно 29,5 и 7,7 %. Выявлены фунгистатические и рострегулирующие свойства отдельных входящих в препарат органических компонентов (пролин, валин, глицин, изолейцин, фени-лаланин, глутамин, аргинин, М-изопропилэтилендиамин) при экзогенном внесении их в количествах, близких к содержанию в Стиммуноле.

3. Эффективное действие препарата проявляется при обработке растений в очень низких нормах расхода - от 0,1 до 5 мл/т семян или 10 мл/га (по д. в.). От-

мечены фунгистатические эффекты при обработке семян гомеопатическими дозировками (до 10"5 мл/т). Это позволяет предположить, что действие его на растения обусловлено включением отдельных компонентов в сигнальные системы растений, что обеспечивает полифункциональность препарата. Особенность действия Стиммунола в высокой степени зависит от используемой дозировки.

4. В условиях, неблагоприятных для роста и развития растений, эффективность фитоактиватора возрастала, что свидетельствует об антидепрессантном действии Стиммунола. Растения, испытывающие стресс, положительно реагировали на более низкие дозировки препарата. Передозировка вызывала десенсиби-лизационные процессы, приводящие к снижению иммунного статуса растений.

5. Установлено, что обработка Стиммунолом растений вызывает глубокие изменения в их биохимическом и физиологическом состоянии, некоторые из которых в результате эпигенетического наследования сохраняются в генетической памяти следующей репродукции. Приобретенные в результате предобработки семян ячменя качества, определяющие продуктивность растений, позволили в первой репродукции растений получить прибавку урожая до 12,0-18,5 %.

6. Установлено наличие у препарата Стиммунол, аналогично, как и у некоторых фитоактиваторов и биофунгицидов, неспецифического действия на вредных насекомых. Так, поврежденность главных стеблей злаковыми мухами на ячмене снижалась на 45-76 %, поврежденность листьев блошками - на 9-15 %. В отдельных случаях отмечалось усиление привлекательности растений для клопа вредная черепашка.

7. На ячмене применение наиболее эффективной ПФ Стиммунола - СПАА -для предпосевной обработки семян в норме расхода 25 мл/т обеспечивало высокий фунгистатический эффект в отношении корневых гнилей (биологическая эффективность в фазу молочно-восковой спелости - до 47 %) и максимальную прибавку урожая -14,6 % (6,4 ц/га).

В период вегетации ячменя оптимальным приемом использования Стиммунола является однократная обработка в фазу начала выхода в трубку. При использовании ПФ Ст фунгистатический эффект на среднем инфекционном фоне заболеваний (развитие 17-18 %) составлял до 73 % в отношении корневых гнилей, и 17 % - пятнистостей листьев, прибавка урожая - 5,8 ц/га (10,8 %). Использование ПФ СПАА (25 мл/га) в фазу выхода в трубку, несмотря на недостаточно высокий защитный эффект, обеспечило высокую прибавку урожая - 8,9 ц/га (21,7 %) в основном за счет увеличения продуктивной кустистости и отдельных параметров структуры урожая.

8. На озимой пшенице высокое полифункциональное действие, обеспечившее прибавку урожая 6,5-7,0 ц/га (26,1-28,1 %), получено при обработке растений ПФ Ст'-С (15-25 мл/га) в фазу выхода трубку, а также СПАА (25 мл/га) в фазу кущения весной. Фунгистатическое и иммунизирующее действие препарата на относительно невысоком инфекционном фоне (развитие 7-8%) составляло от 24 до 95 % в зависимости от вида возбудителя.

9. На сахарной свекле при предпосевной обработке семян из всех испытанных ПФ наиболее высокие показатели эффективности получены при применении

ПФ СПАА (10 мл/т): иммунизирующий эффект по отношению к мучнистой росе достигал 28,4 % при уровне развития патогена в контроле 71 %, прибавка урожая за счет полифункционального действия достигала 43 %. ПФ Ст и Ст-С показали наибольшую биологическая эффективность против корнееда - 24,3-36,8 %.

Установлено, что в период вегетации целесообразно однократное применение Стиммунола в фазу 5-6 настоящих листьев. При этом оптимальной препаративной формой является Ст-С. За счет полифункционального действия наиболее высокая прибавка урожая отмечалась при нормах расхода препарата 20-25 мл/га -17,8-18,3 %. Фунгистатическое действие по отношению к мучнистой росе составляло 54-21 и 83-37 % соответственно при низком и среднем инфекционном фоне (развитие заболевания 4,5 и 30 %).

