E. D. Mytsa, M. A. Pobedinskaya, L. Yu. Kokaeva, S. N. Elansky
Pozdní plíseň brambor a rajčat způsobená houbovým organismem, oomycete Phytophthora infestans (Mont) de Bary, je běžná téměř ve všech oblastech světa, kde se tyto plodiny pěstují. Za epifytotických podmínek mohou ztráty výnosů brambor z pozdní plíseň dosáhnout 10–30% nebo více a ztráty výnosů brambor až 100% (Ivanyuk et al., 2005).
Jedním z hlavních zdrojů primárního inokula Ph. infestans, vedoucí k infekci rostlin, jsou silnostěnné klidové reprodukční struktury - oospory. Hybridní oospory vytvořené v důsledku křížení geneticky odlišných rodičovských kmenů přispívají ke zvýšení genotypové diverzity v populaci, v důsledku čehož je urychlen proces adaptace kmenů na nové odrůdy a aplikované fungicidy. Vznik oospór Ph. Infestany v této oblasti zaznamenali v mnoha zemích světa: Rusko (Smirnov et al., 2003), Norsko (Hermansen et al., 2002), Švédsko (Strömberg et al., 2001), Nizozemsko (Kessel et al., 2002) a ostatní regiony. Existují důkazy, že oospory původce pozdní plíseň mohou v půdě přežít v životaschopném stavu déle než 2 roky (Hermansen et al., 2002; Bшdker et al., 2006) a po přezimování způsobit infekci rostlin (Lehtinen et al., 2002; Ulanova et al. al., 2010).
Dnes je hlavní metodou boje proti plísni chemická ochrana, která spočívá v ošetření výsadby fungicidními přípravky. Tvorba oospór silně inhibuje mnoho chemických látek používaných k ochraně brambor a rajčat před plísní (Kessel et al., 2002; Kuznetsov, 2013). Na bramborách se však široce používají jiné léky, které přímo neovlivňují Ph. infestans a jejich účinek na tvorbu oospór není znám. Účelem této práce bylo proto studovat vliv některých léků široce používaných na brambory, které však nejsou registrovány proti plísni, na tvorbu oporpor.
Použili jsme 9 Ph. infestani různých druhů páření, izolovaní námi z infikovaných bramborových listů v regionech Moskva, Leningrad, Ryazan. Ke studiu vlivu na růst mycelia a tvorbu oospór byly použity následující léky: fungicidy Maxim (účinná látka fludioxonil ze třídy fenylpyrrolů) a Skor (difenokonazol, triazoly), insekticidy Aktara (thiamethoxam, neonikotinoidy) a Tanrek (imidakloprid, neonikotidy, neonikotidy) , triaziny). Všechny pesticidy jsou registrovány ve „Státním katalogu pesticidů a agrochemikálií“ pro rok 2014. Ke studiu vlivu koncentrace pesticidů na růst kolonií oomycete byl každý kmen naočkován agarovým blokem uprostřed Petriho misky s hustým ovesným médiem. Testovaný pesticid byl předběžně přidán do média v koncentracích 0.1, 1.0, 10.0 a 100.0 mg / l (z hlediska účinné látky - DV). Jako kontrolu jsme použili médium bez přidaného pesticidu. Inokulace byly inkubovány při 18 ° C po dobu 12-15 dnů, dokud průměr kolonií kontroly bez pesticidů nebyl 70-80% průměru Petriho misky, poté byl změřen průměr kolonií v kontrolní a experimentální variantě.
Pokusy byly prováděny ve 3 replikátech. Studie tvorby oospór byla prováděna na agarovém ovesném médiu (30 ml v Petriho misce) s přídavkem fungicidu v koncentracích 0.1, 1.0, 10.0 a 100.0 mg / l a na médiu bez fungicidu (kontrola). K tomu byly agarové bloky se spojujícími izoláty typu A1 a A2 umístěny v párech na povrch živného média ve vzdálenosti 5 cm od sebe. Inokulace byly inkubovány při optimálním ph pro růst. Infestans při teplotě 18 ° C po dobu 20 dnů. Po kultivaci bylo živné médium se spórami resuspendováno v mixéru ve 30 ml destilované vody a z výsledné suspenze byly připraveny přípravky pro mikroskopii. V každé variantě bylo zobrazeno 180 zorných polí (3 repliky, 60 zorných polí). Poté byla přepočítána koncentrace oospór (ks / μl média).
