Россия
Цель работы – изучить чувствительность Bipolaris sorokiniana, выделенного в Сухобузимском районе Красноярского края, к фунгицидам разного химического состава. Были протестированы следующие фунгициды: Витарос (карбоксин 198 г/л + тирам 198 г/л), Ламадор (протиоконазол 250 г/л + тебуконазол 150 г/л), Оплот (дифеноконазол 90 г/л + тебуконазол 45 г/л), Максим (флудиоксонил 25 г/л) и Виал ТрасТ (тебуконазол 60 г/л + тиабендазол 80 г/л). В качестве показателя антигрибной активности использовали снижение прорастания конидий B. sorokiniana в присутствии различных концентраций фунгицидов. Установлено, что максимальную фунгицидную активность в отношении B. sorokiniana проявляет препарат Витарос, обеспечивающий 100 % подавление прорастания конидий даже при разведении рабочего раствора в 16 раз. На втором месте по эффективности находится Ламадор, для которого 100 % ингибирующее действие на прорастание конидий сохраняется при разведении рабочего раствора в 2 раза. Фунгицид Максим обеспечивал 100 % подавление прорастания конидий в рабочем растворе, однако терял эффективность при разведении рабочего раствора в 2 раза. Фунгициды Оплот и Виал ТрасТ были неэффективны против B. sorokiniana. Прорастание конидий в рабочем растворе составило 64 и 95 % к контролю соответственно. Кривые «доза-эффект» для препаратов Витарос и Ламадор адекватно описываются уравнением Михаэлиса-Ментен (коэффициенты детерминации соответственно 0,992, 0,999 и более 0,999). Кривая «доза-эффект» для препарата Максим адекватно описывается линейным уравнением (коэффициент детерминации 0,982). Результаты исследования показывают, что региональная популяция B. sorokiniana устойчива к дифеноконазолу, тебуконазолу и тиабендазолу, но чувствительна к карбоксину, тираму и протиоконазолу.
Bipolaris sorokiniana, обыкновенная корневая гниль зерновых, фунгициды, чувствительность, Витарос, Ламадор, Оплот, Максим, Виал ТрасТ.
Введение. Возбудитель обыкновенной (гельминтоспориозной) корневой гнили фитопатогенный гриб Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoemaker (синонимы – Helminthosporium sorokinianum Sacc. 1891, Helminthosporium sativum Pammel, C.M. King & Bakke 1910, Drechslera sorokiniana (Sacc.) Subram. & B.L. Jain 1966, Cochliobolus sativus (S. Ito & Kurib.) Drechsler ex Dastur 1942, Ophiobolus sativus S. Ito & Kurib. 1929), относящийся к отделу Ascomycota, классу Dothideomycetes, порядку Pleosporales, семейству Pleosporaceae, является одним из наиболее распространенных и вредоносных возбудителей болезней зерновых культур (в первую очередь – ячменя и пшеницы). Заболевание, вызываемое B. sorokiniana, проявляется в виде корневой гнили, листовой пятнистости и (в случае поражения семян) «черного зародыша». Наибольшие потери урожая от данного фитопатогена отмечаются в Северной Америке, Западной и Южной Африке, Западной Австралии, Центральной и Юго-Восточной Азии [1]. На территории бывшего СССР обыкновенная корневая гниль распространена в центральных районах Нечерноземной зоны и Среднем Поволжье, в Казахстане, Западной и Восточной Сибири, Алтайском крае и на Дальнем Востоке [2–5]. Ежегодные потери урожая от вызываемой B. sorokiniana корневой гнили оцениваются в 15–20 %, а в засушливые годы – до 50 % при одновременном ухудшении посевных и потребительских качеств зерна [5]. Наиболее эффективным методом защиты растений от обыкновенной корневой гнили на сегодняшний момент является предпосевное протравливание семян фунгицидными препаратами [6, 7]. Однако в настоящее время наблюдается повсеместный рост резистентности фитопатогенных грибов к применяемым фунгицидам [8–10]. В этой связи необходим постоянный мониторинг чувствительности региональных популяций фитопатогенов к фунгицидам разного химического состава с целью выбора наиболее эффективных препаратов.