10. При предпосадочной обработке фитоактиватором (ПФ Ст в норме расхода 1,5 мл/т и СПАА, 15 мл/т) клубней картофеля отмечался высокий иммунизирующий эффект: снижение пораженности клубней различными заболеваниями на 40-87 %. Уровень биологической эффективности зависел от вида патогена. За счет полифункционального действия (усиление процессов фотосинтеза, увеличение ассимиляциионной поверхности листьев и массы клубней, стимуляция клубнеоб-разования) прибавка урожая составляла соответственно 37,1 и 19,3 %.

При однократной обработке Стиммунолом (ПФ Ст, 4 и 6 мл/га) вегетирующих растений в фазу бутонизации на неудобренном фоне при урожайности в контроле 149,4 ц/га прибавка урожая составляла 49,3 и 45,6 % (эталон - Альбит - 43,9 %).

11. На клевере за счет полифункционального действия препарата (ПФ СПАА) прибавка урожая варьировала от 32,5 до 52,0 %. Наибольшую рострегули-рующую активность препарат показал в норме расхода 25 мл/га, а иммунизирующую (биологическая эффективность против бурой пятнистости - 85,4 %) -75 мл/га. Существенно возрастала и генеративная продуктивность растений (увеличение количества соцветий на 30-35 %).

12. Благодаря технологической простоте наработки и низкой себестоимости, препарат Стиммунол может обеспечить при применении на различных сельскохозяйственных культурах высокую экономическую эффективность: рентабельность от 85 до 916 %, окупаемость затрат - от 2 до 10 раз.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для проведения регистрационных испытаний, освоения наработки и коммерциализации предлагается технология получения и технологичная препаративная форма нового препарата-фитоактиватора на основе почвенных олигохет -Стиммунол - Ст-С.

Список опубликованных по теме диссертации работ

На изобретения по технологии получения и использования препарата Стиммунол получено 2 патента и одно положительное решение на выдачу патента РФ.

1. Пат. 2305927 Российская Федерация. Способ защиты растений / Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, H.A. Саранцева, И.Ю. Бобрешова; заявитель и патентообладатель ФГНУ «ВНИИЗР». -2005117904/13; заявл. 09.06.2005; опубл.20.09.2007, Бюл. № 26. -3 с.

2. Пат. 2385560 Российская Федерация. Способ защиты растений / Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, H.A. Саранцева, И.Ю. Бобрешова; заявитель и патентообладатель ФГНУ «ВНИИЗР». -2008132178/13; заявл. 04.08.2008; опубл.10.04.2010, Бюл. № 26.-3 с.

3. Положительное решение на выдачу патента по заявке № 2010118905/13 (026843). Способ повышения продуктивности и устойчивости растений к болезням / Т. А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, H.A. Саранцева, И. Ю. Бобрешова; заявитель ФГНУ «ВНИИЗР».

1. Рябчинская Т.А. Новые перспективные биопродуценты иммуно- и ростстимуляторов / Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, H.A. Саранцева, И.Ю. Бобрешова // Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем: матер. Междунар. науч.-практич. конф. «Технологии создания биологических средств защиты растений на основе энтомопатогенов, микробов-антагонистов и применения их в открытом и закрытом грунтах», Краснодар, 20-22 сентября 2006 г., - Краснодар, 2006. - Вып. 4. - С. 463-465.

2. Рябчинская Т.А. Повышение продуктивности ярового ячменя при использовании новых фитоактиваторов / Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, И.Ю. Бобрешова, H.A. Саранцева. А.К. Злотников II Проблемы и пути реализации потенциала производства зерна в Центральном Черноземье: матер, науч.-практич. конф. и заседания территориального координационного совета «Проблемы земледелия ЦЧЗ», Каменная Степь, 31 мая-1 июня 2007 г. - Каменная Степь -Санкт-Петербург, 2007. - С.55-56.

3. Рябчинская Т.А. Новый перспективный активатор фитоиммунитета и продуктивности на сахарной свекле / Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, H.A. Саранцева, И.Ю. Бобрешова // Фи-тосанитарное обеспечение устойчивого развития агроэкосистем: сб. Междунар. науч.-практич. конф., Орел, 18-20 марта 2008 г. - Орел, 2008. - С. 288-291.

