Способ защиты сельскохозяйственных культур от инфекционных болезней

Способ защиты сельскохозяйственных культур от инфекционных болезней

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к биологическим способам борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур.

Заболевания растений в зависимости от причин, вызывающих их, делятся на неинфекционные и инфекционные.

Неинфекционные болезни развиваются в том случае, когда нарушаются нормальные условия, необходимые для роста и развития растений. Изменение условий внешней среды приводит к нарушению обмена веществ у растений, что служит причиной ухудшения их роста и развития, появления внешних патологических признаков и в конечном счете снижения урожая и качества продукции.

Инфекционные болезни растений вызывают различные фитопатогенные организмы (грибы, бактерии, вирусы).

При этом источником инфекции является почва, растительные остатки, зараженные семена. Кроме того, пузырчатая головня, например, может быть занесена на поля со свежим навозом, если в него попали остатки стеблей кукурузы, зараженных головней.

Известны способы защиты подсолнечника от белой и серой гнили суспензией зеленой водоросли вида Strichococcus bacillaris [1] и Bracteacoccus minor [2].

Недостатком известных способов является низкая эффективность - 45% посевов поражается серой гнилью, кроме того, способы имеют ограниченную область применения - только грибные болезни, а также большую продолжительность культивирования водорослей - 20-30 дней.

Технический результат - повышение эффективности способа и расширение области применения - бактериальные, грибные и вирусные болезни.

Технический результат достигается тем, что в способе, включающем обработку семян суспензий зеленых водорослей, в качестве водоросли используют Chlorella Vulgaris, обработку семян осуществляют трехдневной суспензией при температуре 25-30°С в течение 8-12 часов, при соотношении семена: суспензия 1:2-2,5 с последующей выдержкой семян при температуре 25-30°С в течение не менее 10 часов и периодическом их увлажнении суспензией.

После выдержки осуществляют посев семян одновременно с твердой фракцией Chlorella Vulgaris, полученной отделением клеточного сока от двукратно замороженной биомассы водоросли из расчета 0,3-0,4 кг/100 кг семян.

Взаимодействие растения-хозяина и возбудителя заболевания на первом этапе развития инфекции приводит в общем случае к прорастанию споры. При этом эффективность этого этапа с точки зрения возбудителя в значительной степени зависит от клеточных выделений растения-хозяина.

У семян, которых подвергали обработке суспензией Chlorella Vulgaris, отмечено повышение вязкости протоплазмы. За счет увеличения вязкости снижается проницаемость протоплазмы и в связи с этим соответственно снижается количество выделенных веществ и проросших спор возбудителя. Бóльшая часть спор гибнет до их прорастания.

Контрольные семена (обработке суспензией не подвергали) значительно больше выделяли органических веществ в силу повышенной проницаемости протоплазмы и, как следствие, - больше проросших спор возбудителя.

После прорастания споры гриба наступает второй этап заражения - внедрение гифы внутрь тканей растения-хозяина.

Нарушение целостности покровных тканей растения, различные повреждения оболочки существенно ускоряют прохождение второго этапа заражения.

Исследованиями установлено, что механические свойства тканей контрольных (без обработки) и опытных растений значительно различаются по толщине стенок паренхимных клеток, а также по характеру оболочки.

Кроме того, было установлено (в опытах с искусственным заражением) различие растений в устойчивости к механическим повреждениям и способности к новообразованию защитной ткани (суберина, кутина, пробки) взамен поврежденной.

На третьем этапе заражения было установлено, что в результате реакции между контрольным растением и грибом инфицированные клетки остаются живыми в течение длительного времени. Это позволяет грибу завершить цикл своего развития.

У опытных растений сразу же после внедрения гифы в клетку начиналось образование темноокрашенных соединений в протоплазме, пропитывающих все содержимое клетки, включая и оболочку. Это вызывает быструю гибель клетки, сопровождающуюся гибелью микроорганизма еще до начала спороношения.

Исследования проводили по двум сериям опытов.

Первая серия опытов предусматривала посев обработанных семян по предлагаемому способу.

Способ осуществляли следующим образом.

Семена кукурузы Поволжский 23 СВ подвергали обработке трехдневной (72 часа культивирования) суспензией Chlorella Vulgaris, штамм ИФР N С-111 в течение 12 часов при температуре 28-30°С в соотношении семена:суспензия 1:2. После этого семена выдерживали в термостате при 30°С в течение 18 часов при периодическом увлажнении суспензией Chlorella Vulgaris. Затем семена высевали в грунт в соответствии с агротехническими требованиями одновременно с твердой фракцией Chlorella Vulgaris из расчета 0,35 кг на 100 кг семян. Твердую фракцию получали отдельно. Для этого от трехдневной суспензии отделяли биомассу водоросли Chlorella Vulgaris, которую замораживали сначала при температуре минус 13 - минус 15 в течение 40-60 мин, а после размораживания повторно замораживали при температуре минус 4°С в течение 5 часов. После размораживания клеточный сок отделяли от твердой фракции, последнюю сушили в естественных условиях и измельчали.

Наблюдения за ростом и развитием растений показали отсутствие у опытных растений инфекционных болезней стеблей, листьев и початков.

