Обирайте ефективну та екологічну альтернативу хімічним фунгіцидам

Щорічно сільське господарство України втрачає до 30% врожаю внаслідок ураження хворобами і пошкодження шкідниками культур. Тому удосконалення системи захисту рослин є важливим резервом збільшення їх врожайност.

Сьогодні в цьому напрямку використовують п’ять основних методів: агротехнічний, біологічний, фізичний, механічний та хімічний. Хоча провідне місце серед них досі займає хімічний метод захисту рослин, для багатьох розвинених країн актуальною стала необхідність зменшення обсягів застосування пестицидів, принаймні на 50%. Це викликано низкою негативних явищ, які несе за собою широке використання хімічного методу. Останнім часом все частіше реєструється адаптація шкідливих видів до діючих речовин пестицидів. Частота виникнення стійких форм шкідливих організмів вже почала випереджати швидкість створення нових препаратів, що становить серйозну небезпеку для майбутніх врожаїв. Виникла проблема накопичення залишків пестицидів, що здатні до міграції, в результаті якої забруднюється сільськогосподарська продукція, і залишки пестицидів потрапляють в організм людини. Крім того, хімічні засоби захисту здійснюють негативний вплив на корисну біоту, а також недостатньо ефективні проти ґрунтових патогенів, котрі уражують кореневу систему рослин.

Перевагою хімічного захисту рослин є швидка і тривала дія на шкідливі організми, але вибір на користь такої вигоди може стати однією з найнебезпечніших помилок людини. Тому основну роль в захисті рослин від хвороб повинен відігравати біологічний захист, який на сьогодні є досить ефективним і екологічно чистим методом, а також є незамінним вибором при виконанні вимог з проведенням обробок у межах населених пунктів чи необхідності внесення на сезонних культурах з подовженим періодом достигання.

Біологічні засоби захисту рослин не руйнують екосистему, на відміну від хімічних, а збагачують корисними мікроорганізмами, які поступово витісняють патогенів та шкідників рослин. Біопрепарати складаються з бактерій, грибів (життєздатних або в стані спокою) і БАР (біологічно активних речовин), тому основним показником їх якості є кількість мікроорганізмів (КУО/мл).

За сукупністю корисних властивостей, таких як висока антагоністична активність щодо патогенних мікроорганізмів, стійкість до несприятливих умов зовнішнього середовища, еволюційно симбіотичні взаємини бацил з рослиною тощо, одними з найбільш перспективних для захисту рослин від хвороб є бактерії, які належать до виду Bacillus subtilis (сінна паличка).

Захисний ефект біопрепаратів на основі Bacillus subtilis (серед лінійки біофунгіцидів виробництва БТУ-ЦЕНТР – це ФІТОЦИД і ФІТОХЕЛП) обумовлюється їх здатністю розмножуватися в ґрунті, змінюючи співвідношення антагоністичних і фітопатогенних видів мікроорганізмів в ґрунтовому мікробному біоценозі, а також здатністю бактерії виділяти біологічно активні речовини, які підвищують стійкість рослин до хвороб та стимулюють ріст і розвиток рослини. Крім того, ці мікроорганізми здатні продукувати різні гідролітичні ферменти, завдяки яким відбувається лізис клітинної стінки фітопатогенних грибів.

Бактерії B. subtilis широко поширені в навколишньому середовищі, оскільки багато штамів здатні формувати біоплівку на поверхні коренів рослин. Біоплівка сприяє колонізації коренів бактеріями і тим самим підвищує локальну концентрацію антибіотиків, що сприяє посиленню антимікробної стійкості. Зокрема, антибіотик сурфактін, який здатний продукувати B. subtilis має антибактеріальну, антивірусну, антигрибну, антимікоплазмову активність, стимулює стійкість до проникнення патогена, впливаючи на захисний механізм рослини.