4. Саранцева H.A. Новый иммуно- и ростстимулятор на яровом ячмене / Н. А.Саранцева, Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, И.Ю. Бобрешова // Фитосанитарное обеспечение устойчивого развития агроэкосистем: сб. Междунар. науч.-практич. конф., Орел, 18-20 марта 2008 г. - Орел, 2008.-С. 282-285.

5. Рябчинская Т.А. Биохимические и физиологические предикторы индуцированного иммунитета при обработке растений шшуноиндукторами группы Альбит / Т.А .Рябчинская, Г.Л. Харченко, НА. Саранцева, И.Ю. Бобрешова, А.К. Злотников // Вестник защиты растений. - С.-Пб. -Пушкин, 2008. -Na 2. - С. 24-41.

6. Рябчинская Т.А. К вопросу оценки эффективности фитоактиваторов / Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, H.A. Саранцева, И. Ю. Бобрешова // Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем: матер, докл. Междунар. науч.-практич. конф. «Биологическая защита растений, перспективы и роль в фитосанитарном оздоровлении агроценозов и получение экологически безопасной продукции», Краснодар. 23-25 сентября 2008 г. - Краснодар, 2008. -Вып. 5.-С. 371-373.

7. Рябчинская Т.А. Новый перспективный фитоактиватор иммунитета и продуктивности / Т.А Рябчинская, Г.Л. Харченко, H.A. Саранцева, И.Ю. Бобрешова // Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем: Матер, докл. Междунар. науч.-практич. конф. «Биологическая защита растений, перспективы и роль в фитосанитарном оздоровлении агроценозов и получение экологически безопасной продукции», Краснодар. 23-25 сентября 2008 г. -Краснодар, 2008. - Вып. 5. - С. 373-375.

8. Саранцева H.A. Новый иммуно- и ростстимулятор на картофеле / Н. А. Саранцева, Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, И.Ю. Бобрешова // Пути сохранения плодородия почвы и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтном земледе-

лии Центрального Черноземья: матер, засед. территор. координац. совета «Проблемы земледелия ЦЧЗ», Каменная степь, 29 мая 2009 года - Воронеж: Истоки, 2009. - Ч. 1. - С. 74-75.

9. Бобрешова И.Ю. К вопросу разработки регламентов применения нового фитоактива-тора на яровом ячмене / И.Ю. Бобрешова, Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, H.A. Саранцева // Пути сохранения плодородия почвы и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтном земледелии Центрального Черноземья: матер, засед. территор. координац. совета «Проблемы земледелия ЦЧЗ», Каменная степь, 29 мая 2009 года - Воронеж: Истоки, 2009. - Ч. 1. - С. 75-77.

10. Алёхин В.Т. Новый препарат для стимуляции иммунитета и повышения продуктивности растений / В.Т. Алёхин, Т.А. Рябчинская, И.Ю. Бобрешова, ГЛ. Харченко, НА. Саранцева // Защита и карантин растений. - 2010. -№3.-С. 44-46.

11. Aiexm В.Т. Разработка тактики применения фитоактиваторов на свекловичных полях / В.Т Алёхин, Т.А. Рябчинская, ГЛ. Харченко, И.Ю. Бобрешова, Н А. Саранцева, A.B. Рябчинский // Сахарная свекла. - 2010. -Лг 2.-С. 16-22.

12. Бобрешова И.Ю. Новый полифункциональный фитоакгиватор на основе почвенных олигохет / И.Ю. Бобрешова, Т.А Рябчинская, ГЛ. Харченко, H.A. Саранцева // Вермикомпости-рование и вермикультивирование как основа экологического земледелия в XXI веке - проблемы, перспективы, достижения: матер. II Междунар. науч.-практич. конф. ведущих специалистов, предпринимателей и производственников, Минск, 7-11 июня 2010 г. - Минск, 2010. - С. 153-159.

13. Бобрешова ИЛО. Неспецифическое действие рострегуляторов / И.Ю.Бобрешова, Т. А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, H.A. Саранцева // Фитосанитарная безопасность агроэкосистем: матер. Междунар. науч.-практич. конф., Новосибирск, 7-9 июля 2010 г. - Новосибирск, 2010. -С. 29-30.

