СРЕДСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ Российский патент 2011 года по МПК A01N63/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в растениеводстве для защиты сельскохозяйственных культур: овощей закрытого и открытого грунта, злаковых культур, цветочных и декоративных культур от болезней бактериальной и грибной этиологии.

Овощеводство как закрытого, так и открытого грунта терпит большие убытки, связанные с заболеваниями растений. Большинство заболеваний овощных культур имеют комплексную природу. Из больных растений огурца чаще всего выделяют патогенный гриб Fusarium oxysрorum, вызывающий корневую гниль, токсикоз и нарушение обменных процессов во всем растении. При высокой влажности развиваются наружные поражения стебля, приводящие к увяданию и гибели растений. Помимо фузария из больного растения выделяются различные виды Erwinia, вызывающие бактериальную прикорневую гниль, закупорку сосудов, увядание и гибель растения. Бактериальный патогенез, вызываемый различными видами Erwinia, сопровождается выделением капель экссудата, служащего субстратом для развития новых грибных и бактериальных патогенов. Комплексные инфекции приводят к депрессии, а нередко и к гибели растений, массовому сбросу зеленцов, загниванию плодов, снижению урожайности на 20-30% [1].

Еще больший ущерб наносят бактериальные и грибные болезни в зерновом хозяйстве (2).

Повсеместное применение фунгицидов, используемых в основном в качестве протравителей, наряду с несомненным положительным эффектом, имеет и свою отрицательную сторону: широкое использование фунгицидов, воздействуя селективно на грибные патогенны, не затрагивает фитопатогенные бактерии и тем самым освобождает им нишу.

Распространение таких бактериальных заболеваний зерновых как базальный и черный бактериозы, бактериальная гниль, бактериальная пятнистость, слизистый бактериоз (возбудители: Pseudomonas syringae, Xanthomonas campestris, Erwinia carotovora, Erwinia herbicola, Clavibacter michiganensis) не менее опасно, чем распространение грибных заболеваний.

Эпифитотийное распространение бактериозов на посевах зерновых колосовых способно нанести значительный ущерб (до 20-50%) урожаю и, что не менее важно, снизить качество зерна. Имеются сведения о снижении содержания клейковины в зерне при бактериальных заболеваниях пшеницы [2].

Опыт применения бактерицидов показал, что после подавления бактериозов на поврежденных частях растений немедленно развивается грибная инфекция, для подавления которой необходимо применение соединений с противогрибковой активностью [3].

Таким образом, для защиты растений от комплекса патогенов необходимо иметь препарат, сочетающий фунгицидное действие с бактерицидностью.

В последние годы появились сообщения о микробиологических препаратах для защиты растений от бактериальных и грибных инфекций. Препараты представляют собой либо живые культуры, либо высушенные культуральные жидкости, содержащие активные вещества [4-8].

Для защиты растений в нашей стране зарегистрирован микробиологический препарат, образуемый культурой Streptomyces griseus или Streptomyces lavendulae, известный под названием фитолавин СХП [9]. Описаны способы его получения [10-11]. Действующим веществом препарата является комплекс стрептотрициновых соединений [12].

Фитолавин обладает широким спектром действия в отношении фитопатогенных бактерий и его применение позволяет решать многочисленные проблемы, связанные с бактериозом растений. Фитолавин обладает также и фунгицидным действием, однако спектр его действия в отношении грибов недостаточно широк: фитолавин малоактивен в отношении Fusarium oxysporum, Pythium spp., Ascochyta.

Целью настоящего изобретения является создание средства, обеспечивающего одновременную защиту растений от грибных (фузариозных, аскохитозных и др.) и бактериальных инфекций.

Эта цель достигается путем создания композиции, содержащей в качестве бактерицида стрептотрициновый комплекс соединений (действующее вещество фитолавина), а в качестве фунгицида - карбендазим (метил-бензимидазол-2ил-карбамат). В состав средства входят также растворитель, эмульгатор, консервант, вода.

