Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Разработка элементов технологии выращивания папайи для получения здорового посадочного материала и экстрактов с биопестицидными свойствами для защиты ее от вредных организмов

ВАК РФ 06.01.07, Плодоводство, виноградарство

Автореферат диссертации по теме "Разработка элементов технологии выращивания папайи для получения здорового посадочного материала и экстрактов с биопестицидными свойствами для защиты ее от вредных организмов"

(^ттЬ'

На правах рукописи

ВАФУЛА АРНОЛЬД МАМАТИ

РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ ПАПАЙИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗДОРОВОГО ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА И ЭКСТРАКТОВ С БИОПЕСТИЦИДНЫМИ СВОЙСТВАМИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЕЕ ОТ ВРЕДНЫХ ОРГАНИЗМОВ

Специальности: 06.01.07 - защита растений

06.01.01 - общее земледелие и растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

з о СЕН 2015

005562903

Москва 2015

005562903

Диссертационная работа выполнена на кафедре генетики, растениеводства и защиты растений Российского университета дружбы народов (РУДЫ) и на базе Кенийского университета сельского хозяйства и технологий им. Джомо Кениатта (ЖиАТ), Найроби в 2010 - 2015 гг.

Научные руководители:

кандидат биологических наук Пакииа Елена Николаевна

кандидат фармацевтических наук Вандышев Виктор Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории фитопаразитологии Центра паразитологии института проблем экологии и эволюции имени Л.Н. Северцова РАН

Перевертни Кирилл Александрович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий отделом селекции корнеплодов Всероссийского научно-исследовательского

института овощного хозяйства Леунов Владимир Иванович

Ведущая организация:

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт

лекарственных и ароматических растений»

Защита диссертации состоится «29» октября 2015 года в «12ч.00 мин.» часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.019.01 созданного на базе ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур» по адресу: 143080, Московская обл., Одинцовский р-н, п/о Лесной городок, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная д.14

Факс: (495) 599-22-77; E-mail: vniissok@mail.ru asoirantura@vniissok.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБНУ ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур.

Автореферат разослан 03 2015 года

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.019.01, доктор сельскохозяйственных наук._

старший научный сотрудникБондарева Людмила Леонидовна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Папайя (Carica papaya L.) или «дынное дерево» к

настоящему времени стало одним из наиболее популярных растений тропиков и субтропиков. С экономической точки зрения Carica papaya является наиболее важным видом среди семейства Сапсасеае, т.к. ее плоды используются как в сыром виде, так и для производства напитков, джемов, а также употребляются в сухом и замороженном виде. Папайя богата кальцием, витаминами А и С. Уровень содержания этих витаминов в одном средней массы плоде папайи покрывает минимальную норму, необходимую для взрослого человека.

Папайя (Carica papaya L.) принадлежит к группе растений, известных как латекс-выделяющие. С биохимической точки зрения листья, стебли, подземные органы и плоды папайи ценны как источники ряда биологически активных веществ, нашедших применение в фармации и других отраслях промышленности. Одним из наиболее значимых и важных продуктов является протеолитический фермент папаин, который получают из латекса незрелых плодов папайи.

Все это вызывает возрастающий интерес к данной культуре во всем мире, выдвигая на передний план задачу поиска не химических средств защиты папайи от вредителей и болезней.

То обстоятельство, что папайя является перекрестно опыляемым растением, существенно осложняет задачу получения однородного семенного материала и растений с заданными качествами, поэтому большое значение для производства оздоровленного и однородного посадочного материала данной культуры придают возможностям биотехнологии.

Цель исследований - изучить биологические особенности папайи и обосновать методы воспроизводства здорового посадочного материала, исследовать возможность использования в качестве биопестицидов экстрактов из разных органов папайи.

Задачи исследований:

> Изучить особенности культивирования папайи in vitro для получения здорового посадочного материала.

> Изучить в сравнительном аспекте морфолого-анатомические признаки семян папайи из разных мест её произрастания, а также содержание липидной фракции и состав триацилглицеринов в семенах растения.

> Провести сравнительное изучение биопестицидов для контроля численности плодовой мухи Bactrocera irtvadens на разных этапах развития.

> Испытать биофунгицидную активность экстрактов из листьев широко произрастающих в Кении растений для подавления развития антракноза на плодах папайи.

> Выявить особенности выращивания папайи в условиях защищенного грунта в России.

> Провести изучение наличия некоторых групп биологически активных веществ в разных органах папайи.

Научная новизна работы. Изучены основные вредители и болезни папайи. Выявлены перспективные биопестициды и растительные экстракты для борьбы с вредными для папайи микроорганизмами.

Впервые для условий Кении разработана методика получения здорового посадочного материала папайи путем микроклонирования.

Впервые выявлена активность водных экстрактов из органов папайи на подавление роста колоний бактерий Agrobacterium и штамма 1673 -Xanthomonas vesicatoria, которые могут быть использованы для защиты папайи от патогенных микроорганизмов при производстве экологически чистой продукции.

Впервые в сравнительном аспекте определены характеристики жирных масел, полученных из образцов семян папайи культивируемых в различных регионах.