14. Рябчинская Т.А. На заметку агроному: новый биологический фитоактиватор и перспективы его практического применения в экологизированном растениеводстве / Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, И.Ю. Бобрешова, H.A. Саранцева // Образование в области изменения климата и альтернативной энергетики: XII Междунар. конф. «Экологическое образование в интересах устойчивого развития», Москва, 29-30 июня 2011г. - С-Пб, 2011. - С. 235-237.

15. Рябчинская Т.А.. К вопросу о сингальной роли экзогенных аминокислот / Т.А. Рябчинская, И.Ю. Бобрешова, H.A. Саранцева, Г.Л. Харченко // Клеточная сигнализация у растений: тез. докл. П1 Междунар. симпоз., Казань, 28 июня - 1 июля 2011 г. - Казань, 2011. - С. 163164.

16. Рябчинская Т.А. Новый перспективный иммуно- и рострегулятор и перспективы его практического применения / Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, И.Ю. Бобрешова, Н.А, Саранцева // там же. - С. 165-166.

17. Харченко Г.Л. Отечественный биопрепарат Стиммунол на картофеле / Л. Харченко, И.Ю. Бобрешова, Т.А. Рябчинская, H.A. Саранцева // Защита картофеля. - 2011. - № 2. - С. 3134.

Курсивом выделены статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Гарнитура Тайме. Формат 60х80'Лб. Бумага кн.-журн. Усл. п. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №5651.

Типография ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ 394087, Воронеж, ул. Мичурина, 1.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Бобрешова, Ирина Юрьевна, Рамонь

61 12-6/290

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ»

На правах рукописи

БОБРЕШОВА Ирина Юрьевна

НОВЫЙ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АКТИВАТОР ФИТОИММУНИТЕТА И ОБОСНОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ НА РАЗЛИЧНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУРАХ

Специальность: 06.01.07 - защита растений

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, с.н.с.,

Т.А. Рябчинская

РАМОНЬ -2011

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4 ГЛАВА 1 ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРЕПАРАТЫ-ФИТОАКТИВАТОРЫ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ В

РАСТЕНИЕВОДСТВЕ (аналитический обзор литературы) Ю

1.1 Индуцированный приобретённый иммунитет и его роль в

усилении адаптационных свойств растений 12

1.2 Многофункциональные препараты-фитоактиваторы 16

1.2.1 Регуляторы роста растений гормонального действия 1 б

1.2.2 Биопрепараты на основе бактерий-антагонистов фитопатогенов 21

1.2.3 Препараты на основе метаболитов живых организмов 25

1.2.4 Фитоактиваторы химического происхождения (синтетические регуляторы роста) 30

1.2.5 Почвенные олигохеты как перспективные агенты для

создания биологически активных препаратов в растениеводстве 33

ГЛАВА 2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 3 7

2.1 Почвенно-климатические условия района исследований 37

2.2 Основные методы исследований 41 ГЛАВА 3 ФИТОАКТИВАТОР СТИММУНОЛ НА ОСНОВЕ ПОЧВЕННЫХ ОЛИГОХЕТ, ОСНОВНЫЕ ДЕЙСТВУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА И ИХ СВОЙСТВА 47

3.1 Почвенные олигохеты как биопродуценты полифункционального фитоактиватора 47

3.2 Препаративные формы Стиммунола 49

3.3 Продолжительность сохранения активности различных препаративных форм Стиммунола 53

3.4 Действующие вещества препарата и их иммунизирующие и рострегулирующие свойства 54

3.4.1 Иммунизирующие и рострегулирующие эффекты аминокислот 56

3.4.2 Иммуно-и ростстимулирующее действие полиаминов 69

ГЛАВА 4 ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ ДЕЙСТВИЯ ПРЕПАРАТА

СТИММУНОЛ НА ОТДЕЛЬНЫХ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУРАХ 76

4.1 Яровой ячмень 76

4.1.1 Комбинированная обработка семян и вегетирующих растений 76

4.1.2 Предпосевная обработка семян 79

4.1.3 Обработка вегетирующих растений 84

4.2 Озимая пшеница 90

4.3 Сахарная свекла 96

4.3.1 Предпосевная обработка семян 96

4.3.2 Обработка вегетирующих растений 110

4.3.3 Влияние обеспеченности растений минеральным питанием на эффективность Стиммунола при обработке вегетирующих растений 122