Vliv pesticidů na růst radiálních kolonií. Difenokonazol, thiamethoxam a imidakloprid neměly statisticky významný účinek na radiální růst Ph. infestans (tabulka 1). Herbicid metribuzin způsobil v počátečním období (5-7 dní růstu) mírnou retardaci růstu; do 10. dne se však průměry kolonií staly podobnými. Fludioxonil statisticky významně inhiboval vývoj Ph. infestany v koncentraci vyšší než 10 mg / l v médiu.
Tabulka 1
Vliv pesticidů na radiální růst kolonií Phytophthora infestans
Fungicid-DV (lék) | Průměr kolonií při různých koncentracích (mg / l) DW v médiu, mm | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Thiamethoxam (droga Aktara) | 82 6 ± | 81 7 ± (99%) | 82 6 ± (100%) | 81 6 ± (99%) | - |
Imidacloprid (Tanrek) | 792 6 ± | - | 76 9 ± (96%) | 77 8 ± (97%) | 76 5 ± (96%) |
Fludioxonil (Maxim) | 82 6 ± | - | 74 12 ± (90%) | 56 10 ± (68%) | 46 3 ± (56%) |
Metribuzin (Zenkor) | 88 12 ± | - | 85 12 ± (97%) | 86 9 ± (98%) | 80 5 ± (91%) |
Difenokonazol (Scor) | 82 7 ± | - | 76 9 ± (93%) | 84 4 ± (102%) | 81 6 ± (99%) |
Poznámka. Za znaménkem „±“ následuje interval spolehlivosti pro hladinu významnosti 0.05. Hodnoty v závorkách vyjadřují poměr průměru kolonií v experimentální variantě k průměru u kontrol bez pesticidů. Znaménko „-“ znamená, že výzkum nebyl proveden.
Tabulka 2
Vliv pesticidů na tvorbu oospór Phytophthora infestans v agarovém médiu
Fungicid-DV (lék) | Počet oospór v médiu při různých koncentracích (mg / l) DV, ks / μl | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Thiamethoxam (droga Aktara) | 79.6 3.6 ± | 79.8 3.8 ± (100%) | 79.1 3.9 ± (100%) | 71.4 3.7 ± (90%) | - |
Imidacloprid (Tanrek) | 79.6 3.6 ± | - | 70.0 3.4 ± (88%) | 66.0 3.1 ± (83%) | 35.8 2.8 ± (45%) |
Fludioxonil (Maxim) | 112.7 6.9 ± | - | 98.4 8.6 ± (87%) | 73.6 5.4 ± (65%) | 42.3 3.7 ± (36%) |
Metribuzin (Zenkor) | 135.0 9.5 ± | - | 103.0 9.8 ± (70%) | 118.2 9.3 ± (88%) | 74.8 8.1 ± (55%) |
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%) |
Studium vlivu pesticidů na tvorbu oospór Ph. infestans v živném médiu. Bylo zjištěno, že statisticky významný pokles počtu oospór při určitých koncentracích byl způsoben všemi zkoumanými léky (tabulka 2). Při koncentraci účinné látky 1.0 mg / l vedly všechny pesticidy, s výjimkou přípravků Aktara a Skor, k znatelnému snížení množství vytvořených oospor (o 12-24% ve srovnání s kontrolou). Další zvýšení koncentrace účinných látek v médiu vedlo ke zvýšení inhibičního účinku. Přípravky na bázi thiamethoxamu a difenokonazolu způsobily statisticky významné snížení počtu oospór, když byla koncentrace účinné látky v médiu vyšší než 10 mg / l.
Diskuse a závěr. Studie účinku pesticidů neregistrovaných proti plísni brambor na radiální růst mycelia prokázala podle očekávání slabou inhibici růstu (fludioxonil) nebo žádný účinek na růst (ostatní studované pesticidy).