Состав средства приводится ниже. В 1 кг средства содержится:

Стрептотрициновый комплекс 20-30 г Карбендазим 65-75 г Этиленгликоль 300-500 г Ксантановая камедь 10-20 г Бензиловый спирт 10-20 Сульфанол 5-20 г Вода до 1000 г

Количественное соотношение составляющих композиции подобрано экспериментальным путем. Использование стрептотрицинового комплекса и карбендазима ниже указанных величин приводит к снижению антибактериальной и антифунгальной активности. Увеличение содержания - нецелесообразно с экономической точки зрения.

Предлагаемое средство представляет собой суспензию, хорошо смешивающуюся с водой, обеспечивающую равномерное покрытие рабочим раствором листовой поверхности и стеблей обрабатываемых растений, эффективную против бактериальных и грибных инфекций. Средство может быть использовано в качестве протравителя.

Ниже приводятся примеры осуществления предлагаемого изобретения.

Пример 1.

Для получения 1 кг средства в смеситель вносят 70 г карбендазима и 480 г этиленгликоля. Суспензию тщательно перемешивают. Перемешивания ведут до образования однородной суспензии. Затем в смеситель вносят 15 г ксантановой камеди и 20 г сульфанола. Смесь снова тщательно перемешивают, после чего, не останавливая перемешивания, вносят 25 г стрептотрицинового комплекса, растворенного в воде, 15 г бензиловый спирт и воду до 1000 г. Всю массу тщательно перемешивают. Готовое средство представляет собой густую суспензию, хорошо смешивающуюся с водой.

Действие средства на фитопатогенные бактерии и грибы, наиболее часто встречающиеся в сельском хозяйстве, проверяли in vitro. Сущность метода проверки заключалась в следующем: в разогретую агаризованную питательную среду вносили 0,2% водного раствора средства. Среду с внесенным средством разливали в чашки Петри. После застывания суспензии на поверхность агара наносили суспензии тест-культур фитопатогенных бактерий и грибов. Засеянные чашки помещали в термостаты при температуре 28°С (для грибных культур) и 37°С (для бактериальных культур). Для сравнения в такой же постановке опыта проверено действие 0,2% раствора фитолавина СХП и карбендазима.

Результаты проверки действия препаратов представлены в таблице 1.

Эффективность средства при защите овощных культур оценивали по снижению развития болезни после обработки растений огурца при следующих заболеваниях:

- бактериальной корневой гнили огурца;

- бактериальном увядании огурца;

- фузариозе огурца;

- аскохитозе огурца.

Растений томата при следующих заболеваниях:

- бактериальном раке томата;

- бактериальном увядании верхушки растения;

- фузариозе томата.

Таблица 1 Спектр действия предлагаемого средства на некоторые фитопатогенные бактерии и грибы в сравнении с действием фитолавина СХП и крабендазима Наименование тест-микроорганизма Предлагаемое средство Фитолавин СХП 0,2% Карбендазим 0,2% фитопатогенные бактерии Erwinia tracheiphilla - - + Erwinia carotovora - - + Xanthomonas spp. - - + Pseudomonas spp. - - + Clavibacter michiganensis - - + Pseudomonas syringae - - + фитопатогенные грибы Fusarium vasinfectum - - - Fusarium oxysporum - + - Pythium spp. - ± - Ascochyta pisi - + - Ascochyta cucumis - + - Cochliobolus sativus - ± - - Отсутствие роста тест-культуры ± рост отдельных колоний + сплошной рост тест-культуры

Обработку растений проводили в условиях стационарных овощеводческих теплиц и в полевых условиях путем опрыскивания растений 0,2% рабочим раствором препарата, расход рабочей жидкости -10 л на 100 м, и внесения рабочего раствора под корень, расход рабочей жидкости - 40 л на 100 м.

Учет проводили через две недели после обработки с оценкой по бальной системе. В качестве эталонов использовали: бактерицид фитолавин-300 СХП, рабочий раствор 0,2% (эталон 1) и фунгицид фундазол, раствор 0,1% (эталон 2). Контролем служили растения без обработки.