4.4 Картофель 125

4.4.1 Предпосадочная обработка клубней 125

4.4.2 Обработка в период вегетации 131

4.5 Клевер луговой 133 ГЛАВА 5 ОСОБЕННОСТИ ДЕЙСТВИЯ СТИММУНОЛА НА ЦЕЛЕВЫЕ

И НЕЦЕЛЕВЫЕ ОБЪЕКТЫ АГРОЦЕНОЗОВ 137

5.1 Неспецифическое действие фитоактиватора Стиммунол на

вредных насекомых 1 з 7

5.2 Отдаленное последействие Стиммунола на последующие репродукции растений 140

5.3 Особенности действия препарата на растения и факторы, влияющие на его эффективность 146 ГЛАВА 6 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СТИММУНОЛА НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУРАХ 149 ВЫВОДЫ 153 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 156 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 157 ПРИЛОЖЕНИЕ 188

ВВЕДЕНИЕ

Диссертационная работа выполнена за период 2006-2010 гг. на базе Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений» в соответствии с целевой государственной программой по проблеме 02: «Разработать новые технологии создания и использования биологических средств защиты сельскохозяйственных культур» и разделу 02.01: «Разработать новые технологии создания и использования различных средств биогенного происхождения для усиления иммунного статуса и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур».

Актуальность исследований.

Утрата комплексности и планомерности защитных мероприятий, ориентация на преимущественное использование химических средств повлекли за собой дестабилизацию фитосанитарной ситуации в агроценозах. Возросла вредоносность фитопатогенов, появились новые устойчивые к фунгицидам и более вирулентные штаммы [Монастырский, 2000]. Усилилось негативное действие на растения как климатических, так и антропогенных абиотических факторов. Все это в комплексе привело к резкому снижению продуктивности сельскохозяйственных культур, которая в большинстве случаев далека от генетически обусловленной потенциальной урожайности. В связи с этим актуальным является поиск новых методов и средств повышения адаптивных способностей сельскохозяйственных растений, позволяющих противостоять широкому комплексу негативных факторов абиотической и биотической природы. В этом плане большой интерес представляют полифункциональные иммуномодуляторы или фитоактиваторы растений, способствующие наряду с усилением их иммунного статуса, повышению адаптивных свойств растений и увеличению их продуктивности.

Многие препараты из групп биофунгицидов, регуляторов роста, биоло-

гических удобрений нашли уже достаточно широкое применение в сельскохозяйственном производстве (Планриз, Псевдобактерин-2, Иммуноцитофит, Альбит, Кристалон, Азотовит и др.). Наработка их производится малыми предприятиями. Все они относятся к группе экологически безопасных средств, и механизмы их многостороннего действия на растения отличаются высокой сложностью. За счет полифункциональности действия в отдельных случаях они могут конкурировать с эффективностью химических средств. Ассортимент препаратов данной группы на отечественном рынке постоянно расширяется. Большинство этих препаратов, созданных на основе живых микроорганизмов, отличаются нестабильностью действия: эффект от использования биопрепаратов на основе живых микроорганизмов колеблется в широких пределах от повышения урожая на 40 % до его снижения на 20 % в зависимости от условий применения [Кожевин, Корчмару, 1995]. Кроме того, срок хранения биопрепаратов на основе живых бактерий составляет от 2 месяцев до 1 года.

Использование отдельных действующих веществ вместо живых организмов позволяет минимизировать риск неблагоприятного воздействия условий внешней среды и конкуренции с местной микрофлорой [Злотников, 2006]. В качестве примеров таких препаратов можно назвать Эпин, Иммуноцитофит, Новосил, Крезацин, Альбит и др. Однако производство действующих веществ данных препаратов достаточно трудоемко, хотя и существенно дешевле, чем химических средств.

Актуальным является поиск новых видов биопродуцентов фитоактива-торов, производство которых будет обладать низкой трудозатратностью, а применение - достаточно высокой эффективностью и экологической безопасностью. Перспективным объектом в качестве источника получения комплекса биологически активных веществ с элиситорными свойствами являются почвенные олигохеты. Установлено, что в теле дождевых червей, способных подвергать биологическому разложению огромный набор материалов

органической и неорганической природы, содержится богатейший комплекс аминокислот, белков, ферментов и витаминов, а также других биологически активных веществ различной природы. Многие из продуктов жизнедеятельности дождевых червей обладают высоким стимулирующим влиянием на прорастание семян, рост и развитие растений. [Гаврилов, 1963].

