Средство для защиты картофеля от фитофтороза

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к растениеводству, и предлагает средство, защищающее картофель от фитофтороза. В этом качестве предлагается применять фталоцианиновые комплексы общей формулы I, где М - Со или АlOН, Х -(SO₃H)₂ или (SO₃Na)_2-4. Обработка посадочного материала картофеля этими комплексами индуцируют в растениях устойчивость к фитофторозу, сравнимую по величине с эффектом известных препаратов, но в отличие от них сохраняющуюся в течение всей вегетации до урожая. Эффективные дозы ФЦМК по крайней мере на порядок меньше, чем у известных препаратов. Стоимость применения металлокомплексов (препарат плюс процедура его внесения в текущих ценах) в такой же степени меньше, чем у известных препаратов. 7 табл.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно растениеводства, и может быть использовано для создания фунгицидов, защищающих картофель от фитофтороза.

Данная болезнь наиболее вредоносна для картофеля и проявляется как во время вегетации, так и при хранении урожая. Известные фунгициды лишь ослабляют и замедляют болезнь, но не предотвращают ее [Кваснюк Н.Я., Гриднев В.В. Особенности применения средств защиты картофеля от фитофтороза. Картофель и овощи. 1999, N 1. С.28].

В качестве средства защиты картофеля от фитофтороза во время вегетации известны фунгициды, которыми опрыскивают ботву. Это, например, Ридомил МЦ, Акробат МЦ, Дитан М-45 и др. [Кваснюк Н.Я. и др. Интегрированная система защиты картофеля от фитофтороза. Практическое руководство. М.: Информагротех, 1999] . Недостатком их являются сравнительно высокие необходимые дозы (1-4 кг/га). Кроме того, из-за недостаточной эффективности фунгицидов ими рекомендуется обрабатывать растения 3-10 раз за сезон, независимо от погоды и наличия болезни [Кваснюк Н.Я., Гриднев В.В. Особенности применения средств защиты картофеля от фитофтороза. Картофель и овощи. 1999, N 1. С.28-29]. Многократное внесение фунгицидов в больших дозах неблагоприятно для окружающей среды и требует больших затрат как на приобретение препаратов, так и на опрыскивание растений в поле.

Помимо опрыскивания ботвы известно протравливание (замачивание) клубней картофеля перед посадкой в растворах фунгицидов для защиты растений при последующей вегетации. Для этой цели используют, например, фунгициды Татту или ТМТД. Предпосадочная обработка клубней проще и дешевле, чем опрыскивание растений в поле. Кроме того, уменьшается расход препарата и сводится к минимуму его нежелательное воздействие на окружающую среду. Тем не менее, хотя известные протравители более или менее эффективны от других болезней, они крайне незначительно защищают от фитофтороза, причем недолго (не более месяца). Расход протравителей довольно велик: 2.5 л Татту или 2.5 кг ТМТД на тонну клубней, то есть 5 л (кг) на гектар (из расчета 2 т клубней/га) [Филиппов А. В. , Козловский Б.Е. и др. Краткосрочный прогноз, определение потерь урожая и меры защиты картофеля от фитофтороза и альтернариоза (Методические указания). М.: Агропромиздат, 1988, 24 с.; Кваснюк Н.Я. и др. Интегрированная система защиты картофеля от фитофтороза. Практическое руководство. М.: Информагротех, 1999].

Задачей предлагаемого изобретения является создание препарата, защищающего картофель от фитофтороза и в отличие от известных препаратов эффективного в меньших дозах и действующего после обработки в течение всей вегетации.

Для решения этой задачи предложено применять в качестве средства для защиты картофеля от фитофтороза замещенные фталоцианины общей формулы MPcX, где М - Со, X(SO₃H)₂, Pc - фталоцианин, или M-AlOH,X-(SO₃Na)_2-4 Эти соединения используют как противоопухолевые средства при осуществлении фотодинамической и каталитической терапии [Рос. хим. ж. 1998. Т. 42. Стр. 12, 141]. Принципиальная возможность их применения в качестве средств защиты картофеля от фитофтороза не следовала из ранее известных свойств этих соединений.