Tabulka 3. Koncentrace účinných látek v pracovní tekutině
Přípravek (fungicid-DV) | Používá se při práci koncentrace DV v živném médiu, mg / l | Koncentrace DW v pracovní kapalině během zpracování brambor, mg / l |
---|---|---|
Aktara (thiamethoxam) | 0.1, 1, 10 | 37-75 * |
Tanrek (imidakloprid) | 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 |
* Hodnoty jsou uváděny podle „Státního katalogu pesticidů a agrochemikálií“ pro rok 2014.
Všechny studované pesticidy způsobily snížení tvorby oospór v živném médiu. Testované koncentrace pesticidů v médiu byly nižší nebo přibližně odpovídaly (u imidaklopridu) povoleným koncentracím v pracovní tekutině (tabulka 3). V našich experimentech se potlačení tvorby oospór zvyšovalo se zvyšující se dávkou léčiva, což naznačuje zvýšení účinku při kontaktu s koncentrovanější pracovní tekutinou. Difenokonazol způsobil významné snížení koncentrace oospór nejen v experimentech na živném médiu, ale také v testech na odříznutých listech brambor umístěných v kapalině obsahující fungicid. U běloruské odrůdy Vektar bylo tedy u kontroly pozorováno 32 oospor na 1 mm2 listové plochy při koncentraci difenokonazolu ve vodě 10 mg / l - 24 a při 100 mg / l - 12 oospor / mm2. Rozdíl v koncentracích oospor při 100 mg / l fungicidu a v kontrole je statisticky významný (Elansky, Mytsa, nepublikováno).
Pesticidy mohou interferovat s celou řadou procesů v buňkách hub. V literatuře se nám nepodařilo najít informace, které by do jisté míry vysvětlovaly možný účinek studovaných léků na tvorbu oospór. Pokusme se učinit určité předpoklady týkající se působení difenokonazolu. Mechanismus jeho fungicidního působení spočívá v inhibici enzymu C14-dimethylázy, který hraje klíčovou roli v biosyntéze sterolů. Steroly jsou syntetizovány houbami, rostlinami a jinými organismy a jsou součástí jejich buněčných membrán. Oomycety rodu Phytophthora jsou v nepřítomnosti sterolů schopné pouze vegetativního růstu; tvorba oospór je zcela potlačena (Elliott et al., 1966).
Oomycety nejsou schopné syntetizovat steroly samy; do svých membrán začleňují steroly získané z hostitelské rostliny a modifikují je. V našem experimentu jsme použili ovesné agarové médium bohaté na â-sitosterol a isofucosterol (Knights, 1965), tj. Látky stimulující tvorbu oospór. Je možné, že difenokonazol inhibuje práci enzymů podílejících se na modifikaci nebo využití sterolových sloučenin získaných z rostlin. To může zase snížit intenzitu tvorby oospór.
V malých koncentracích, jak ukazuje naše práce, měl difenokonazol slabý stimulační účinek na růst mycelia a tvorbu oospór.
Potlačení tvorby oospór v živném médiu bylo dříve prokázáno u antifytoftorových fungicidních přípravků. V práci Kessela a kol. (2002) zkoumali více než 10 antifitofluoroidů komerčních drog. Fluazinam, dimethomorf a cymoxanil v neletálních koncentracích zcela potlačily tvorbu oospór v agarovém médiu; metalaxil, maneb a propamokarb vykazovaly střední účinnost; mancozeb a chlorthalolon neměly prakticky žádný vliv na tvorbu oospór. V práci S.A.Kuznetsova (Kuznetsov, 2013) byla ukázána inhibice tvorby oospór na živném médiu neletálními koncentracemi metalaxylu.
Naše experimenty ukázaly, že pesticidní přípravky používané na bramborách, které neměly ani přímý inhibiční účinek na růst patogenu pozdní plísně, potlačily tvorbu oospór. Správně provedená chemická ochrana brambor pomocí fungicidů, insekticidů a herbicidů tedy snižuje pravděpodobnost tvorby oospór v listech rostlin.
Tato práce byla podpořena Ruskou vědeckou nadací (projekt č. 14-50-00029).
Článek byl publikován v časopise Mycology and Phytopathology (svazek 50, číslo 1, 2016).