E. D. Mytsa, M. A. Pobedinskaya, L. Yu. Kokaeva, S. N. Elansky
Sen skada av potatis och tomater, orsakad av en svampliknande organism, oomycete Phytophthora infestans (Mont) de Bary, är vanlig i nästan alla delar av världen där dessa grödor odlas. Under epytytotiska förhållanden kan potatisavkastningsförluster från senblod uppgå till 10–30% eller mer och tomatavkastningsförluster upp till 100% (Ivanyuk et al., 2005).
En av huvudkällorna till primär inokulum Ph. infestans, vilket leder till växtinfektion, är tjockväggiga vilande reproduktiva strukturer - oosporer. Hybrida oosporer bildade som ett resultat av att korsa genetiskt olika förälderstammar bidrar till en ökning av genotypisk mångfald i befolkningen, vilket resulterar i att processen för anpassning av stammar till nya sorter och applicerade fungicider accelereras. Bildning av oosporer Ph. infestaner i fältet noterades i många länder i världen: Ryssland (Smirnov et al., 2003), Norge (Hermansen et al., 2002), Sverige (Strömberg et al., 2001), Nederländerna (Kessel et al., 2002) och andra regioner. Det finns bevis för att oosporer av det orsakande medlet för senblod kan överleva i mer än 2 år i jorden i ett livskraftigt tillstånd (Hermansen et al., 2002; Bшdker et al., 2006) och orsaka växtinfektion efter övervintring (Lehtinen et al., 2002; Ulanova et al. al., 2010).
Idag är den huvudsakliga metoden för att bekämpa senblåsning kemiskt skydd, som består i att behandla planteringar med fungicidpreparat. Bildningen av oosporer är starkt hämmande av många kemikalier som används för att skydda potatis och tomater från senblåsa (Kessel et al., 2002; Kuznetsov, 2013). Andra läkemedel används dock i stor utsträckning på potatis som inte direkt påverkar Ph. infestans, och deras effekt på bildandet av oospor är okänd. Därför var syftet med detta arbete att studera effekten på bildandet av oosporer av vissa läkemedel som används i stor utsträckning på potatis men inte registrerats mot senblod.
Vi använde 9 Ph. infestaner av olika typer av parning, isolerade av oss från infekterade potatisblad i Moskva, Leningrad, Ryazan-regionerna. För att studera effekten på tillväxten av mycelium och bildandet av oosporer användes följande läkemedel: fungicider Maxim (aktiv ingrediens fludioxonil från klassen fenylpyrroles) och Skor (difenokonazol, triazoler), insekticider Aktara (tiametoxam, neonicotinoider) och Tanrek (imidakloprid, neonicotribid, , triaziner). Alla bekämpningsmedel är registrerade i "State Catalogue of Pesticides and Agrochemicals" för 2014. För att studera effekten av bekämpningsmedelskoncentrationen på tillväxten av oomycete-kolonier inokulerades varje stam med ett agarblock i mitten av en petriskål med ett tätt havremedium. Testbekämpningsmedlet tillsattes preliminärt till mediet i koncentrationer av 0.1, 1.0, 10.0 och 100.0 mg / l (i termer av den aktiva ingrediensen - DV). Som kontroll använde vi ett medium utan tillsatt bekämpningsmedel. Inokuleringarna inkuberades vid 18 ° C under 12-15 dagar tills kolonidiametern för den bekämpningsmedelfria kontrollen var 70-80% av petriskålsdiametern, varefter kolonidiametern mättes i kontroll- och experimentvarianterna.
Experimenten utfördes i tre replikat. Studien av bildandet av oosporer utfördes på agar havremedium (3 ml i en petriskål) med tillsats av fungicid i koncentrationer av 30, 0.1, 1.0 och 10.0 mg / l och på ett medium utan fungicid (kontroll). För detta placerades agarblock med parningstyp Al- och A100.0-isolat parvis på ytan av näringsmediet på ett avstånd av 1 cm från varandra. Ympningarna inkuberades vid optimal ph för tillväxt. Infestans vid en temperatur av 2 ° C i 5 dagar. Efter odling återsuspenderades näringsmediet med sporer med en bländare i 18 ml destillerat vatten och beredningar för mikroskopi bereddes från den resulterande suspensionen. I varje variant undersöktes 20 synfält (30 replikat, 180 synfält). Sedan beräknades koncentrationen av oosporer om (st / l medium).
