АГРОХИМИЯ, 2013, № 6, с. 40-46
- Агроэкология
УДК: 632.93:631.524.84:635.21:631.421
ВЛИЯНИЕ МОНОЙОДАЦЕТАТА НАТРИЯ И ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ КАРТОФЕЛЯ В ВЕГЕТАЦИОННЫХ И ПОЛЕВЫХ ОПЫТАХ
© 2013 г. А.И. Перфильева1' 2, Е.В. Рымарева1, Е.Г. Рихванов1
Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН 604033 Иркутск, ул. Лермонтова, 132, Россия 2Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет 604074 Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия E-mail: eugene@sifibr.irk.ru
Поступила в редакцию 24.09.2012 г.
Изучено влияние тепловой обработки и монойодацетата натрия (МИА) на продуктивность картофеля в вегетационных и полевых опытах. В вегетационных опытах использовали клубни картофеля, предварительно зараженные возбудителем кольцевой гнили Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus. У клубней устойчивого сорта Луговской отмечены типичные симптомы поражения, несмотря на отсутствие внешних признаков заболевания на вегетативной стадии. Тепловая обработка 45°С подавляла внешние признаки проявления заболевания у растений восприимчивого сорта Лукьяновский на стадии вегетации, но не препятствовала поражению клубней на стадии хранения. Обработка МИА при 26°С клубней картофеля устойчивого сорта Луговской увеличивала продуктивность растений, выращенных в полевых экспериментах.
Ключевые слова: монойодацетат натрия, тепловая обработка, продуктивность, картофель, вегетационные, полевые эксперименты.
ВВЕДЕНИЕ
Химические пестициды активно используют в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от патогенных микроорганизмов. Бактерицидное и фунгицидное действие многих пестицидов определяется их способностью ингибировать функционирование дыхательной цепи патогенной микрофлоры. Одни из таких пестицидов (капта-фол, каптан, фолпет, манкоцеб) блокируют тиол-содержащие ферменты, участвующие в дыхании. Другие (например, динокап) разобщают окислительное фосфорилирование в клетках патогена. Третьи (азоксистробин, крезоксим-метил, циазо-фомид, амисульбром, карбоксин), связываясь с цитохромом Ъ, являются ингибиторами митохон-дриального комплекса III. В качестве пестицидов также применяются ингибиторы, подавляющие сукцинатдегидрогенный комплекс [1]. Некоторые пестициды являются достаточно устойчивыми и представляют значительную опасность для обитателей живой природы [2]. Одним из решений данной проблемы является использование экологически безопасных способов обработки. В настоящей работе изучали эффект предпосадочной тепловой обработки клубней в присутствии монойодацетата натрия (МИА). МИА является
ингибитором ключевых ферментов гликолиза ал-когольдегидрогеназы и глицеральдегидфосфатде-гидрогеназы [3]. В отличие от других пестицидов МИА характеризуется слабой персистентностью. При повышении температуры до 40°С он через 2 ч полностью разлагается на уксусную кислоту и йод [3].
Эффективность картофелеводства значительно снижается из-за поражаемости данного вида растений грибными и бактериальными патогенами. Известно, что до 50% урожая картофеля теряется в результате заражения кольцевой гнилью картофеля, которую вызывает грамположительная бактерия - Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus (Cms) [4].
Цель работы - изучение эффекта комбинированного воздействия МИА и тепловой обработки на продуктивность картофеля Solanum tuberosum L. в полевом и вегетационном экспериментах.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
В работе были использованы клубни картофеля 2-х сортов. Среднеспелый сорт Луговской - устойчивый к бактериальному фитопатогену Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus. Урожайность -
240-440 ц/га, крахмалистость - 13-19%. Клубни розовые, глазки красные, мелкие. Мякоть белая, цветки белые. Устойчив к фитофторозу. Средне-устойчив к вирусным болезням, ризоктониозу и парше обыкновенной, восприимчив к черной ножке [5]. Среднеранний сорт Лукьяновский (селекция ВНИИ картофельного хозяйства им. А.Г. Лорха) - восприимчивый к Cms. Высокоурожайный - до 700 ц/га, крахмалистость - 13-15%. Клубни овальные, белые, крупные, мякоть светло-желтая. Цветки белые. Отличается устойчивостью к картофельной нематоде, мало устойчив к вирусным болезням, фитофторозу [5].
Штамм Cms Ас-1405 был получен из Всероссийской коллекции микроорганизмов (г. Москва). Бактериальную культуру выращивали на скошенном агаре в пробирках на твердой среде рН 7.0, содержащей диализат дрожжевого экстракта ("Sigma", США) 10 г/л, глюкозу 15 г/л, агара-агар ("Биотехновация", Россия) 10 г/л, 5 г СаСО3/л ("Реахим", Россия). Бактерии культивировали в термостате, в темноте при температуре 25°С. Для опытов единичную бактериальную колонию переносили в жидкую среду следующего состава: пептон 10 г/л, дрожжевой гидролизат 5 г/л, 5 г NaCl/л, глюкоза 5 г/л, рН 7.2. В жидкой питательной среде бактерии культивировали на качалке (80 об./мин) при температуре 25°С в темноте. Для заражения клубней использовали трехсуточную бактериальную культуру (OD 1.0).