Впервые установлено, что морфология и анатомия ссмян, уровень содержания липидных фракций и состав триацилглицеринов, полученных из семян папайи, культивируемой в различных регионах, не имеют резких различий.

Установлено что состав триацилглицеринов (ТАГ) в семенах папайи независимо от происхождения, соответствует невысыхающему жирному маслу типа олеиновой кислоты.

Практическая значимость результатов. Полученные результаты позволяют производить здоровый посадочный материал путем микроклонирования для закладки новых посадок в условиях Кении.

Показана высокая биологическая эффективность биопестицида GF-120 + Metarrhizium anisopliae против плодовой мухи и водных экстрактов из различных частей растения папайи против гриба Colletotrichum gloeosporioides и бактерий Agrobacterium и штамма 1673 - Xanthomonas vesicatoria.

Апробация работы. Полученные экспериментальные материалы были доложены на Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи в г. Мичуринск в 2009 году; на первой международной межвузовской конференции "Современные методы аналитического контроля качества и безопасности продовольственного сырья и продуктов питания" в г. Москва в 2010 году; на III Международной конференции молодых ученых РУДЫ «Инновационные процессы в АПК в 2011 году.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, из которых 3 -в журналах, рекомендованных ВАК Мипобрнауки РФ для публикации результатов научных исследований по кандидатским и докторским диссертациям.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 138 страницах компьютерного текста, содержит 25 таблицы, 27 рисунков Работа состоит из введения, обзора литературы, 5 глав экспериментальной части, заключения, предложений производству, приложения. Список литературы включает 150 авторов, в том числе 131 на иностранных языках.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили в 2010-2014 годах на кафедре генетики, растениеводства и защиты растений РУДН, а также в Кении на базе Университета сельского хозяйства и технологий им. Джомо Кениатта (JKUAT), расположенного в г. Найроби.

Были выбраны 3 линии местного кенийского сорта папайи Санрайз {Carica papaya), исходя из показателей урожайности, высоты растений и времени первого цветения. Семена из отобранных образцов были высеяны в теплице. В возрасте трех месяцев у саженцев отрезали 1-сантиметровую верхушечную точку роста. Верхушечные побеги после поверхностной стерилизаци обрезали с обеих концов до размера 0,7 см и культивировали на среде Мурасиге-Скуга (МС) (1962) с добавлением для получения твердой среды 2,5 г/л агара и обогащенной бензиламинопурином (БАЛ) (0,5 мг/л) в сочетании с 1 мг/л нафтилуксусной кислоты (НУК) для размножения побегов. Впоследствии побеги пересаживали на МС, обогащенную 0,1 мг/л БАЛ и 0,05 мг/л НУК для удлинения побегов.

рН среды устанавливалась на уровне 5,7 - 5,8 перед автоклавированием при 1 атм и 120°С в течение 20 мин.

Культивировали при температуре +25°С с 16 часовым световым периодом под лампами дневного света.

В стерильных условиях отбирали побеги одинаковой длины и диаметра и использовали для прививки in vitro. Когда стебель побегов достигал размера около 2 см, верхняя часть (1 см) отрезали и использовали как привой, а оставшаяся часть служила в качестве подвоя для других побегов. Применялся метод прививки «в расщеп». Привой и подвой фиксировали с помощью стерильных кактусовых колючек. Привитые микрорастения культивировали на среде МС, с добавлением агара (2,5 г/л агара) и содержащей 30 г/л сахарозы и 0,1 мг/л БАП в сочетании с 0,05 мг/л НУК. Контролем служил привой, сделанный на подвой растений той же линии.

Эксперимент был заложен рендомизорованно в 3 повторЕЮСтях.

6

В течение месяца через каждую неделю подсчитывали количество новых листьев и замеряли длину побегов. Через 4 недели подсчитывали количество выживших привитых растений.

Одновременно проводили эксперимент по подбору оптимального соотношения 6-бензиламинопурина и нафтилуксусной кислоты. Экспланты культивировали на среде МС с добавлением 30 г/л сахарозы и 6-бензиламинопурина в концентрации ОД; 0,5; 1,0 и 2,0 мг/л в сочетании с нафтилуксусной кислотой в концентрации 0,05; 0,1, 0,5 и 1,0 мг/л. Контролем служили растения, культивируемые на МС без добавления БАП и НУК.

В течение трех месяцев через каждые 3 недели замеряли длину экспланта и подсчитывали количество новых ростовых почек на каждом экспланте. Экспланты пересаживали на свежую среду через каждые три недели.

Для контроля численности плодовой мухи на опытной плантации Кенийского университета сельского хозяйства и технологии им. Джомо Кениагга. (Ж11АТ) и на фермерских полях при Кенийском аграрном научно-исследовательском институте (КАШ) в 2010-2011 гг. нами были испытаны на папайе производимый в ЮАР биопестицид СР-120 и производимый в Кении спиносад в сочетании с мазофермом. Опрыскивания проводили через каждые 7 дней с одновременным мониторингом численности плодовой мухи для оценки эффективности применяемых биопестицидов.