Effekt av bekämpningsmedel på radiell kolonitillväxt. Difenokonazol, tiametoxam och imidakloprid hade ingen statistiskt signifikant effekt på den radiella tillväxten av Ph. infestans (tabell 1). Herbiciden metribuzin orsakade en lätt tillväxthämning under den inledande perioden (5-7 dagars tillväxt). Men den 10: e dagen blev koloniernas diameter lika stora. Fludioxonil hämmade statistiskt signifikant utvecklingen av Ph. infestans i en koncentration i mediet på mer än 10 mg / l.
Tabell 1
Effekt av bekämpningsmedel på radiell tillväxt av kolonier Phytophthora infestans
Fungicid-DV (läkemedel) | Kolondiameter vid olika koncentrationer (mg / L) DW i mediet, mm | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Tiametoxam (Aktara-läkemedel) | 82 ± 6 | 81 ± 7 (99%) | 82 ± 6 (100%) | 81 ± 6 (99%) | - |
Imidacloprid (Tanrek) | 792 ± 6 | - | 76 9 ± (96%) | 77 8 ± (97%) | 76 ± 5 (96%) |
Fludioxonil (Maxim) | 82 6 ± | - | 74 12 ± (90%) | 56 10 ± (68%) | 46 ± 3 (56%) |
Metribuzin (Zenkor) | 88 12 ± | - | 85 12 ± (97%) | 86 9 ± (98%) | 80 5 ± (91%) |
Difenokonazol (Scor) | 82 7 ± | - | 76 9 ± (93%) | 84 ± 4 (102%) | 81 6 ± (99%) |
Notera. Tecknet “±” följs av konfidensintervallet för en signifikansnivå på 0.05. Värden inom parentes uttrycker förhållandet mellan koloniernas diameter i den experimentella varianten och det i kontrollen utan bekämpningsmedel. Ett “-” tecken betyder att forskning inte har utförts.
Tabell 2
Effekt av bekämpningsmedel på bildandet av oosporer Phytophthora infestans i agarmedium
Fungicid-DV (läkemedel) | Antalet oosporer i mediet vid olika koncentrationer (mg / l) DV, st / l | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Tiametoxam (Aktara-läkemedel) | 79.6 ± 3.6 | 79.8 ± 3.8 (100%) | 79.1 3.9 ± (100%) | 71.4 ± 3.7 (90%) | - |
Imidacloprid (Tanrek) | 79.6 ± 3.6 | - | 70.0 ± 3.4 (88%) | 66.0 ± 3.1 (83%) | 35.8 ± 2.8 (45%) |
Fludioxonil (Maxim) | 112.7 ± 6.9 | - | 98.4 ± 8.6 (87%) | 73.6 ± 5.4 (65%) | 42.3 ± 3.7 (36%) |
Metribuzin (Zenkor) | 135.0 ± 9.5 | - | 103.0 ± 9.8 (70%) | 118.2 9.3 ± (88%) | 74.8 ± 8.1 (55%) |
Difenokonazol (Scor) | 79.6 ± 3.6 | 72.5 ± 3.6 (91%) | 82.2 ± 3.7 (103%) | 54.9 ± 2.8 (69%) | 35.8 ± 2.3 (45%) |
Studie av effekterna av bekämpningsmedel på bildandet av oosporer Ph. infestans i ett näringsmedium. Man fann att en statistiskt signifikant minskning av antalet oosporer vid vissa koncentrationer orsakades av alla undersökta läkemedel (tabell 2). Vid en koncentration av den aktiva substansen på 1.0 mg / l ledde alla bekämpningsmedel, med undantag av beredningar från Aktara och Skor, till en märkbar minskning av mängden bildade oosporer (med 12-24% jämfört med kontrollen). En ytterligare ökning av koncentrationen av aktiva substanser i mediet ledde till en ökning av den hämmande effekten. Beredningar baserade på tiametoxam och difenokonazol orsakade en statistiskt signifikant minskning av antalet oosporer när koncentrationen av den aktiva substansen i mediet översteg 10 mg / l.
Diskussion och slutsats. Studien av effekterna av bekämpningsmedel som inte registrerats mot sen röda potatis på den radiella tillväxten av mycel visade, som förväntat, svag tillväxthämning (fludioxonil) eller ingen effekt på tillväxten (andra bekämpningsmedel som studerats).
