Способ обработки растений томата против галловой нематоды (meloidogyne ssp)

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к фитогельминтологии, и может быть использовано для снижения патогенного воздействия галловой нематоды на растениях томата. Галловые нематоды (род Meloidogyne) - одна из наиболее патогенных групп фитогельминтов, поражающие практически все овощные и декоративные культуры, возделываемые в закрытом грунте. В связи с запретом применения химических средств защиты в закрытом грунте, для борьбы с галловой нематодой используются препараты на основе микроорганизмов (1, 2).

Существуют различные способы снижения численности нематод, что позволяет в процессе вегетации существенно ограничить патогенное действие нематоды, например на основе пероксигидрата мочевины, являющейся одновременно азотным минеральным удобрением (3), на основе вещества, проявляющего адаптогенные свойства (4); на основе хитозана - соединения с элиситорными свойствами (5) - данный способ можно рассматривать в качестве прототипа предлагаемого способа.

Элиситорными свойствами обладают соединения не только биогенной, но и абиогенной природы. Известно, что микрочастицы разнообразных веществ могут обладать абсолютно иными свойствами, чем вещество в его естественном состоянии. Изменение физических и химических свойств малых частиц связано с увеличением относительной доли «поверхностных» атомов, которые находятся в других пространственных условиях, чем атомы, находящиеся внутри объемной фазы, что приводит, в том числе, к возрастанию роли поверхностной энергии. Частицы размерами от 1 до 100 нанометров обычно называют «наночастицами». В отношении живых объектов показано, что они могут быть задействованы в системе передачи сигналов между живыми клетками, т.е. искусственно приготовленные наночастицы способны обмениваться информацией с живыми клетками. Они способны модифицировать рецепторы и направлять ответные реакции в необходимом направлении. На сегодняшний день наноматериалы и нанотехнологии находят применение во многих отраслях сельского хозяйства для повышения устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды, к болезням и вредителями, в качестве микроудобрений, для увеличения продуктивности растений, при хранении собранной продукции и т.д.

Показано, что наноразмерный селен (НС) обладает элиситорными свойствами в отношении патогенных микроорганизмов (6). Благодаря предлагаемой форме препарат легче проникает в ткани растений и запускает механизмы неспецифической защиты. Селен является необходимым микроэлементом не только для растений, но и для человека, поэтому его присутствие в небольших количествах в продуктах питания не только безопасно, но и полезно.

Предлагаемый способ, в отличие от своего прототипа, позволяет одновременно решить две задачи: обогатить растения томатов необходимым микроэлементом селеном, веществом, существенным для роста и развития растений, и защитить растения от галловых нематод. Важным является тот факт, что обработке подвергается все растение, что позволяет наиболее эффективно запустить системный неспецифический механизм защиты. В то время как в прототипе предлагается вносить препарат хитозана непосредственно под корни, что ограничивает поверхность воздействия элиситора.

Целью данного изобретения является повышение устойчивости томата к галловой нематоде (Meloidogyne spp.) в течение всего вегетационного периода растений. Поставленная цель осуществляется с помощью обработки семян и растений в процессе вегетации коллоидным раствором НС.

На основе водных коллоидных систем селена, полученных способом лазерной абляции, разработан препарат, который обладает ростостимулирующими свойствами и способностью накапливаться в тканях растений (7, 8). Он был использован для защиты растений томатов от галловой нематоды.

Примеры конкретного исполнения

Пример 1. Семена томата восприимчивого к галловой нематоде гибрида Гамаюн F1 (среднеплодные, индекс устойчивости к галловой нематоде 30%) были замочены в 2 мл водного раствора селена (0,336 и 0,672 мг/л). Повтор - 30 растений. Контроль - вода, время экспозиции - 2 ч. Семена проращивались в термостате при t 25°C. Проращенные семена были посажены в отдельные вазоны. Через 24 сут. вегетирующие растения были опрыснуты растворами в той же концентрации (по 20 мл/растение) раствором селена и заражены Meloidogyne incognita 1500 личинок/растение, а через 45 сут. после заражения томаты были сняты для оценки на заражение. В процессе развития растений не было отмечено угнетения развития томатов после обработки селеном, что указывает на отсутствие фитотоксичности применяемого раствора НС. Оба исследованных раствора существенно снижали зараженность растений томатов М. incognita. Показатели, характеризующие развитие нематоды, подавлялись при обработке растений и тем и другим раствором (табл. 1).