Цель исследования. Изучение чувствительности B. sorokiniana, актуального для Сухобузимского района Красноярского края, к фунгицидам разного химического состава, рекомендованным в качестве протравителей семян для защиты зерновых культур от обыкновенной корневой гнили.
Задачи: изучение фунгицидной активности препаратов Витарос, Ламадор, Оплот, Максим и Виал ТрасТ в отношении B. sorokiniana; построение кривых «доза-эффект» для препаратов, показавших высокую фунгицидную активность; выявление фунгицидных соединений, к которым B. sorokiniana проявляет резистентность.
Объекты и методы исследования. Тест-объектом служил моноконидиальный изолят B. sorokiniana, выделенный в 2020 г. из корней пораженной корневой гнилью мягкой яровой пшеницы Triticum aestivum L. сорта Новосибирская 15 в УНПК «Борский» ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ(Сухобузимский район Красноярского края, Канско-Красноярская лесостепь).
В качестве фунгицидов использовали следующие препараты, рекомендованные в качестве протравителей семян зерновых культур для защиты от комплекса грибных болезней [11], включая гельминтоспориозно-фузариозные корневые гнили: Витарос (действующие вещества карбоксин 198 г/л + тирам 198 г/л), Ламадор (действующие вещества протиоконазол 250 г/л + тебуконазол 150 г/л), Оплот (действующие вещества дифеноконазол 90 г/л + тебуконазол 45 г/л), Максим (действующее вещество флудиоксонил 25 г/л) и Виал ТрасТ (действующие вещества тебуконазол 60 г/л + тиабендазол 80 г/л).
Проверку эффективности препаратов осуществляли с помощью теста, основанного на прорастании конидий [12, 13]. Для получения конидий гриб выращивали в течение 14 суток при температуре 25±1 °C на среде Чапека-Докса следующего состава: сахароза – 20,0 г/л; нитрат натрия – 2,0; фосфат калия двузамещенный – 1,0; сульфат магния – 0,5; хлорид калия – 0,5; сульфат железа – 0,01; агар – 20,0 г/л; рН 7,3±0,2. Для построения кривых «доза-эффект» использовали препараты в концентрациях, рекомендованных производителями для приготовления рабочих растворов для протравливания семян, а также разведения рабочих растворов в 2, 4, 8, 16 и 32 раза. В качестве индуктора прорастания конидий использовали сахарозу (10 г/л) [14]. Контролем служили конидии B. sorokiniana в растворе сахарозы (10 г/л) без добавления фунгицидов. Микроскопию и микрофотосъемку выполняли с помощью микроскопа Микмед-6 (вариант 3), оснащенного цифровой USB-камерой DCM-130 E. Значимость различий между прорастанием конидий в опыте и контроле определяли с помощью точного
F-теста для таблиц 2х2. Для построения уравнений регрессии при описании зависимостей «доза-эффект» использовали пакет анализа MS Excel (в случае линейной зависимости) и пакет StatSoft STATISTICA 6.0 (в случае нелинейной зависимости).
Результаты исследования и их обсуждение. Прорастание конидий B. sorokiniana в контроле составило 69,4 %. Препараты Витарос, Ламадор и Максим в рекомендованных производителем концентрациях полностью подавили прорастание конидий, в то время как рабочий раствор препарата Оплот оказал лишь частичное ингибирующее воздействие, а рабочий раствор препарата Виал ТрасТ вообще не оказал статистически значимого влияния на прорастание конидий гриба (табл.).
При этом в рабочем растворе препарата Виал ТрасТ отмечен парасексуальный процесс (рис. 1).