Возможность и эффективность защиты картофеля от фитофтороза определяли путем заражения растений, полученных из посадочного материала, обработанного указанными фталоцианиновыми металлокомплексами (ФЦМК). Было использовано три способа обработки: (1) внесение ФЦМК в питательную среду пробирочных растений в безвирусной культуре; (2) предпосадочное замачивание миниклубней в растворах ФЦМК и (3) такое же замачивание обычных клубней. Миниклубни были получены в потомстве пробирочных необработанных растений.

Пример 1. Предпосадочная обработка пробирочных растений картофеля, выращенных в безвирусной культуре.

Испытаны растения сорта Невский, который занимает в России наибольшие посевные площади, но сравнительно восприимчив к фитофторозу [Кваснюк Н.Я. и др. Интегрированная система защиты картофеля от фитофтороза. Практическое руководство. М.: Информагротех, 1999]. Пробирочная меристемная культура картофеля позволяет получать оздоровленный (свободный от вирусов) посадочный материал, но не придает растениям устойчивости к фитофторозу [Анисимов Б.В., Климова М.В. Схемы выращивания элитного картофеля. Картофель и овощи. N1. С. 23-24 (1999)].

ФЦМК или фунгицид Акробат МЦ были добавлены в указанных концентрациях в питательную среду пробирочных растений 4-16 мая 1999 г., растения пересажены в почву 7-11 июня. Часть ранее необработанных растений была 18 августа 1999 г. опрыснута Акробатом в рекомендованной концентрации. 28 сентября 1999 г. из листьев вырезаны диски [Воробьева Ю.В. и др. Изучение свойств и состава природных популяций возбудителя фитофтороза картофеля (бесполой и половой стадии). Методические указания. Москва, ВНИИФ: 1993, 42 с.] и заражены суспензией зооспор гриба - возбудителя болезни (Phytophthora infestans). Симптомы болезни определены 4 октября 1999 г. Результаты наблюдений представлены в таблицах.

Отсутствие симптомов однозначно означает устойчивость к болезни, а типичные (=совместимые) инфекционные пятна, представленные в правых колонках - признак восприимчивости. В остальных случаях симптомы были представлены некрозами, появление которых нельзя трактовать однозначно, поэтому они не даны в табл. 1.

Как видно из табл. 1, в конце вегетации картофеля наблюдалось полное заражение его листьев, если они были взяты из необработанного контроля. Опрыскивание растений Акробатом ослабляло типичные симптомы болезни вдвое и приводило к появлению бессимптомных исходов. Примерно в такой же мере болезнь ослаблялась, если заражению подвергали листья, взятые от растений, которые во время культивирования в пробирках контактировали с ФЦМК, добавленными в питательную среду. Таким образом, ФЦМК, использованные в концентрации на несколько порядков меньше, чем известный фунгицид, и добавленные к растениям более чем на 2 месяца раньше, чем он, вызывали такой же защитный эффект. Фунгицид, примененный тем же способом и в той же концентрации, что и ФЦМК, не вызывал защитного эффекта.

Средние размеры инфекционного пятна (табл. 2) - другой показатель степени развития болезни. Уменьшение этого показателя в те же сроки под действием ФЦМК свидетельствует об их защитном действии, близком по величине с действием известного фунгицида, примененного традиционным методом в рекомендованной концентрации.

Способность зараженных листьев продуцировать новые споры (табл. 3) является еще одним фитопатологическим показателем. Влияние на него испытанных препаратов приводит к тем же выводам, что и результаты из предыдущих таблиц.

Защита картофеля от фитофтороза ФЦМК по всем трем показателям наблюдалась и в более ранние сроки после пересадки растений из пробирочной культуры. При объеме среды в пробирках 5 мл и концентрации ФЦМК 0.1 мкг/мл расход ФЦМК на одно растение равен 0.5 мкг = 5·10^-10 кг. При плотности посадки картофеля 50 тыс. растений на гектар расход препарата составит 5·10^-10 кг/растение ·5·10⁴ растений/га = 2.5·10^-5 кг/га.