Для учета численности плодовой мухи использовали метил-евгенол, который производится в виде специальных пластин размером 1 см х 1 см. Одна пластина помещается в одну ловушку для учета и меняется через каждые 7 дней.

Компоненты в составе препарата ОР-120:

- сахар

- кукурузный протеин

- спиносад — активный компонент, который представляет собой продукт жизнедеятельности почвенного актиномицета Басс1югоро1узрога яртоза.

Мазоферм представляет собой протеиновый гидролизат, который служит пищевой приманкой для взрослых особей плодовой мухи. Его смещивают с биоинсектицидом спиносад (в отличие от GF-120, куда он уже входит как активный компонент).

Обработки начинали, когда сформировавшиеся плоды папайи достигали половины своего размера и проводили через каждые 7 дней. Опрыскивали точечно 1 м2 кроны растения (50 мл на 1 растение). Биопестицид на основе почвообитающего гриба Metarrhizium anisopliae вносили одноразово перед образованием плодов.

Опыт был заложен рендомизировано блочно в четырех повторностях. В каждом варианте обрабатывали по 5 растений папайи.

Препараты распыляли с помощью ранцевого опрыскивателя с диаметром распыления 1-4 мм.

Варианты обработок:

1. GF-120 (жидкий протеин + биоинсектицид спиносад 0,24 г/л) из расчета 1 л на 20 л воды, рабочий раствор - 10 л/га;

2. Мазоферм + спиносад из расчета 750 мл мазоферм + 250 мл спиносада на 1 га;

3. GF-120 из расчета 1 л на 20 л воды (рабочий раствор 10 л/га) + биопестицид на основе Metarrhizium anisopliae из расчета 1 х 1015 конидий на гектар;

4. Мазоферм + спиносад (750 мл мазоферма + 250 мл спиносада на 1 га) + биопестицид на основе Metarrhizium anisopliae из расчета 1 х 1015 конидий на гектар;

5. Контроль (без обработок).

Помимо учета численности плодовой мухи определяли процент поврежденных плодов и количество личинок на 1 кг плодов при сборе урожая.

Для подавления антракноза на плодах папайи были испытаны in vitro экстракты из 7 видов растений, произрастающих в Кении и собранных в 2010 г. Листья собранных растений высушивали при комнатной температуре и впоследствии измельчали в порошок. 50 г полученного растительного порошка

8

каждого вида экстрагировали в 250 мл этилацетата в течение двух часов на магнитной мешалке. Полученный экстракт отфильтровывали через бумажный фильтр в 500-миллиметровые круглые колбы и выпаривали при 40°С во вращающейся водяной бане. По 50 мг полученных экстрактов каждого вида растений растворяли в 1 мл растворителя и затем тестировали на антигрибную активность.

Подготавливали диски фильтровальной бумаги диаметром 6 мм и стерилизовали сухим паром в муфельной печи при температуре 160°С в течение 1 часа. Затем на каждый диск пипеткой наносили по 10 мл растительных экстрактов.

Суспензию спор Colletotrichum gloeosporioides, помещали в чашки Петри с твердой искусственной питательной средой. После того, как диски фильтровальной бумаги с растительными экстрактами предварительно просушивали, их помещали на среду в чашках Петри с колонией гриба Colletotrichum gloeosporioides и оставляли инкубировать в течение 4 дней.

Действие водных растительных экстрактов in vivo на развитие антракноза на собранных плодах папайи сорта Соло изучали в концентрациях 10% и 25%. Суспензия конидий гриба Colletotrichum gloeosporioides использовали в концентрациях 105 конидий/мл. Для поверхностной стерилизации плодов папайи использовали 1%-ный раствор гипохлорида натрия, в который помещали плоды папайи на 10 минут, после чего их промывали в стерильной дистиллированной воде и помещали в пластиковый контейнер с раствором, содержащим конидии гриба Colletotriclmm gloeosporioides. В растворе гипохлорида натрия плоды выдерживали в течение 15 часов, после чего опускали в раствор растительных экстрактов, а контрольную партию - в стерильную дистиллированную воду. В каждый из растительных экстрактов опускали по пять плодов, каждый из которых принимали за отдельную повторность в опыте. После появления первых симптомов антракноза проводили учет и определяли процент пораженных плодов. Степень развития болезни определяли по пятибалльной шкале.

Для определения наличия некоторых групп биологически активных соединений в органах папайи использовали методики, описанные в: «Фотохимический анализ лекарственного растительного сырья: Методические указания к лабораторным занятиям. / Под ред. К.Ф. Блиновой. Репринтное издание - СПб.: СПХФА, 1998).

Действие водных вытяжек из различных частей растения папайи также испытывали на возможное ингибирование роста в чашках Петри на культуре фитопатогенних бактерий следующих видов: #1944-2 Pectobacterium carotovorum #33 Dickeya dianthicola #12 Agrobacterium tumafaciens #1368 Xanthomonas campestrispv. Campestris #1222t Clavibacter michiganensis sbsp. Michiganensis #/1209 Clavibacter michiganensis sbsp. Michiganensis #1673 Xanthomonas vesicatoria pv. Vesicatoria #1674 Xanthomonas vesicatoria pv. Vesicatoria #s-38 Pseudomonas syringae pv. Syringae

Все бактериальные штаммы были любезно предоставлены доктор биологических наук, Игнатовым А.Н.