Влияние рабочих растворов изучаемых препаратов на прорастание конидий B. Sorokiniana
|
Препарат |
Прорастание конидий, % к контролю |
Значимость различий с контролем, p |
|
Витарос |
0,0 |
<0,001 |
|
Ламадор |
0,0 |
<0,001 |
|
Максим |
0,0 |
<0,001 |
|
Оплот |
64,0 |
<0,01 |
|
Виал ТрасТ |
95,0 |
нет |
Рис. 1. Прорастание конидий B. sorokiniana в рабочем растворе препарата Виал ТрасТ:
К – конидии, П – проростковые гифы, стрелкой отмечен парасексуальный процесс.
Ширина линейки – 100 мкм
Препарат Витарос обеспечил 100%-е подавление прорастания конидий даже при разведении рабочего раствора в 16 раз, препарат Ламадор – при разведении в 2 раза. Препарат Максим при разведении рабочего раствора в 2 раза обеспечил лишь частичное подавление прорастания конидий (43,6 % к контролю, значимость различий с контролем p<0,001) (рис. 2).
Рис. 2. Прорастание конидии B. sorokiniana в растворе препарата Максим
при разведении рабочего раствора в 2 раза: К – конидия, П – проростковая гифа
Препарат Оплот при разведении рабочего раствора в 2 раза не оказал статистически значимого влияния на прорастание конидий B. sorokiniana, длина проростковых гиф не отличалась от контроля (рис. 3).
Рис. 3. Прорастание конидий в растворе препарата Оплот при разведении рабочего раствора
в 2 раза: К – конидии, П – проростковые гифы
Препарат Витарос обеспечивал 100%-е подавление прорастания конидий B. sorokiniana даже при разведении рабочего раствора в 16 раз, и лишь при разведении рабочего раствора в 32 раза в нем было отмечено прорастание конидий (18,0 % к контролю, значимость различий с контролем p<0,001). В препарате Ламадор прорастание конидий отмечено при разведении рабочего раствора в 4 раза (6,0 % к контролю, значимость различий с контролем p<0,001). При разведениях в 8, 16 и 32 раза доля проросших конидий возрастала (соответственно 6,4 %, 14,4 и 24,2 % к контролю), однако при всех разведениях различия с контролем оставались статистически значимыми на уровне p<0,001.
Зависимость доли погибших конидий от концентрации препарата и для Витароса, и для Ламадора адекватно описывается уравнением Михаэлиса-Ментен (коэффициенты детерминации R2 соответственно 0,992 и более 0,999)
, (1)
где Y – доля погибших конидий, %; Ymax – максимально возможная доля погибших конидий, равная 100 % для обоих препаратов; C – концентрация препарата, % от рабочего раствора; Kc – концентрация препарата, при которой доля погибших конидий составляет половину от максимально возможной. Теоретические и экспериментальные зависимости эффекта от концентрации препаратов приведены на рисунках 4 и 5.
Рис. 4. Экспериментальные и теоретические (рассчитанные по уравнению (1)) значения доли погибших конидий в зависимости от концентрации препарата Витарос
Рис. 5. Экспериментальные и теоретические (рассчитанные по уравнению (1)) значения доли
погибших конидий в зависимости от концентрации препарата Ламадор
Определенный по методу наименьших квадратов параметр Kc для препарата Витарос равен 0,61 % от концентрации рабочего раствора, для препарата Ламадор – 1,04 % от концентрации рабочего раствора.
Зависимость доли погибших конидий B. sorokiniana от концентрации для препарата Максим носит линейный характер и может быть описана уравнением
, (2)
где Y – доля погибших конидий, %; C – концентрация препарата, % от рабочего раствора.
При использовании данного уравнения коэффициент детерминации R2 равен 0,982, значимость регрессии p<0,01. Рассчитанная по уравнению (2) концентрация, при которой происходит гибель 50 % конидий, для препарата Максим составляет 45,5 % от рабочего раствора.