Таблица представляет среднее число конидий (тыс.), смытых с одной точки заражения. В каждом варианте по 10 дисков из листьев (каждый был заражен одной инфекционной каплей) промыты в 10 мл воды, из которой взяты по 2 пробы, в которых дважды подсчитана концентрация спор в камере Горяева. Средние и стандартные отклонения взяты по четырем этим повторностям. Данные получены в опыте, представленном в табл. 1.

Пример 2. Предпосадочная обработка миниклубней картофеля, выращенных в безвирусной гидропонной культуре.

Пробирочные растения, пересаженные в почвенную или гидропонную культуру, образуют миниклубни, которые высаживают в почву для получения элитного семенного материала [Анисимов Б.В., Климова М.В. Схемы выращивания элитного картофеля. Картофель и овощи. N1. С.23-24 (1999)].

В представленных нами экспериментах миниклубни перед посадкой замачивали в течение часа в растворах ФЦМК в указанных концентрациях. Были также испытаны известные фунгициды в рекомендованных концентрациях. Ридомилом МЦ опрыскивали целые растения за день до отделения листьев и заражения; в растворе Фундазола замачивали клубни одновременно с обработкой других клубней ФЦМК.

Судя по результатам табл. 4, ФЦМК, которыми растения обрабатывали за 2-3 месяца до заражения, защищали от болезни в той же мере, что и известный фунгицид, ридомил, внесенный в концентрации, на несколько порядков большей, за день до заражения. Другой известный фунгицид, фундазол, внесенный в рекомендованной концентрации и в те же сроки, что и ФЦМК, вообще не оказывал защиты.

При замачивании 50 миниклубней в 1 л ФЦМК с концентрацией 10 мкг/мл расход препарата составляет (10 мкг х 1000 мл): 50 клубней = 0.2 мг = 2·10^-7 кг на клубень. При плотности посадки картофеля 50 тыс. растений на гектар расход препарата составит 2·10^-7 кг·5·10⁴ растений = 10^-2 кг/га.

Клубни замачивали 1 час в растворах указанных препаратов, взятых в указанных концентрациях, 17 мая 1999 г., сажали в почву 1 июня 1999 г. Часть растений из необработанного контроля в поле опрыскивали Акробатом 9 августа 1999 г. Диски из листьев вырезали и заражали их 28 августа 1999 г. Симптомы учитывали и споруляцию определяли 3 сентября 1999 г.

Пример 3. Предпосадочная обработка обычных клубней картофеля.

Данные табл. 5-7 свидетельствуют, что замачивание клубней картофеля в растворах ФЦМК перед посадкой индуцировало в растениях устойчивость к фитофторозу, сохранявшуюся три с лишним месяца, то есть всю вегетацию (до урожая). Степень защиты была такой же или более сильной по сравнению с опрыскиванием растений известным фунгицидом Акробатом и более сильной по сравнению с замачиванием клубней известным протравителем Татту. Аналогичные защитные эффекты наблюдались и в более ранние сроки после обработки клубней.

При замачивании 20 штук обычных клубней в 1 л ФЦМК с концентрацией 20 мкг/мл расход препарата составляет 1 мг или 10^-6 кг на клубень. При плотности посадки картофеля 50 тыс. растений на гектар это соответствует расходу 10^-6 кг·5·10⁴ растений = 5·10^-2 кг/га.

Аналогичными свойствами обладают фталоцианиновые комплексы карбоксизамещенных фталоцианинов, в частности окта-4,5- карбоксифталоцианины, и их натриевые соли.

Таким образом, все приведенные примеры подтверждают достижение поставленной задачи. Обработка посадочного материала картофеля фталоцианиновыми комплексами кобальта или алюминия индуцирует в растениях устойчивость к фитофторозу, сравнимую по величине с эффектом известных препаратов, но сохраняющуюся в течение всей вегетации до урожая. Эффективные дозы ФЦМК по крайней мере на порядок меньше, чем у известных препаратов. Стоимость применения ФЦМК (препарат плюс процедура его внесения в текущих ценах) в такой же степени меньше, чем у известных препаратов.

Формула изобретения

Применение фталоцианиновых комплексов общей формулы где М = Со, Х - (SO₃Н)₂ или М = AlOH, Х - (SO₃Nа)_2-4, в качестве средства защиты картофеля от фитофтороза.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5