За 2 нед до высадки картофеля в вегетационные сосуды клубни картофеля инфицировали суспензией Cms уколом. В контрольные клубни вводили дистиллированную H2O. В каждом варианте брали 7 клубней. После заражения клубни выдерживали в термостате при температуре 26°С или 45°С в течение 1 ч. Клубни помещали в сосуды с почвой и выращивали в естественных условиях вегетации. Эксперимент проводили в течение 2009 и 2011 гг. В период вегетации оценивали внешнее проявление симптомов заболевания. После окончания вегетации определяли продуктивность путем взвешивания массы клубней. Сохранность клубней анализировали после 8 мес. хранения при 4оС.
Для полевого эксперимента клубни картофеля окунали в 1 мМ водный раствор МИА и подвергали тепловой обработке в термостате при 26оС, 37оС и 45оС в течение 1 ч. Обработанные клубни высаживали в почву на участке, расположенном на территории СИФИБР. Эксперимент проводили в течение 3-х сезонов (2009-2011 гг.). В каждом варианте обработки использовали 10 клубней. В период вегетации растения выращивали в естественных климатических условиях с периоди-
ческой прополкой и окучиванием. Продуктивность растений определяли путем взвешивания массы клубней.
Полученные результаты были статистически обработаны с использованием пакета программ MS Excel.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Чтобы выяснить, как заражение в комбинации с тепловой обработкой повлияет на продуктивность картофеля в 2009 и 2011 гг., провели вегетационный опыт. Заражение Cms контрольных (не подвергнутых тепловой обработке) клубней восприимчивого сорта Лукьяновский приводило к появлению видимых признаков поражения вилтом и пожелтению листьев (рис. 1, вариант Cms + 26оС). Тем не менее в 2009 г. заражение клубней этого сорта не сказалось на продуктивности. Значительное снижение продуктивности зараженных растений наблюдали в 2011 г. (рис. 2, вариант Cms + 26оС).
Показано, что заражение клубней сорта Лугов-ской не вызывало видимых признаков поражения растений и, более того, даже стимулировало их продуктивность: в 2011 г. средняя масса клубней зараженных растений почти в 2 раза превышала массу клубней в контроле. Эти результаты подтвердили данные, полученные ранее на растениях картофеля in vitro [6, 7]. В этих работах было показано, что заражение Cms стимулировало на 20% рост картофеля сорта Луговской.
Анализ клубней спустя 8 мес. хранения (апрель 2012 г.) показал, что заражение Cms вызывало типичное проявление симптомов заболевания у обоих сортов (рис. 3). Наблюдали поражение сосудистого пучка, характерное для кольцевой гнили. Признаки заболевания были отмечены как для клубней восприимчивого сорта, так и устойчивого сорта. Следовательно, несмотря на то, что заражение Cms не вызывало видимых поражений надземной части растений у сорта Луговс-кой (рис. 1) и даже повышало его продуктивность (рис. 2), бактерии проникали в клубни и вызывали их поражение во время хранения (рис. 3). Полученные результаты подтвердили литературные данные [8] об отсутствии сортов картофеля, абсолютно устойчивых к Cms. Очевидно, различия между сортами можно наблюдать только в скорости проявления симптомов заболевания. Известно, что Cms имеет латентную стадию [9]. Вероятно, длительность этой стадии в клубнях картофеля имела сортовую специфику.
Рис. 1. Влияние заражения Cms (штамм Ас-1405) и тепловой обработки на растения картофеля сортов Лукьяновский и Луговской. Клубни картофеля за 2 нед до посадки инокулировали суспензией Cms, перед посадкой проводили их тепловую обработку (45°С, 1 ч). Клубни высаживали в вегетационные сосуды с почвой. Приведены фотографии типичных растений на 90-е сут вегетации (2009 г.).
160 140 120 100
g
I 80
60 40 20
□ 2009 г. ■ 2011 г.
гЬ
¡h
26°С Cms + 26°С 45°С Cms + 45°С Сорт Лукьяновский
26°С Cms + 26°С 45°С Cms + 45°С Сорт Луговской
Рис. 2. Влияние заражения Cms (штамм Ас-1405) и тепловой обработки на продуктивность картофеля сортов Лукьяновский и Луговской в вегетационном опыте. Клубни картофеля за 2 нед до посадки инокулировали суспензией Cms, перед посадкой подвергали тепловой обработке (45°С, 1 ч). Затем клубни высаживали в вегетационные сосуды с почвой. В конце вегетации взвешивали выросшие клубни. Приведены данные экспериментов, выполненных в 2009 и 2011 гг., n = 7.
Обработка незараженных клубней при 45оС оказывала стимулирующий эффект на растения восприимчивого сорта (рис. 1). На 90-е сут вегетации растения, выросшие из клубней, подвергнутых тепловой обработке, отличались более интенсивной окраской листьев и утолщенными стеблями. Однако обработка 45оС приводила к различному эффекту на продуктивность в зависимости от сорта картофеля. Она несколько повышала продуктивность восприимчивого сор-
та Лукьяновский, но снижала продуктивность устойчивого сорта Луговской (рис. 2).
Тепловая обработка при 45оС зараженных клубней снимала видимые признаки проявления заболевания у зараженных растений сорта Лукьяновский. При этом за 2 года наблюдений растения восприимчивого сорта, подвергнутые такой обработке, отличались наибольшей продуктивностью. В то же время анализ клубней показал, что тепловая обработка, очевидно, лишь замед-
Р
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.