Заключение. Среди испытанных препаратов наиболее эффективным против регионального изолята B. sorokiniana оказался Витарос, обеспечивающий 100%-е подавление прорастания конидий гриба даже при разведении рабочего раствора в 16 раз. На втором месте по эффективности находится препарат Ламадор, который обеспечивает 100%-е подавление прорастания конидий при разведении в 2 раза. Оба препарата сохраняют высокую степень фунгицидной активности при разведении рабочего раствора в 32 раза. На третьем месте по эффективности находится препарат Максим, который обеспечивает 100%-е подавление прорастания конидий в рабочем растворе, но уже при разведении в 2 раза обеспечивает лишь частичный фунгицидный эффект. Препараты Оплот и Виал ТрасТ неэффективны против регионального изолята B. sorokiniana. С учетом химического состава препаратов можно констатировать, что региональная популяция B. sorokiniana резистентна к дифеноконазолу, тебуконазолу и тиабендазолу, но чувствительна к карбоксину, тираму и протиоконазолу. В этой связи для протравливания семян зерновых культур в целях защиты от обыкновенной корневой гнили можно рекомендовать препараты на основе карбоксина, тирама и протиоконазола.
1. Kumar J., Schäfer P., Hückelhoven R., Lan-gen G., Baltruschat H., Stein E., Nagarajan S., Kogel Karl. Bipolaris sorokiniana, a cereal pathogen of global concern: cytological and molecular approaches towards better control // Molecular plant pathology. 2002. Vol. 3, №. 4. P. 185–195.
2. Григорьев М.Ф. Изучение патогенных комплексов возбудителей наиболее распространенных типов корневых гнилей зерновых культур в Центральном Нечерноземье России // Известия ТСХА. 2012. Вып. 2. С. 111–125.
3. Чулкина В.А. Корневые гнили хлебных злаков в Сибири. Новосибирск: Наука, 1985. 189 с.
4. Ермекова Б.Д. Почвенные грибы и обыкновенная корневая гниль колосовых зерновых. Алма-Ата: Наука КазССР, 1988. 144 с.
5. Заселенность почвы засушливой Кулундинской зоны Алтая фитопатогеном Bipolaris sorokiniana Sacc. Shoem. / Е.Ю. Торопова [и др.] // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34, №. 1. С. 12–15.
6. Гришечкина Л.Д., Долженко В.И. Современные фунгициды для интегрированных систем защиты зерновых культур от комплекса фитопатогенов // Вестник ОрелГАУ. 2012. № 6. С. 7–9.
7. Лапина В.В. Агроэкологическое обоснование защиты яровых зерновых культур от корневых гнилей в условиях юга Нечерноземной зоны России: дис. … д-ра с.-х. наук. Саранск, 2014. 369 с.
8. Deising H.B., Reimann S., Pascholati S.F. Mechanisms and significance of fungicide resistance // Brazilian Journal of Microbiology. 2008. Vol. 39, no. 2. P. 286–295.
9. Hollomon D.W. Fungicide resistance: facing the challenge – a review // Plant Protect. Sci. 2015. Vol. 51. P. 170–176.
10. Щербакова Л.А. Развитие резистентности к фунгицидам у фитопатогенных грибов и их хемосенсибилизация как способ повышения защитной эффективности триазолов и стробилуринов // Сельскохозяйственная биология. 2019. Т. 54, № 5. С. 875–891.
11. Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации за 2018 год // Приложение к журналу «Защита и карантин растений». 2018. № 5.
12. Хижняк С.В., Пучкова Е.П., Петрушкина С.А. Экспресс-метод выявления штаммов-антаго¬нистов для биологической защиты растений от фитопатогенных грибов // Приоритетные направления научно-технологического развития агропромышленного комплекса России: сб. мат-лов национальной науч.-практ.. конф. Рязань, 2019. С. 590–594.
13. Хижняк С.В. Чувствительность фитопатогенных грибов рр. Bipolaris и Fusarium к фунгицидам разного химического состава // Вестник КрасГАУ. 2015. № 12 (111). С. 3–10.
14. Хижняк С.В., Мануковский Н.С. Фитосанитарные свойства почвоподобного субстрата // Вестник КрасГАУ. 2016. № 11 (122). С. 90–96.