Известно, что ингибиторы протеиназ, включая ингибиторы трипсина, являются сильными противонематодными агентами. И их образование может стимулироваться элиситорами. В этой связи были проведены исследования по обнаружению антитрипсиновой активности в листьях и корнях здоровых и инфицированных растений. Обработка растений селеном приводила к существенному увеличению содержания ингибиторов протеиназ в тканях растений (табл. 2).

Поскольку существенной разницы в действии двух исследованных концентраций растворов НС не было обнаружено, в качестве рабочей концентрации в дальнейшем применяли 0,336 мг/л.

Пример 2. Семена томата восприимчивого к галловой нематоде гибрида Tiny Tim F1 (мелкоплодные, восприимчивые к галловой нематоде) были замочены в 2 мл водного раствора селена (0,336 мг/л). Повтор - 30 растений. Контроль - вода, время экспозиции - 2 ч. Проращенные семена были посажены в отдельные вазоны. Через 24 сут. вегетирующие растения были опрыснуты раствором НС в той же концентрации (по 20 мл/растение) и заражены Meloidogyne arenaria 1500 личинок/растение, растения обрабатывали раствором НС каждые 2 недели. Растения были доведены до стадии полной зрелости плодов и сняты для оценки на заражение. Обработка растений НС позволила увеличить вес и рост растений (табл. 3) и снизить их зараженность в 1,64 раза и размеры самок нематод в 1,2 раза (табл. 4). Урожайность томатов зараженных галловой нематодой в случае обработки растений НС превосходила контрольный вариант в 1,6 раза.

Применяемый наноразмерный селен благодаря своей структуре лучше проникает в ткани растения и позволяет значительно снизить патогенный эффект галловой нематоды. Для получения устойчивого эффекта, в течение вегетации, обработка растений опрыскиванием должна проводиться многократно. Предлагаемая регулярность обработки - 1 раз в 2 недели.

Источники информации

1. Озерецковская О.Л., Зиновьева С.В., Чалова Л.И., Юрганова Л.А., Ногайдели Д.Е. А.с. 1589434 от 23.05.1991, Средство защиты томатов от галловой нематоды.

2. Теплякова Т.В., Репин В.Е., Рябчикова Е.И., Свириденко А.Н. Патент РФ №2253671 от 2005.06.10. Штамм гриба Duddingtonia flagrans, проявляющий свойства против галловых нематод растений и паразитических нематод животных и стимулирующих рост и развитие растений.

3. Сорочкин И.Н., Спиридонов Ю.Я., Ермакова Л.В., Сергеев В.Р., Рудаков О.Л., Гришаков Ю.С., Сорочкин Ю.И., Васин Д.В. Патент РФ №2251269 от 2005.05.10 Азотно-кислородное удобрение с нематоцидными и фунгицидными свойствами.

4. Зиновьева С.В., Васильева И.С., Удалова Ж.В., Пасешниченко В.А., Носов A.M. Патент РФ №2059370 от 1996.05.10. Способ защиты растений от галловой нематоды.

5. Удалова В.Б., Удалова Ж.В., Селиверстов А.Ф., Зиновьева С.В., Шестеперов А.А. Патент РФ №2353085 от 2009.04.27. Способ обработки растений огурца хитозаном против галловой нематоды (Meloidogyne spp.).

6. Чаленко Г.И., Герасимова Н.Г., Васюкова Н.И., Озерецковская О.Л., Коваленко Л.В., Фолманис Г.Э. Наноразмерный селен - системный элиситор защитных и ростовых реакций клубня картофеля // Агро XXI, 2010, №10-12, С. 31-33.

7. Никонов И.Н., Иванов Л.И., Коваленко Л.В., Фолманис Г.Э. Влияние наноразмерного селена на рост сельскохозяйственно-значимых культур. Перспективные материалы. - 2009. - №4. - С. 54-57.

8. Богачев В.Н., Коваленко Л.В., Иванов Л.И., Фолманис Г.Э., Волченкова В.А. Суспензии наноразмерного селена в растениеводстве. // Перспективные материалы. - 2008. - №2. - С. 54-56.

9. Удалова В.Б. Оценка и отбор сортообразцов огурца на устойчивость к галловым нематодам // Методические рекомендации по оценке на нематодоустойчивость сортообразцов с/х культур и применение комплексного метода по борьбе с галловыми нематодами. М.: ВИГИС, 1991. С. 55-60.

Способ обработки растений томата против галловой нематоды Meloidogyne spp. коллоидным водным раствором наноразмерного селена в концентрации 0,336 мг/л, включающий предпосевную обработку семян томата - время экспозиции 2 ч - и регулярную - 1 раз в 2 недели - обработку вегетирующих растений опрыскиванием для создания устойчивого действия против нематоды и повышения урожайности томатов.