Эффективность предлагаемого средства в зерновом хозяйстве испытывали на яровом ячмене сорта «Мамлюк» и озимой пшенице сорта «Победа». Предлагаемое средство использовали для протравления семян и обработки растений в фазу кущения. Контролем в опыте была вода. В качестве эталонов использовали фитолавин-300 СХП (бактерицид) и премис-200 (фунгицид). Биологическую активность оценивали по методике Полякова и Левитина.

Пример 2. Применение предлагаемого средства при бактериальном увядании огурца.

Возбудителем заболевания является высокопатогенная бактерия Erwinia tracheiphilla. Бактериальное увядание огурца встречается в РФ практически повсеместно нанося огромный ущерб урожайности и качеству продукции тепличного огурца. Индикатором зараженности растений являются мелкие оранжевые капельки бактериального экссудата, приобретение оранжевой окраски каплями растительных соков, выделяющихся на плодоножках после плодосъема.

Заболевание может проявляться: в виде увядания верхушек незначительной доли растений; увядания отдельных листьев боковых побегов, нередко - целых растений; увеличение количества нестандартных плодов на зараженных растениях. При сильном развитии заболевания количество нестандартных плодов может достигать 30-40%.

Опыты проводили в крупных очагах развития бактериоза. Пораженность растений на начало опыта составляла 1-2 балла, затем в контролях пораженность увеличивалась, достигая на отдельных растениях 4-бальных значений.

В необработанном контроле за время проведения опыта произошло трехкратное увеличение процента развития болезни (ПРБ) бактериального увядания огурца: с 21% до 63%). Аналогичный процесс отмечался в вариантах с обработкой фундазолом, который, несмотря на широкий спектр противомикробной активности, на возбудителя бактериоза влияния не оказал.

При опрыскивании растений предлагаемым средством биологическая активность составила 50%, а при подливе под корень - 39%. В данном опыте биологическая активность предлагаемого средства не отличалась от таковой эталонного препарата фитолавин-300 СХП (табл.4), несмотря на то, что содержание стрептотрицинового комплекса в нем было в 3 раза меньше, чем в эталоне. Наблюдения за растениями показали, что защитное действие испытуемого средства сохраняется не менее 3-х недель.

Пример 3. Применение предлагаемого средства при бактериальной прикорневой гнили огурца.

Возбудитель - патогенная бактерия Erwinia carotovora subsp. carotovora. Возникновению и развитию данного заболевания в условиях защищенного грунта способствуют стрессовые воздействия на растения - температура в теплице ниже или значительно выше технологического уровня выращивания, суточные скачки температур, изменение режима освещенности в связи с весенним увеличением числа солнечных дней и др.

Бактериоз огурца, вызываемый Е. carotovora наносит значительный ущерб в стационарных теплицах в период с февраля по май, с августа по октябрь, а также в пленочных теплицах в летнее время. Его эпифитотийное развитие может вызывать гибель до 80% растений, приводя к концу апреля опустошение в стационарных теплицах, уменьшая время оборота огурца на 2-3 месяца. Во время патогенеза возбудитель заболевания локализуется как в тканях растения, так и в субстрате.

Развитие болезни в контроле к концу второй недели опыта составляло 15-18%. При обработке раствором эталона 1 (фитолавин-300 СХП) процент развития болезни снизился до 10% при опрыскивании растений и до 8% - при подливе под корень. Соответственно биологическая активность эталона 1 составила 44 и 55%.

При обработке растений раствором предлагаемого средства процент развития болезни к концу 2-й недели после обработки составил 9% - при опрыскивании и 8% - при внесении в субстрат. Биологическая активность составила 55 и 60% соответственно. Обработка растений фундазолом оказалась неэффективной (табл.1).

Пример 4. Применение предлагаемого средства при аскохитозе огурца.