Для статистической обработки полученных результатов использовали метод статистического анализа, установленный международным институтом статистики (Доспехов Б.А., 1985; SAS Institute (SAS Institute, 2002) с использованием компьютерных программ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Результат прививок in vitro на разных линиях папайи Через 7 дней после прививки в местах соединения привоя и подвоя образовался каллус. Интенсивность формирования каллусной ткани была неодинакова и во многом определяла успех прививок. Количество прижившихся привоев варьировало от 45 до 80%.

ю

Таблица 1. Влияние привоя и подвоя на успех прививок in vitro на _ разных линях папайи_

Привой Подвой Число привитых побегов Число прижившихся привоев прижившихся привоев, %

Папайя линии 1 Папайя линии 1 40 30 75

Папайя линии 2 40 24 60

Папайя линии 3 40 20 50

Папайя линии 2 Папайя линии 1 40 28 70

Папайя линии 2 40 32 80

Папайя линии 3 40 18 45

Папайя линии 3 Папайя линии 1 40 20 50

Папайя линии 2 40 18 45

Папайя линии 3 40 26 65

Успех прижившихся привоев в контроле 1 (растения 1-й линии, привитые

на подвой из той же линии) и контроле 2 (растения 2-й линии, привитые на подвой из той же линии) был значительно выше и через 4 недели составил 75 и 80% (таблица 1). Напротив, папайя линии 2, привитая на папайю линии 3, и папайя линии 3, привитая на папайю линии 2 показала наименьший результат приживаемости, который составил 45%.

Через 4 недели после прививки число образовавшихся листьев и длина стеблей сравнивались с контролем. Наибольшая разница в значениях была отмечена при сравнении с контролем 1. В контроле 1 наблюдалось наибольшее количество листьев (в среднем 8 на побег) и максимальная длина стебля (в среднем 2,5 см) (таблица 2).

Таблица 2. Влияние привоя и подвоя на количество листьев и длину стебля (по сравнению с контролем 1)

Вариант Количество листьев, шт. Длина стебля, см

Линия 1/ Линия 1 (контроль) 8 ±1,15" 2,5±0,037ь

Линия 1 / Линия 2 eii^i3" 2,3±0,043а

Линия 2 / Линия 3 2,2^0,028*

Линия 2 / Линия 1 6±132ab 2,3± 0,032"

Линия 3 / Линия 1 6±\,49"" 2,2± 0,025"

Линия 3 / Линия 2 6± 1,35аЬ 2,1±0,031а

Линия 1 / Линия 3 4±0,98а 2,2 ±0,028"

НСР 0 05 0,05 0,01

Значения в колонке, отмеченные одинаковой буквой, существенно не различаются НСР (р<0,05)

При сравнении с контролем 2 была выявлена разница в числе сформировавшихся листьев, но различия в длине стебля были несущественны. Через 4 недели после прививки максиматыюе количество листьев наблюдалось в контроле 2 и составило в среднем 7 шт. (табл. 3).

Таблица 3. Влияние привоя и подвоя на количество листьев и длину стебля (по сравнению с контролем 2)

Вариант Количество листьев, шт. Длина стебля, см

Линия 2 / Линия 2 (контроль) 7 ±1,62" 2,3± 0,045"

Линия 1 / Линия 2 6±1,41аЬ 2,3 ±0,043а

Линия 3 / Линия 2 6± 1,35аЬ 2,1 ±0,031 а

Линия 3 / Линия 1 6±1,49а" 2,2±0,025 а

Линия 2 / Линия 1 6±1,32а" 2,2±0,025 а

Линия 2 / Линия 3 6±1,50аЬ 2,2±0,028 а

Линия 1 / Линия 3 4±0,98а 2,2±0,028 а

НСР 0.05 0,0409 0,308

Значения в колонке, отмеченные одинаковой буквой, существенно не различаются НСР (р<0,05)

В то же время, при сравнении с контролем 3 не было обнаружено существенных различий в числе образовавшихся листьев и длине стебля (таблица 4). Папайя линии 1 привитая на папайю линии 3, сформировала наименьшее количество листьев по сравнению со всеми другими вариантами.

Таблица 4. Влияние привоя и подвоя на количество листьев и длину

стебля (по сравнению с контролем 3)

Вариант Количество листьев, шт. Длина стебля, см

Линия 3 / Линия 3 (контроль) 6±1,51а 2,2±0,023 а

Линия 2 / Линия 3 6±1,50а 2,2±0,025 а

Линия 3 / Линия 1 6±1,49" 2,2±0,025 а

Линия 1 / Линия 2 6±1,41а 2,3±0,043 а

Линия 2 / Линия 1 6±1,32а 2,3± 0,032а

Линия 3 / Линия 2 6±1,35а 2,1±0,031а

Линия 1 / Линия 3 4±0,98а 2,2± 0,028а

НСР 0 05 0,157 0,442

Значения в колонке, отмеченные одинаковой буквой, существенно не различаются НСР (р<0,05)

Влияние различных концентраций БАП в сочетании с НУК на формирование и длину побегов

Через 12 дней культивирования формирование побегов и число побегов на посаженную почку существенно различались по вариантам с различными концентрациями БАП и НУК. Увеличение концентрации БАП до 0,5 мг/л и НУК до 0,1 мг/л способствовало увеличению среднего числа побегов на одной посаженной почке (таблица 5).