Цель и задачи исследований. Разработка полифункционального пре-парата-фитоактиватора на основе нового биопродуцента - почвенных олиго-хет и обоснование перспектив его практического применения в растениеводстве в целях усиления иммунного статуса, адаптогенных свойств и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- анализ биологической активности экстрактов различных видов оли-гохет и отбор наиболее эффективного в качестве биопродуцента нового фи-тоактиватора;

- установление химического состава экстракта биомассы олигохет отобранного вида и определение комплекса действующих веществ, обладающих элиситорной актитвностью;

- изучение особенностей действия препарата на растения;

- разработка технологичной препаративной формы фитоактиватора;

- оценка полифункционального действия препарата Стиммунол при различных технологических регламентах применения его на отдельных сельскохозяйственных культурах.

Научная новизна исследований. Впервые на основе нового продуцента -почвенного олигохета вида №сос1п1ш са^тоБш - создан новый полифункциональный биопрепарат-фитоактиватор Стиммунол. Разработаны его препаративные формы и технология получения действующей композиции. Получено 2 патента РФ на изобретения. Идентифицированы основные действующие вещества препарата и выявлены их полифункциональные свойства. Впервые показана элиситорная роль отдельных экзогенных аминокислот и

одного из полиаминов, входящих в его состав. Изучены основные механизмы действия препарата на растения и апробированы различные регламенты применения его на отдельных сельскохозяйственных культурах. Установлено, что эффективность действия Стиммунола, как и других фитоактиваторов, находится в тесной зависимости от условий внешней среды, инфекционного фона и вида фитопатогенов. Выявлено неспецифическое действие Стиммунола на вредных членистоногих.

Впервые установлено отдаленное последействие обработки препарата-ми-фитоактиваторами (Стиммунол, Альбит) на следующую репродукцию растений ячменя, обусловленное эффектом эпигенетического наследования приобретенных признаков.

Практическая значимость результатов исследований. Разработана технология получения нового препарата-фитоактиватора Стиммунол, проведена подготовительная работа для коммерциализации разработки. Разработаны основные технологические регламенты применения препарата на ряде сельскохозяйственных культур (озимая пшеница, яровой ячмень, сахарная свёкла, картофель, клевер).

Доля участия автора. Исследования проведены группой соисполнителей по разделу тематического плана института. Автор принимал активное участие в разработке программы исследований, постановке всех лабораторных и полевых экспериментов, наблюдениях, учетах, статистической обработке и обобщении полученных данных.

Положения, выносимые на защиту

- Полифункциональное действие препарата Стиммунол обусловлено наличием в его составе комплекса биологически активных веществ (БАВ), обладающих свойствами элиситоров и обуславливающих его иммунизирующую и ростстимулирующую активность.

- Применение Стиммунола по различным технологическим регламентам на зерновых культурах (ячмень и озимая пшеница) позволяет существен-

но повысить иммунный статус растений и снизить вредоносность комплекса фитопатогенов от 15-40 до 70 %, повысить продуктивность культур от 5 до 21 % при достижении высокого экономического эффекта (окупаемость затрат до 4,9 раз).

- На сахарной свекле при оптимальных регламентах применения Стиммунола достигается полифункциональный эффект, выражающийся в снижении пораженности растений корнеедом, гнилями корнеплодов и заболеваниями листового аппарата от 15 до 68 % и повышении продуктивности культуры на 10-35 %. Окупаемость затрат при различных способах применения - 1,5-2 раза.

- Высокоотзывчивыми на применение препарата Стиммунол являются клевер и картофель, фунгистатические эффекты на данных культурах составляют до 75-85 % и обеспечивается прибавка урожая до 52 % при достижении высокой экономической эффективности.

- Полифункциональное действие Стиммунола на растения состоит в изменении иммунного статуса, регуляции ростовых и фотосинтетических процессов, сопутствующем влиянии на различные компоненты агроценозов и эпигенетическом наследовании приобретенных свойств в течение последующей репродукции (на яровом ячмене).