Возбудители заболевания - патогенные грибы Ascochyta cucumis, реже - A. melonis. Источником инфекции могут быть семена, слабо обеззараженные грунты, растительные остатки, конструкции теплиц. Значительная часть производственных площадей огурца тепличных комбинатов РФ занята гибридом F₁ эстафета, очень восприимчивым к аскохитозу.

Опыт проводился на растениях при довольно высокой зараженности аскохитозом. К концу 2-й недели опыта степень зараженности (развития болезни) в необработанном контроле составляла 43,5%.

Предлагаемое средство проявило высокую эффективность против аскохитоза сразу после обработки. Морфологически подавление заболевания сопровождалось некоторым осветлением пораженных участков с пикнидиальным спороношением, а затем - восстановлением тканевой поверхности стебля. Пленка на пораженном ранее участке легко сшелушивалась ногтем - под ней была полноценная покровная ткань огуречного стебля. Биологическая эффективность при обработке зараженных растений композиции составила 71%. При этом биологическая эффективность при обработке известным фунгицидом - фундазолом (эталон 2) - составила 59%.

Фитолавин-300 СХП (эталон 1) против аскохитоза был неэффективен.

Пример 5. Применение предлагаемого средства против фузариозной корневой гнили огурца.

Заболевание связано с поражением корневой системы патогенными грибами из рода Fusarium: чаще - Fusarium oxysporum, реже F. verticilloides, F. solani и др. Морфологически это проявляется в побурении корней различных порядков.

В проведенном опыте очаги фузариозной корневой гнили характеризовались довольно сильным поражением растений уже в начале опыта (на уровне 2-3 баллов). Через 2 недели в незащищенном контроле отмечались случаи 4-балльного поражения, сопровождающиеся гибелью растений. Обработка растений путем внесения в субстрат рабочего раствора предлагаемого средства снизила развитие болезни. Эффективность обработки составила 39%. При этом биологическая эффективность фунгицида фундазола (эталон 2) составила 33%. Фитолавин-300 СХП (эталон 1) фузариозную инфекцию не подавлял.

Пример 6. Применение предлагаемого средства при бактериальном раке томата.

Возбудитель заболевания - фитопатогенная бактерия Clavibacter michiganensis (subsp. michiganensis). Заболевание проявляется в виде увядания средней части растения, затем увядание распространяется вверх и вниз по стеблю, вызывая гибель всего растения. Поражаются и плоды томата.

Оценка влияния обработок больных растений рабочим раствором предлагаемого средства была проведена на фоне нескольких очагов рака томатов. Опрыскивание больных растений резко снизило количество погибших растений. Гибель наступала лишь у сильно увядших растений. Эффективность обработки через две недели была примерно такой же, как и при обработке фитолавином (эталон 1) и достигала 67%. При внесении композиции под корень эффективность была несколько выше - 72% (см. табл.4).

Пример 7.

Опыт проводили в 2007 г. в хозяйстве Армавирского района при овощном севообороте для защиты растений томата сорта «Надежда» от бактериальных и грибных болезней. Семена томата высевали в обработанную почву. По достижении двух настоящих листьев проводили прореживание с доведением числа растений 5 штук на 2 м. Для опыта были выделены три участка по 20 м:

1-й участок опытный. Вегетирующие растения обрабатывали 0,2% раствором испытуемого средства.

2-й участок. Обработку растений проводили 0,2% раствором этанола 1 (фитолавин-300 СХП).

3-й участок контрольный. Для обработки использовали воду.

Учет заболеваемости после обработки проводили через 1, 2 и 5 недель после обработки.

В связи с отсутствием дождей в районе в течение длительного периода пораженность растений грибными заболеваниями была низкой.

На контрольном участке бактериальные заболевания проявились в виде увядания, вызванного фитопатогенной бактерией Rahtonia solanacearum и черной пятнистости, вызываемой Xanthomonas vesicatoria. Заболевание сопровождалось депрессией растений и отставанием в росте. На участках, где проводилась обработка растений испытуемым средством и эталонным препаратом заболевших и угнетенных растений было значительно меньше (см. табл.2).