Таблица 5. Влияние различных концентраций БАП в сочетании с НУК на формирование побегов на верхушечной почке растений трех линий папайи

через 12 дней культивирования

БАЛ+НУК, мг/л Среднее количество побегов

Линия 1 Линия 2 Линия 3

0+0 0,8 ±0,16" 1,0 ± 0,448 0,6 ¿О^11

0,1+0,05 11,8 ± 0,91с 8,8 ± 0,30е 16,5 ± 1,54ь

0,5+0,05 13,8 ± 0,70" 13,6 ±0,95° 16,8 ±0,94"

1,0+0,05 8,5 ± 0,22е' 8,8 ± 0,47е 6,8 ± 0,60е'8

2,0+0,05 6,5 ± 0,50'8 7,8 ± 0,37е11 6,5 ± 0,88е'8

0,1+0,1 11,0 ±0,5 Iм 12,3 ± 0,84° 143 ± 0,91е

0,5+0,1 24,3 ± 0,95" 25,8 ±2,08" 19,3 ±0,98"

1,0+0,1 8,1 ±0,47" 9,0 ± 0,25е 10,6 ±0,33"

2,0+0,1 5,0 ± 0,36е 7,6 ± 0,33м 5,8 ± 0,60е'15

0,1+0,5 4,1 ± 0,40® 4,2 ± 0,30е' 4,1 ± 0,40'8

0,5+0,5 8,3 ± 0,66е1 8,6 ± 0,21е 8,5 ± 0,71"°

1,0+0,5 9,6 ± 0,49® 8,1 ± 0,60е4 8,8 ± 0,30®

2,0+0,5 5,5 ± 0,42® 5,8 ± 0,47"° 7,1 ±0,65"

0,1+1,0 4,5 ± 0,34е 2,3 ± 0,21'8 4,6±0Д1'8

0,5+1,0 4,1± 0,308 2,8 ± 0,40'8 3,8 ± 0308

1,0+1,0 4,6 ±0,6® 4,8 ± 0,54е1 6,6 ± 0,49е'8

2,0+1,0 5,5 ± 0,428 4,0 ± 0,36е1 5,6 ± 0,33е18

Средние значения в колонке, отмеченные одинаковой буквой, не имеют

существенных различий согласно ЭМК (Р< 0,05).

Что касается длины побегов, то концентрация БЛП ОД мг/л + НУК 0,05 мг/л оказалась оптимальной и обеспечила максимальные значения (3,25 - 3,30 см) по всем вариантам (таблица 6).

Таблица 6. Влияние различных концентраций БАП в сочетании с НУК на среднюю длину побега на трех линиях папайи через 12 дней культивирования

БАП+НУК, мг/л Средняя длина побега, см

Линия 1 Линия 2 Линия 3

0+0 1,31 ±0,017® 1,38 ±0,031« 1,58 ± 0,033'

0,1+0,05 3,25 ± 0,085* 3,30 ± 0,082я 3,28 ± 0,070"

0,5+0,05 2,63 ± 0,042° 3,03 ±0,105° 3,01 ± 0,087°

1,0+0,05 1,80 ± 0,037ае 2,05 ± 0,043" 1,73 ± 0,042е

2,0+0,05 1,76 ± 0,049е 1,68 ±0,03 Iе' 1,60 ± 0,037"

0,1+0,1 2,71 ±0,048° 2,78 ± 0,079е 2,16 ± 0,033е

0,5+0,1 2,26 ± 0,042е 2,11 ±0,031" 2,13 ± 0,056е

1,0+0,1 1,70 ± 0,026й 2,10 ±0,058" 2,13 ± 0,056е

2,0+0,1 1,43 ± 0,0338 1,83 ± 0,033е 1,96 ±0,071"

0,1+0,5 1,30 ± 0,026® 1,51 ±0,031'8 1,73 ± 0,021е

0,5+0,5 1,80 ± 0,026'* 1,80 ± 0,086е 1,68 ± 0,031е'

1,0+0,5 1,81 ±0,031" 1,80 ± 0,037е 1,75 ± 0,022е

2,0+0,5 1,85±0,022"е 1,70 ± 0,037е' 1,80 ± 0,037е

0,1+1,0 1,56 ±0,021' 1,50 ± 0,026' 1,58 ± 0,040е'

0,5+1,0 1,71 ± 0,031е' 1,63 ±0,021" 1,68 ± 0,037е'