Апробация результатов работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции «Технологии создания биологических средств защиты растений на основе энтомопатогенов, микробов-антагонистов и применения их в открытом и закрытом грунтах» (Краснодар, 2006 г.), на научно-практической конференции и заседании территориального координационного совета «Проблемы и пути реализации потенциала производства зерна в Центральном Черноземье» (Каменная Степь, 2007 г.), на Международной научно-практической конференции «Фитосанитарное обеспечение устойчивого развития агроэкосистем» (Орел, 2008 г.), на Международной научно-практической конференции «Био-

логическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем» (Краснодар, 2008 г.), на II Международной конференции ведущих специалистов, предпринимателей и производственников «Вермикомпостирование и верми-культивирование как основа экологического земледелия в XXI веке - проблемы, перспективы, достижения» (Минск, 2010 г.), на Международной научно-практической конференции «Фитосанитарная безопасность агроэкосистем», (Новосибирск, 2010 г.), на заседании территориального координационного совета «Проблемы земледелия ЦЧЗ», (Каменная степь, 2009 г.) и на заседаниях Учёного Совета ФГБНУ «ВНИИЗР» (Рамонь, 2006-2010 гг.).

Структура работы: диссертация изложена на 198 стр. компьютерного набора, состоит из введения, 6 глав, выводов. Список литературы включает 289 источников, в том числе 51 - на иностранных языках. Иллюстрирована 38 таблицами и 29 рисунками. Содержит 9 приложений.

ГЛАВА 1 ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРЕПАРАТЫ-

ФИТОАКТИВАТОРЫ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ (обзор литературы)

В процессе роста и развития сельскохозяйственные растения подвергаются постоянному негативному воздействию комплекса биотических и абиотических факторов (в том числе и антропогенных), которое зачастую превышает порог их адаптационных возможностей, что приводит к существенной потере продуктивности культуры и снижению качества выращиваемой продукции. Потенциальные потери урожая сельскохозяйственных культур только от деятельности комплекса вредных объектов составляют от 27 до 40 % [Соколов, Монастырский, Пикушова, 1994; Ченкин, 1995; Шуровен-ков, Слободянюк, 2000]. В последнее десятилетие значительно обострилась и глобальная экологическая обстановка, вызвавшая ухудшение почвенно-климатических и погодных условий, вследствие отрицательных антропогенных воздействий человека на среду обитания, что также является немаловажным фактором снижения продуктивности сельскохозяйственных культур.

Создавшаяся ситуация в растениеводстве вызывает необходимость использования различных средств защиты растений от вредных организмов, и в первую очередь - химических, как наиболее эффективных. Однако абсолютное большинство химических средств защиты оказывает определённое негативное воздействие на защищаемые растения и на весь агроценоз в целом. Установлено, что применение химических фунгицидов оказывает существенное отрицательное влияние на окружающую среду [Бабрикова, 1979; Мапэоиг, 1987; Антонович, Седокур, 1990; Кутинкова, 1996]. Неумеренное применение химических средств защиты в агробиоценозах приводит к нарушению механизмов саморегуляции не только макро-, но и микроэкосистем, непосредственно связанных с культурными растениями, что вызывает эпи-

1 и /-' о »_»

фитотииное распространение многих опасных заболевании сельскохозяйственных культур, а также формирование устойчивых к фунгицидам рас возбу-

дителей болезней [Монастырский, 2000; Принципы, критерии..., 2000]. В связи с этим, в современных агротехнологиях особое место занимают приёмы, способствующие повышению устойчивости растений к различным неблагоприятным факторам среды. Одним из таких приёмов является возделывание устойчивых сортов [Соколов, 1990]. Однако сортовая устойчивость способна сохраняться в течение недостаточно длительного срока [Смольякова, Подгорная, Якуба, 2000].

В последнее десятилетие резко возрос интерес исследователей к проблеме повышения адаптационных возможностей растений. Наиболее важным приёмом является индукция приобретённого иммунитета, т.е. координированная индуцированная защита - фитоиммунокоррекция, основанная на тех же принципах, которые действуют в природных условиях. Растения способны распознавать вредный объект и реагировать на его вторжение активизацией каскада защитных реакций. Отечественными исследователями-биохимиками и физиологами [Озерецковская, 1994; 1999; Тарчевский, 2002; Тютерев, 2002; 2006 а] были обнаружены и идентифицированы сигнальные молекулы, принимающие участие в трансдукции сигналов в ответ на биотический стресс.

В настоящее время в защите растений от фитопатогенов сформировалось новое направление - использование препаратов, созданных на основе аналогов гормонов растений, микробов-антагонистов патогенов, а также их метаболитов или веществ различн