Таблица 2 Влияние обработки томатов открытого грунта испытуемым средством   %% заболеваний растений %% угнетенных растений Контроль (без обработки) 17,0 30 Обработка эталоном 0 2,5 Обработка испытуемым средством 5 7,5

Через две недели после проведения обработки растений проведен микробиологический анализ почвы под растениями. В таблице приведены данные по составу микробиоты в почве на контрольном участке и на участках, где проводилась обработка растений.

Для анализа использовали нанесение на питательную среду микрочастиц почвы. После инкубирования подсчитывали число (процент) частичек, из которых вырастают колонии тех или иных микроорганизмов.

Таблица 3 Состав микробиоты в почве Микроорганизмы Контрольный участок Участок, обработанный эталоном 1 (фитолавин-300 СХП) Участок, обработанный испытуемым средством Fusarium oxysporum* 60 55 15 Aspergillus sp. 20 30 18 Mucor 30 28 - Trichoderma sp. 30 45 25 Pseudomonas** 47 - - Xanthomonas** 26 - - Сапрофитные бактерии 45 18 15 Altemaria* 25 28 - * фитопатогенные грибы ** фитопатогенные бактерии

Пример 8.

Опыт проведен в аграрном хозяйстве Краснодарского края. Предлагаемое средство использовали для защиты ярового ячменя сорта «Мамлюк» от поражения бактериальной корневой гнилью.

Протравливание семян провели за 3 дня до посева. Норма расхода предлагаемого средства составила 2 г на 1 кг семян. Обработку вегетирующих растений провели в фазу кущения 0,2% рабочим раствором предлагаемого средства.

Пораженность растений бактериальной корневой гнилью составила 7,5%, а биологическая эффективность по отношению к необработанному контролю - 77,9%. Биологическая эффективность эталонного препарата (фитолавина СХП) составила 82%. Фитопатологические учеты были подтверждены биометрическими показателями: масса растений, обработанных средством, была почти в два раза больше, чем в контроле. Кроме того, в опытных растениях значительно увеличилась фотосинтетическая активность: содержание хлорофилла в опытных растениях составило 5,7 мг/дм², тогда как в контроле оно составило 4,3 мг/дм².

Пример 9.

Опыт проведен в аграрном хозяйстве Краснодарского края. Применение предлагаемого средства для борьбы с головневыми болезнями пшеницы. Было проведено протравливание заспоренных твердой головней семян пшеницы сорта «Победа 50» в сравнении с эталоном (2) Премис 200.

Норма расхода эталона 0,2 кг/т семян, норма расхода испытуемого средства - 2 кг, а по содержанию фунгицида - 0,14 кг. При учете пораженности растений пораженность в контроле (вода) составила 12,1%, тогда как в варианте с обработкой семян предлагаемым средством процент пораженных растений составил 1,2%, а биологическая эффективность 90%. Биологическая эффективность эталона была несколько выше - 94%.

Пример 10.

Полевой опыт по выявлению эффективности предлагаемого средства проведен на учебно-опытном поле в Оренбургской области. Испытывали влияние протравливания семян озимой пшеницы «Оренбургская 105» на зараженность растений фузариозной корневой гнилью.

По сравнению с необработанным контролем обработка семян снизила распространение и развитие фузариозной корневой гнили на 30%. Дальнейшие наблюдения за растениями, вплоть до сбора урожая показали, что обработка семян предлагаемым средством увеличила урожайность зерна почти в три раза.

Проведенные исследования показали, что предлагаемое средство обладает как антибактериальной, так и противогрибковой активностью и может быть использовано для защиты овощных и зерновых культур от заболеваний, вызываемых фитопатогенными бактериями и грибами. Композиция экономична в использовании: позволяет снизить пестицидную нагрузку каждого из компонентов: норма расхода стрептотрицинового комплекса в три раза ниже, чем при применении фитолавина (26-30 г вместо 75-90 г), то же самое относится и к карбендазиму (140 г вместо 400 г). Подобное сочетание действующих веществ и эффективности действия ранее не описано.