1,0+1,0 1,95 ± 0,043" 1,88 ± 0,040е 1,68 ± 0,0373*

2,0+1,0 1,70 ± 0,068е1 1,70 ± 0,082е' 1,73 ± 0,049е

Средние значения в колонке, отмеченные одинаковой буквой, не имеют

существенных различий согласно БМК (Р< 0,05)

Влияние обработок на численность плодовой мухи Ваагосега тчайепя и поврежденность плодов папайи

Полученные результаты но эффективности опрыскиваний двумя препаратами ОР-120 и Мазоферм + спиносад показывают, что ОР-120 оказался более эффективным и, начиная с шестого опрыскивания, обеспечил снижение численности имаго плодовой мухи почти в два раза по сравнению с контролем

(рисунок 1). Препарат Мазоферм + спиносад оказался чуть менее эффективным, хотя по сравнению с контролем в конечном результате показал такие же результаты, как и СР-120.

Рисунок 1. Влияние опрыскиваний на численность плодовой мухи

Что касается поврежденное™ плодов папайи личинками плодовой мухи после 15 проведенных опрыскиваний и внесении биопестицида на основе почвообитающего актиномицета Ме1аггЫ2'шт атзорНае по вариантам, то наиболее эффективным оказался препарат 0р-120 в сочетании с биопестицидом, где поврежденность плодов оказалась минимальной и составила 10% по сравнению с 63,49% в контроле при наименьшем количестве личинок на 1 кг плодов (3,1 по сравнению с 20.29 в контроле) (таблица 7).

Таблица 7. Влияние обработок на поврежденность плодов папайи

Вариант процент поврежденных Количество личинок на 1

плодов после 15 кг плодов после 15

опрыскиваний опрыскивании

СР-120 32 ±1,8 7,0±0,45

Мазоферм + спиносад 21±2,7 8.1±1,0

СР-120 + Ме1аггЫгшт 10±1,5 3,1±0,7

апЬорИае

Мазоферм + спиносад+ МеЮггЫгтт атьорИае 15±1,5 5,9±1,2

Контроль 63,49 ±0,2 2029 ±0,55

Таким образом, проведенные нами опыты позволяют рекомендовать применение опрыскиваний препаратом 0р-120 в сочетании с одноразовым внесением в почву актиномицета МеШггЫгтт атяорИае, что существенно снижает как численность плодовой мухи, так и процент поврежденных плодов.

Оценка биологической и хозяйственной эффективности биопрепаратов в борьбе с плодовой мухой Оценка биологической эффективности показала, что после серии проведенных обработок препаратом СР-120 численность плодовой мухи сократилась на 72,4% по сравнению с контролем (таблица 8). Обработки мазофермом в сочетании с спиносадом также способствовали эффективному снижению численности плодовой мухи, и она сократилась на 63,5% по сравнению с контролем.

Таблица 8. Биологическая эффективность биопрепаратов при подавлении

численности плодовой мухи Ваагосега тхаЛет на папайе

Вариант обработок Численность плодовой мухи, штЛовУдеиь Подавление численности плодовой мухи, % по сравнению с контролем

СР-120 2,1 72,4

Мазоферм + спиносад 2,7 63,5

Контроль без обработок 7,6 -

Одним из критериев оценки эффективности применения защитных мероприятий является уровень сохраненного урожая.

Таблица 9. Урожайность папайи сорта Санрайз в зависимости от варианта

обработок

Вариант Урожайность, т/га Сохраненный урожай, т/га Сохраненный урожай, %

GF-120 38,6 15,2 39,4

Мазоферм + спиносад 39,9 16,5 41,4

GF-120 + Metarrhizium anisopliae 48,7 25,3 51,9

Мазоферм + спиносад+ Metarrhizium anisopliae 42,7 19,3 45,2

Контроль без обработок 23,4 - -

Анализ урожайности папайи сорта Санрайз при использовании различных биопрепаратов против плодовой мухи Bactrocera invadens (таблица 9) свидетельствует о том, что наибольшая прибавка урожая (51,9 %) была получена при применении препарата GF-120 с одноразовым внесением в почву актиномицета Metarrhizium anisopliae, что позволяет рекомендовать данную схему обработки как наиболее эффективную.

Антигрибная активность растительных экстрактов /и vivo В результате исследований наблюдалась существенная разница в антигрибной активности экстрактов из различных растительных образцов при ингибировании роста гриба на искусственной питательной среде. Наиболее сильно рост патогена ингибировали экстракты из Lantana сатага и Carica papaya. Экстракт листьев Lardaría сатага давал максимальную зону ингибирования (таблица 10).

Таблица 10. Фунгицидная активность растительных экстрактов для подавления развития Colletotrichum gloeosporioides

Листья растений Диаметр1, мм Проросших спор2, %

Citrus limon 1,3 46,1

Lantana camara 35,3 10,1

Lantana vi bur no ides 5,0 12,6

Nicotiana tabacum 1,0 42,6

Vernonia amygdalina 5,3 16,3

Zingiber officinale 4,0 16,8

Carica papaya 5,7 13,3

Контроль 0,0 89,1

HCP (0,05) 1,41 4,32

1-диаметр зоны ингибирования замеряли через 4 дня культивирования,

2-количество проросших спор определяли через 24 часа после инокуляции.