Tabell 3. Koncentrationer av aktiva substanser i arbetsvätskan
Beredning (fungicid-DV) | Används i arbetet koncentrationen av DV i näringsmediet, mg / l | Koncentration av DW i arbetsvätskan under potatisbearbetning, mg / l |
---|---|---|
Aktara (tiametoxam) | 0.1, 1, 10 | 37-75 * |
Tanrek (imidacloprid) | 1, 10, 100 | 50-100 |
Maxim (fludioxonil) | 1, 10, 100 | 1000 |
Zenkor (metribuzin) | 1, 10, 100 | 1630-4900 |
Scor (difenokonazol) | 0.1, 1, 10, 100 | 188-625 |
* Värdena presenteras enligt "Statlig katalog över bekämpningsmedel och agrokemikalier" för 2014.
Alla bekämpningsmedel som studerats orsakade en minskning av bildandet av oosporer i näringsmediet. De testade koncentrationerna av bekämpningsmedel i mediet var lägre eller motsvarade ungefär (för imidakloprid) till de tillåtna koncentrationerna i arbetsvätskan (tabell 3). I våra experiment intensifierades undertryckandet av bildandet av oosporer när dosen av läkemedlet ökade, vilket antyder en ökning av effekten vid kontakt med en mer koncentrerad arbetsvätska. Difenokonazol orsakade en signifikant minskning av koncentrationen av oosporer inte bara i experiment på ett näringsmedium utan också i tester på avskurna potatisblad placerade i en vätska innehållande en fungicid. I Vektar Belorussian-sorten observerades sålunda 32 oosporer per 1 mm2 bladarea i kontrollen vid en koncentration av difenokonazol i vatten på 10 mg / l - 24 och vid 100 mg / l - 12 oosporer / mm2. Skillnaden i koncentrationerna av oosporer vid 100 mg / l av fungiciden och i kontrollen är statistiskt signifikant (Elansky, Mytsa, opublicerad).
Bekämpningsmedel kan påverka ett stort antal processer i svampceller. I litteraturen kunde vi inte hitta information som till viss del förklarar den möjliga effekten av de studerade läkemedlen på bildandet av oosporer. Låt oss försöka göra några antaganden angående effekten av difenokonazol. Mekanismen för dess fungicida verkan är hämning av C14-dimetylasenzymet, som spelar en nyckelroll i sterolbiosyntes. Steroler syntetiseras av svampar, växter och andra organismer och är en del av deras cellmembran. Oomycetes av släktet Phytophthora, i frånvaro av steroler, kan endast vegetativ tillväxt; bildandet av oosporer undertrycks fullständigt (Elliott et al., 1966).
Oomycetes kan inte syntetisera steroler på egen hand; de införlivar sterolerna som erhållits från värdväxten i sina membran och modifierar dem. I vårt experiment använde vi havragarmedium rikt på â-sitosterol och isofukosterol (Knights, 1965), dvs ämnen som stimulerar bildandet av oosporer. Det är möjligt att difenokonazol hämmar arbetet med enzymer som är involverade i modifiering eller användning av sterolföreningar erhållna från växter. Detta kan i sin tur minska intensiteten av oosporbildning.
I små koncentrationer, som visas i vårt arbete, hade difenokonazol en svag stimulerande effekt på tillväxten av mycel och bildandet av oosporer.
Undertryckandet av bildandet av oosporer i näringsmediet har tidigare visats för anti-phytophthora-fungicider. Således, i arbetet med Kessel et al. (2002) undersökte mer än 10 antifitofluoroider kommersiella läkemedel. Fluazinam, dimetomorf och cymoxanil i icke-dödliga koncentrationer undertryckte fullständigt bildandet av oosporer i ett agarmedium; metalaxil, maneb och propamocarb visade måttlig effekt; mankozeb och klortalalonil hade praktiskt taget ingen effekt på oosporbildning. I S.A. Kuznetsovs arbete (Kuznetsov, 2013) visades inhiberingen av oosporbildning på ett näringsmedium genom icke-dödlig koncentration av metalaxyl.
Våra experiment visade att bekämpningsmedelsberedningar som användes på potatis, som inte ens hade en direkt hämmande effekt på tillväxten av den sena röda patogenen, undertryckte bildningen av oosporer. Således minskar ett korrekt utfört kemiskt skydd av potatis med användning av fungicider, insekticider och herbicider sannolikheten för bildning av oosporer i växtblad.
Detta arbete stöddes av Russian Science Foundation (projekt nr 14-50-00029).
Artikeln publicerades i tidskriften "Mycology and Phytopathology" (Volym 50, nummer 1, 2016).