Таблица 4 Биологическая эффективность обработок растений огурца и томата рекомендуемым средством при различных заболеваниях (в %% к необработанному контролю) (защищенный грунт) №№ примера Наименование болезни Возбудитель болезни Способ обработок растений Наименование препаратов Эталон 1 (фитолавин СХП) Предлагаемое средство Эталон 2 (фундазол) 2 Бактериальное увядание огурца Erwinia tracheiphilla Опрыскивание растений 50 53 0 Внесение под корень 39 39 6 3 Бактериальная прикорневая гниль огурца Erwinia carotovora Опрыскивание растений 44 50 5 Внесение под корень 55 60 5 4 Аскохитоз огурца Ascochyta cucumis Внесение под корень 2 71 59 5 Корневая фу-зариозная гниль огурца Fusarium oxysporum Внесение под корень 2 39 33 6 Бактериальный рак томатов Clavibacter michiganensis Опрыскивание растений 72 67 4 Внесение под корень 70 72 15

Литература.

1. Будынков Н.И., Никифорова Е.Ф., Березина Н.В., Кругляк Е.Б., Дриняев В.А. «Эффективность препарата фитолавин-300 против заболеваний овощных культур защищенного грунта». / 2001 / Гавриш / №1, с.26-28.

2. Котляров В.В. «Бактериальные болезни озимой пшеницы и способы защиты посевов от них». Труды Кубанского Государственного аграрного университета. Вып.2, 2006 г., с.197-206.

3. Будынков Н.И., Никифорова Е.Ф., Юваров В.Н., Кириенко А.А. «Механически распространяемые опасные инфекции в овощеводстве защищаемого грунта». / 2002 / Гавриш / №3, с.18.

4. Патент RU 2313941. Препарат для защиты растений от возбудителей болезней с/х культур и винограда с рост стимулирующим эффектом. Способ получения этого препарата и штаммы для его осуществления.

5. Патент RU 2322060. Композиция для защиты овощных культур от грибных и бактериальных болезней.

6. Патент ЕР 1773982. Формуляция и метод защиты растений от патогенов.

7. Патент US 2007232693. Композиция для обработки растений, пораженных фитопатогенной микрофлорой.

8. Международная заявка WO 2009/031874. Штамм Вас. subtilis для использования в с/х.

9. «Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации».

10. Патент RU 2144291. «Способ получения препарата для борьбы с болезнями растений».

11. Патент RU 2324351. «Средство для защиты растений».

12. Хохлов А.С. «Успехи в изучении стрептотрициновых антибиотиков». «Антибиотики и химиотерапия». 1983, с.613-622.

Средство для защиты растений от бактериальных и грибковых заболеваний содержит в качестве бактерицида комплекс стрептотрициновых соединений, образуемых почвенным грибом Sir. griseus или Str. lavendulae, и в качестве фунгицида - карбендазим, а также растворители и функциональные добавки, В качестве загустителя предпочтительно используется ксантановая камедь, в качестве диспергатора - сульфанол, а в качестве консерванта - бензиловый спирт. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Средство для защиты растений от бактериальных и грибных заболеваний, содержащее в качестве бактерицида комплекс стрептотрициновых соединений, образуемых Str. griseus или Str. lavendulae, отличающееся тем, что в качестве фунгицида оно содержит карбендазим, а также растворители и функциональные добавки при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Комплекс стрептотрициновых соединений 2,0-3,0 Карбендазим 6,5-7,5 Этиленгликоль 30-50 Загуститель 1,0-2,0 Консервант 1,0-2,0 Диспергатор 0,5-2,0 Вода до 100

2. Средство по п.1, отличающееся тем, что в качестве загустителя содержит ксантановую камедь, в качестве диспергатора - сульфанол, а в качестве консерванта - бензиловый спирт.