В то же время у контрольных растений через 43 дня были отмечены шаровидные вздутия до 20 см в диаметре. Поверхность была покрыта беловато-серой пленкой. У части пораженных растений грибницы паразиты - пузырчатой головни созрели и через растресканную оболочку созревшего вздутия высыпались в виде черных спор.

У части контрольных растений был отмечен фузариоз, причем у большей половины пораженных фузариозом растений стебель и корни загнили, при этом был отмечен бело-розовый налет грибницы. У меньшей части пораженных растений болезнь была отмечена на початках в фазе молочной спелости.

Семена подсолнечника Поволжский 8 обрабатывали по той же схеме, что и семена кукурузы и высевали одновременно с твердой фракцией Chlorella Vulgaris. Причем соотношение семена: суспензия составляло 1:2,5, обработку семян осуществляли в течение 10 часов, а выдержку семян в термостате перед посевом - в течение 15 часов. Наблюдениями за развитием подсолнечника установлено поражение контрольных растений белой гнилью. При этом частично поражение произошло в период прорастание семени - появление всходов, что привело к их гибели. Частично поражение произошло у контрольных растений в период от трех до пяти пар настоящих листьев. Это привело к размягчению тканей у основания стебля.

Кроме того, была отмечена у контрольных растений серая гниль на зрелых корзинках. При этом на тыльной стороне корзинки было отмечено темное пятно, которое разрасталось и впоследствии покрылось обильным спороношением серого цвета. У части растений грибница перешла на лицевую сторону. Мякоть корзинки загнила и полностью разрушилась.

У опытных растений признаки болезней отсутствовали, причем не только грибных, но и бактериальных, и вирусных. Это обусловлено наличием в суспензии нуклеиновых кислот (особенно РНК, которая обладает высоким антибактериальным и антивирусным действием).

Вторая серия опытов предусматривала искусственное заражение початков кукурузы и корзинок подсолнечника возбудителями грибных болезней.

Опыты проводили в тепличных условиях. Здоровые початки кукурузы и корзинки подсолнечника опрыскивали трехдневной суспензией Chlorella Vulgaris в количестве 20 мл суспензии на одну корзинку или початок.

Через 3 дня после обработки корзинки и початки опытных и контрольных растений заражали серой гнилью (10-дневная чистая культура гриба).

Для развития и размножения фунгифага, а также для внедрения и развития возбудителя гнили в теплице создавали условия высокой относительной влажности (>90%) и температуры воздуха (20-23°С).

Исследованиями установлено, что фунгифаг проявлял высокие защитные свойства в отношении гнилей. Так процент поражения початков кукурузы серой гнилью составлял 12%, а корзинок подсолнечника 29%, при 100%-ном поражении початков и корзинок в контроле.

Таким образом исследованиями установлено, что обработка семян суспензией Chlorella Vulgaris не обеспечивает 100% защиты растений от болезней. И только комплексное использование суспензии и внесение в почву ее твердой фракции позволяет получить 100% эффект.

Технология получения твердой фракции Chlorella Vulgaris не сложная, безопасная. Сам продукт не содержит вредных веществ химической природы и может быть использован в качестве целителя биоценозов почв, активатора деятельности почвенной микрофлоры.

Культивирование Chlorella Vulgaris менее 72 часов и обработка полученной суспензией семян менее 8 часов снижает фунгицидное действие обработки и приводит к появлению пораженных растений в опытной группе.

Культивирование Chlorella Vulgaris более 72 часов и обработка полученной суспензией семян вызывает задержку в появлении всходов сельскохозяйственных культур и дальнейшее угнетение роста.

Температура 25-30°С является оптимальной как для культивирования Chlorella Vulgaris штамм ИФР № С-111, так и для обеспечения активности всех биологически активных соединений суспензии, необходимой в процессе выдержки семян перед посевом.

Выдержка семян после обработки суспензией (перед посевом) в течение менее 10 часов снижает эффективность способа за счет повышения количества проросших спор, а также количества внедренных гифов грибов внутрь тканей растения хозяина. По видимому это происходит в результате снижения вязкости протоплазмы клеток и механических свойств тканей растения, особенно оболочки клеток, что позволяет возбудителю заболевания легче преодолеть этот барьер.

Внесение твердой фракции Chlorella Vulgaris в почву с семенами в количестве менее 0,3 кг на 100 кг семян снижает эффективность способа, а внесение более 0,4 кг на 100 кг семян повышает эффективность способа, но приводит к его удорожанию.

1. Способ защиты сельскохозяйственных культур от инфекционных болезней, включающий обработку семян суспензией зеленых водорослей, отличающийся тем, что в качестве водорослей используют Chlorella Vulgaris, обработку осуществляют 3-дневной суспензией с последующей выдержкой при температуре 25-30°С в течение не менее 10 ч и периодическом увлажнении суспензией, после чего проводят посев одновременно с твердой фракцией Chlorella Vulgaris, полученной отделением клеточного сока от двукратно замороженной биомассы водоросли из расчета 0,3-0,4 кг на 100 кг семян.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку семян осуществляют при температуре 25-30°С в течение 8-12 ч при соотношении семена : суспензия 1:2-2,5.