Тот факт, что экстракт из Carica papaya показал второй по эффективности результат, вполне согласуется со многими литературными источниками, указывающими на инсектицидную и фунгицидную активность данного растения (Satrijae/ al, 1994, Bernice, 1997, Abd-El-Khair, Omima, 2006, Bautista-Banos et al., 2002, Anibijuwon, Udeze, 2009, Al-Samarrai et al., 2013, Oyagade et al., 1999, Nashwa el al., 2012).

Получение липидного комплекса из семян папайи

Выход липидного комплекса из семян папайи различного происхождения (таблица 11) составил от 18,30 до 27,00 % в пересчете на воздушно-сухое сырьё. Такое высокое содержание гидрофобной фракции позволяет считать семена папайи жиро-масличным сырьем. Образцы жирного масла имели коэффициент рефракции в интервале 1,4667 - 1,4678. Такие значения характерны для жидких растительных масел, относящихся к невысыхающим.

Таблица 11. Уровень липидных комплексов в семенах папайи различного

происхождения

Происхождение семян, год получения образца Выход липидного комплекса, %

1. Кения, 2008 25,0

2. Доминиканская Республика, 2009 27,0

3. Ангола, 2009, из плодов с красной мякотью 27,0

4. Ангола, 2009, из плодов с желтой мякотью 26,0

5. Гана, 2009 18,3

6. Бразилия, 2009 21,1

7. РФ (Саратов), 2008, от растений из защищенного грунта 23,0

Анализ состава триацилглицеринов семян папайи с помощью ЯМР -спектроскопии

Из н'-ЯМР - спектров всех образцов жирного масла семян папайи следует, что в области 2,7-2,9 м.д. интенсивность триплета метиленовых протонов, находящихся между двойными связями, очень мала. Это указывает на преобладание в составе триациглицеринов жирного масла семян папайи, независимо от района культивирования, эфиров глицерина с мононенасыщенной кислотой. Жирное масло всех изученных образцов семян папайи относится к невысыхающим ( к типу олеиновой кислоты).

Согласно расчетным данным из Н'-ЯМР — спектров (таблица 12) в масле семян папайи содержится 20,0 - 25,0% насыщенных и значительное количество (75,0 -80,0%) ненасыщенных высших жирных кислот.

Таблица 12. Характеристика триацилглицеринов в образцах жирного масла из семян Carica papaya L. различного происхождения методом ЯМР-

спектрометрии

Образец масла, полученный из семян плодов папайи, культивируемой: Характеристики жирного масла

Аналог йодного числа, г йода на 100 г масла Содержание, %

ненасы щешшх кислот насы щенных кислот поли- непасыщен ных кислот Мононена сыщенной кислоты

в Кении 66,0 79,0 21,0 не определено не определено

в Бразилии 67,0 76,0 24,0 4,0 72,0

в Доминиканской республике 64,0 80,0 20,0 4,0 76,0

в Анголе (красная мякоть) 73,0 75,0 25,0 4,0 71,0

в Анголе (желтая мякоть) 70,0 76,0 24,0 4,0 72,0

в Гане 67,0 75,0 25,0 7,0 68,0

в Саратове 76,0 78,0 22,0 4,0 74,0

в Таиланде 62,0 77,0 23,0 6,0 71,0

Изучение наличия некоторых групп БАВ н эфирного масла в подземных органах папайи

В ходе изучения наличия некоторых групп БАВ в подземных органах папайи, культивируемой в защищенном грунте, установлено, что в них накапливаются сапонины, а полисахаридный комплекс предстазлен не крахмалом, а фруктозанами. В корнях также содержится эфирное масло (около 0,02%), которое на 97% состоит из бензил изотиоцианата, что может быть использовано в фармацевтической промышленности.

Бактерицидная активность экстрактов из различных частей папайи Сильного бактериостатического действия при исследовании водной вытяжки из корня папайи не наблюдалось, отмечалось лишь подавление роста колоний Agrobacterium и 1673 Xanthomonas vesicatoria (рисунок 2).

20

■ вытяжка из корней з вытяжка из стеблей а вытяжка из листьев

штаммы бактерий

Рисунок 2. Бактерицидная активность экстрактов из различных частей

папайи

Вытяжка из стебля оказала более существенное бактериостатическое действие на исследованные штаммы фитопатогенных бактерий.

Заключение

Установлено, что из трех изученных линий папайи сорта Санрайз Соло наилучшая приживаемость побегов отмечена у линий 2 (8%). Из всех изученных вариантов модификации питательной среды 'Мурасиге-скуга' (МС), лучшие результаты по количеству сформировавшихся побегов были получены при добавлении в указанную среду 0,5мг/л 6-бензиламинопурина + 0,1мг/л нафтилуксусной кислоты, а максимальная длина побегов 3,30 см отмечена при добавлении 0,1 мг/л 6-бензиламинопурина и 0,05 мг/л нафтилуксусной

кислоты.