Серед грибів-паразитів, що здатні живитися фітопатогенами, найбільший інтерес викликають представники ґрунтових мікроміцетів роду Trichoderma, що входять до складу біологічного фунгіциду МІКОХЕЛП. Регулювання чисельності фітопатогенів за допомогою цих грибів може відбуватися різними шляхами: а) у результаті конкуренції за поживні речовини і простір; б) завдяки здатності синтезувати метаболіти, які перешкоджають проростанню спор фітопатогена; г) за рахунок руйнування клітини фітопатогена; д) унаслідок здатності модифікувати ризосферу рослин.

Ці мікроорганізми володіють добре вираженим хемотаксисом, тобто вони ростуть у напрямку до гіф гриба-господаря, реагуючи на метаболіти, що виділяються з клітин цього гриба під дією екзоферментів, здатних до руйнування клітинної стінки. Гриби роду Trichoderma виділяють комплекс антигрибних речовин, ферментів, антибіотиків. Паразит обплітає гіфи гриба-господаря, формує структури, подібні до аппресорій, і перфорує клітинну стінку. Причому одні штами здатні атакувати господаря антибіотиками і ферментами до фізичного контакту, а потім колонізувати мертві клітини, а іншим, для активізації ферментів, що руйнують клітинні стінки, необхідний фізичний контакт гіф з міцелієм господаря. Мікопаразитичні штами проникають в міцелій господаря і активно ростуть всередині клітин, приводячи їх до загибелі. Ферменти паразита (хітинази, целюлази, глюканаза) розм’якшують клітинну стінку господаря, сприяючи проникненню через неї гіф і антибіотиків. Крім того, гриби роду Trichoderma здатні викликати системну індуковану стійкість, а також стимулювати ріст рослин.

Перспективним мікроорганізмом у біологічному захисті рослин є гриб гіперпаразит Coniothyrium  minitans, який є основним компонентом біофунгіциду СКЛЕРОЦИД. Даний мікроорганізм здатний паразитувати на склероціях збудника білої гнилі рослин (Sclerotinia sclerotiorum). Це одна з найшкідливіших хвороб сільськогосподарських культур, адже вона здатна уражати понад 500 видів культурних та диких видів рослин. Назву «біла гниль» хвороба отримала за те, що уражені частини рослини вкриваються повстяним нальотом білого кольору. У циклі розвитку цей збудник утворює склероції – темні тверді утворення різної форми і розміру, які формуються всередині стебла та на поверхні уражених органів рослин. Згодом склероції потрапляють у ґрунт та зберігаються там до 7 років, поки не буде посіяно сприйнятливих до хвороби культур.

Паразитуючи на патогенних грибах роду Sclerotinia, гіперпаразит Coniothyrium minitans викликає деградацію стінок склероцій і міцелію, використовуючи органічного господаря як джерело поживних речовин для свого розвитку та інгібує розвиток патогена. Мікопаразит швидко інфікує велику частку склероцій у ґрунті за низького рівня популяції грибів. Для інфікування склероціїв S. sclerotiorum в ідеальних умовах потрібні тільки 2-3 конідії C. minitans. C. minitans є високоефективним склероціальним мікопаразитом, який використовує склероції S. sclerotiorum для виживання. Coniothyrium minitans не виявляє здатності інфікувати здорові рослини навіть на тканинах, хоча може рости на листках, пелюстках і в стеблах, переколонізованих S. sclerotiorum і виживає на насінні ріпаку протягом декількох днів. Останні дослідження свідчать, що C. minitans виробляє антимікробні метаболіти.

Застосування біологічних фунгіцидів для обробки насіння сільськогосподарських рослин забезпечує захист рослини від збудників пліснявіння і кореневих гнилей. Обробка ж протягом вегетації дозволяє боротися з більшістю грибних збудників хвороб рослин та забезпечити профілактику і лікування бактеріальних хвороб. До того ж, на відміну від хімічних засобів захисту, біологічні не пригнічують, а навпаки стимулюють ріст і розвиток рослин, підвищують їх стійкість до хвороб, покращують врожайність і якість сільськогосподарської продукції.

Миронова Юлія Олександрівна, дослідниця із захисту рослин