Показано, что лучшим биопестицидом для контроля численности плодовой мухи, Bactrocera invadens, был GF-120 + Биопестицид на основе почвообитающего гриба Metarrhizium anisopliae, при использовании которого поврежденнось плодов составило 10% по сравнению с 63,49% в контроле, а количество личинок на 1 кг плодов составило 3,1 шт. по сравнению с 20,29 шт. в контроле.

Выявлена существенная разница антигрибной активности экстрактов из различных растительных образцов при ингибировании роста гриба Colletotrichum gloeosporíoides на искусственной питательной среде. Более сильный рост патогена ингибировали экстракты из Lantana сатага и Carica papaya. Экстракты из Lantana сатага снизили количество проросших спор гриба до 10,1% по сравнению с 89,1% в контроле.

При культивировании папайи в условиях защищенного грунта рекомендуются легкие пористые почвы, богатые органическими веществами с pH 5,5 - 6,7. На таких почвах плодоношение растений наступает на восьмой месяц произрастания и длится непрерывно. Среди фитофагов, в Российской Федерации, были отмечены щитовки (Ри¡vinaria spp.) и паутинные клещи (Tetranychus Urtica).

Установлено, что масса 1000 семян папайи из восьми образцов различного происхождения открытого и защищенного грунта имеют небольшие различия и составляют 1754 мг и 1446 мг соответственно. Выход жирного невысыхающего типа олеиновой кислоты масла из семян растения различного происхождения составил от 18% до 27%, что позволяет отнести их к ценному жиро-масличному сырью, которое может быть использовано в фармации, косметике и других отраслях промышленности.

Показано, что в подземных органах папайи, культивируемой в защищенном грунте, накапливаются сапонины, отсутствует крахмач и содержатся полисахариды типа фруктозанов, присутствует эфирное масло со

специфичным компонентом - бензилизотиоцианатом.

22

Установлено, что водные экстракты из подземных органов папайи подавляют рост колонии Agrobacíerium и штамма 1673 Xanthomonas vesicatoria, а вытяжки из стебля наиболее активно ингибировали рост колонии штамма 1209-Clavibacter michiganensis. Наибольшую бактериостатическую активность показывала вытяжка из стеблей папайи, которая подавляла рост колонии Agrobacíerium и штамма 1673-Xanthomonas vesicatoria.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

В условиях Кении для получения оздоровленного посадочного материала целесообразно получать его из саженцев, полученных микроклонированием.

Экстракты, полученные из различных частей растения, могут быть использованы для профилактических обработок саженцев и молодых растений против болезней при невысокой степени поражения, а биопестицид GF-120 + Metarrhizium anisopliae против плодовой мухи.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Вафула А. М. Возделывание папайи в условиях защищенного грунта / А.В. Книшкайте; М.В. Ходыкина, А. Анарбаев, А.М. Вафула, А.В. Шумилин, Е.Н. Пакина // Проведение научных исследований в области сельскохозяйственных наук: Материалы всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи. - Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2009; Ч.1.-С. 204-208.

2. Вафула А. М. О возможности интродукции культуры папайи (Carica papaya) и перспективах её использования / А.М. Вафула, А.В. Шумилин, Е.Н. Пакина // Сборник материалов Первой международной межвузовской конференции "Современные методы аналитического контроля качества и безопасности продовольственного сырья и

продуктов питания". / Моск. гос. университет технологий и управления, им. К.Г. Разумовского, 2010. - С. 198-205.

3. Вафула А. М. Изучение морфологии и химического состава семян и других органов (Carica papaya L.) / A.M. Вафула, B.B. Вандышев, E.H. Пакина, M.B. Ходыкина // Инновационные процессы в ЛПК: Сборник статей III Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования аграрного факультета РУДН. Москва, 13-15 апреля 2011 г. - М.: РУДН, 2011. -С. 8-10.

4. Вафула А. М. Изучение возможности культивирования папайи в условиях защищенного грунта / A.M. Вафула, A.B. Шумилин, E.H. Пакина // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. Пути повышения продуктивности орошаемых агроландшафтов в условиях аридного земледелия, 2012. С. 272-275.

5. Вафула А. М. Изучение морфологии и химического состава семян Carica papaya L. различного происхождения методом ЯМР-спектрометрии/A.M. Вафула, В. В. Вандышев, Е. Н. Пакина // Теоретические и прикладные проблемы агропромышленного комплекса.-2014.-N 1 (18).-С. 10-13.

6. Вафула А. М. Изучение состава биологически активных веществ в подземных органах Carica papaya L., культивируемой в защищенном грунте / A.M. Вафула, В.В. Вандышев, C.B. Горяинов // Вестник Российского университета дружбы народов, серия Агрономия и животноводство, 2014, № 2. — С. 16-21.

7. Вафула А. М. Использование биопестицидов для контроля численности плодовой мухи Bactrocera imadens на плантациях папайи сорта Санрайз Соло / A.M. Вафула, E.H. Пакина, М.Ш. Рахман // Теоретические и прикладные проблемы агропромышленного комплекса. - 2015. - N 3. - С. 22-25.

Подписано в печать:

10.09.2015

Заказ № 10931 Тираж - 100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru