2. Средства защиты растений от болезней - фунгициды
Болезни являются причиной значительных (до 25-30%) потерь урожая сельскохозяйственных культур и продуктов их переработки. Опасность сильного поражения растений болезнями возрастает в культурах, возделываемых по интенсивным технологиям, в многолетних и монокультурах. Строго говоря, под термином "фунгициды" понимают химические вещества, токсичные для грибов. Однако практика защиты растений расширила это понятие и в настоящее время к фунгицидам относят различные средства, применяемые для защиты растений от болезней. Они подразделяются на три группы, принципиально различающиеся по природе действия.
Группа 1. Химические вещества, оказывающие прямое действие на важные биохимические процессы, протекающие в клетках возбудителей заболеваний. Они токсичны для грибов вне растения. К этой группе относятся вещества, являющиеся истинными фунгицидами.
Группа 2. Химические вещества, воздействующие на прохождение патогенеза в растениях-хозяевах. Вне растения они могут быть нефунгитоксичными. Эти вещества называют иммунизаторами или псевдофунгицидами. Механизм действия их разнообразен. Действие одних связано с образованием в растениях метаболитов, относящихся к антигрибным фитоалексинам или антибиотикам. Другие могут приводить к локальной лигнификации и образованию некрозов, являющихся барьером на пути внедрения патогена (защитная реакция, называемая сверхчувствительностью). Выделяют также вещества, которые подавляют продукты обмена фитопатогенных грибов, токсины, необходимые для нормального протекания патогенеза. Их называют элиситоры, т.е. вещества, вызывающие ответные реакции, повышающие устойчивость растений к возбудителям болезней. Например, арахидоновая кислота (препарат иммуноцитофит) вызывает накопление в клубнях картофеля фитоалексинов и сверхчувствительное побурение, что обусловливает устойчивость культуры к фитофторозу. Системный фунгицид на основе алюминия фосэтил стимулирует защитную реакцию растения-хозяина, вызывая синтез фитоалексиноподобных веществ и фенольных соединений, играющих большую роль в проявлении фунгицидного эффекта.
Группа 3. Штаммы возбудителей заболеваний, или микробные антагонисты, применяемые для защиты растений от болезней. Авирулентные штаммы после инокуляции приводят к иммунизации растений в результате образования в них активных веществ, в том числе и фитоалексинов. Устойчивость растений может быть обусловлена также тем, что заражение растений происходит по принципу конкурентной борьбы между штаммами. Последнее наблюдается при использовании гиповирулентного штамма Rhizoctonia solani для защиты разных растений от вирулентных форм данного возбудителя. Антагонисты в основном представлены почвенными микроорганизмами, которые способны угнетать жизнедеятельность возбудителей болезней в результате аллелопатии, или антибиоза с образованием микотоксинов. Антагонистическое действие проявляют и гиперпаразиты, способные обитать на возбудителях болезней. Они вырабатывают токсины, которые убивают клетки фитопатогенов, а затем питаются продуктами их распада.
2.1 Биологические основы применения фунгицидов
Наиболее часто возбудителями болезней растений являются грибы и бактерии. Распространение грибной и бактериальной инфекции происходит главным образом по воздуху с помощью ветра, дождя, насекомыми и человеком в процессе ухода за растениями. Внутрь растений большинство паразитов проникает через естественные отверстия, имеющиеся в растительных тканях (устьица, водные поры, нектарники, чечевички в коре, глазки в клубнях картофеля), и через механические повреждения. Есть и такие паразиты, которые внедряются в растение непосредственно через эпидермис. Таковы, например, возбудители настоящей мучнистой росы - грибы из класса сумчатых (рис 2). Попав на растение, споры этих грибов прорастают и своими проростками пробуравливают кутикулу, внедряются в ткань, обеспечивая питание и удерживаясь на пораженной поверхности. Гриб в этом случае развивается на поверхности растений (экзопаразит). В большинстве же случаев инфекционное начало, попав в растение, развивается внутри него, располагаясь либо в межклетниках, либо в клетке (эндопаразит). Типичные эндопаразиты - возбудители килы капусты, рака картофеля и грибы, вызывающие ложные мучнистые росы.
Рис. 2. Гаустории мучнисторосяного (1) и ложномучнисторосяного (2) гриба в клетках растения (no M. И. Дементьевой).
Развитие паразитов внутри растения затрудняет их уничтожение, поэтому применяемые защитные мероприятия чаще направлены на предупреждение заражения растений, чем на уничтожение возбудителей. При выборе фунгицидов для борьбы с болезнями растений исходят из особенностей развития растений, поражаемости их заболеваниями, характера инфекции и природы действия фунгицидов. Для однолетних культур (зерновые, технические) одним из главных источников болезней служит зараженный посевной материал, поэтому здесь первоочередное значение приобретает обеззараживание семян. Для однолетних культур, высаживаемых рассадой, необходимо, кроме обработки семян, обеззараживание теплично-парниковой почвы. Это обеспечит получение здоровой рассады и предупредит занос инфекции на участки открытого грунта. При возделывании многолетних культур (плодовые, ягодные, виноградная лоза) большое значение имеет подавление инфекционного начала, сохраняющегося на надземных частях, растительных остатках, поверхности почвы. Подавление возбудителя заболевания в зимующей стадии предупреждает заражение растений на начальных этапах онтогенеза, обеспечивает активный их рост в начале вегетации. В зависимости от особенностей инфекции (источник, распространение, сохранность) и целевого назначения фунгициды делят на следующие группы: протравители семян, фунгициды для обработки почвы, для обработки многолетних растений в период покоя (искореняющие опрыскивания), для обработки растений в период вегетации.
2.2 Классификация фунгицидов
2.2.1 Классификация фунгицидов по назначению
Протравители семян - это химические вещества для защиты растений от заболеваний путем обработки семян, используемые в борьбе с болезнями, инфекционное начало которых распространяется семенами. Особенно эффективна заблаговременная обработка семян комбинированными препаратами. Правильное применение протравителей снижает численность или полностью подавляет активность вредных организмов в начале их развития, позволяет избежать обработок фунгицидами или сократить их число в период вегетации растений.
Фунгициды для обработки почвы - это химические препараты, используемые для внесения в почву с целью ее обеззараживания. Это мероприятие особенно необходимо и эффективно в теплицах и парниках. В почву вносят препараты, характеризующиеся относительно высокой летучестью и действующие в виде газов или паров.
Фунгициды для обработки многолетних растений в период покоя - химические препараты, уничтожающие возбудителей болезней и вредителей в зимующих стадиях. Они повреждают зеленые растения, поэтому применяют их рано весной (до распускания почек), поздно осенью или зимой.
Фунгициды для обработки растений в период вегетации - это химические соединения, используемые в период роста и развития растений. Используют их до попадания инфекции на растения, предупреждая заражение, или вскоре после заражения, препятствуя развитию заболевания. Сравнительно короткий период сохранения фунгицидов на поверхности растений, постоянный прирост новых вегетативных органов, появление новой инфекции вызывают необходимость повторных обработок.
Фунгициды подразделяют также на группы, различающиеся химическим составом и строением, характером действия на патоген, поведением в растении.
2.2.2 Классификация фунгицидов по характеру действия
Большинство применяемых в настоящее время фунгицидов защищает растение, уничтожая инфекцию до внедрения патогена, предупреждая заражение растения или оказывая статическое действие на инфекционное начало, приостанавливая развитие и распространение патогена. Лишь немногие препараты способны оздоравливать (лечить) растения, вызывая гибель или угнетая возбудителя заболевания, после того как произошло заражение. В зависимости от характера действия на возбудителей заболеваний различают защитные (профилактические) и лечебные фунгициды
Защитные фунгициды (терапевтические) подавляют главным образом репродуктивные органы патогена, воздействуют на возбудителя до того, как произойдет заражение и предотвращают развитие болезни, но не способны уничтожить возбудителей, уже внедрившихся в растительные ткани. Применяют такие препараты в периоды, предшествующие массовому распространению инфекции.
Лечебные фунгициды (искореняющие) действуют на вегетативные, репродуктивные органы возбудителей заболевания, а также на их зимующие стадии, вызывая угнетение или гибель патогена после того, как произошло заражение растения. Эффективность лечебных фунгицидов зависит от времени, прошедшего с момента внедрения возбудителя в ткани растений до начала обработки их фунгицидами. Чем быстрее после внедрения патогена нанесен препарат на растение, тем выше его эффективность. Одно и то же вещество в разных концентрациях может обладать и защитным, и лечебным действием. Как правило, искореняющим (лечебным) действием препараты обладают при использовании их в более высоких концентрациях. Лечебное действие на растения могут оказывать не только вещества, действующие непосредственно на возбудителя заболевания (фунгициды, бактерициды), но и способные инактивировать токсины или изменять обмен веществ у растений, повышая их устойчивость к заболеваниям. Такие вещества называют препаратами иммунизирующего действия.
2.2.3 Классификация фунгицидов по характеру распределения их в растениях
По характеру распределения фунгицидов в растении их подразделяют на фунгициды контактного действия и системные (внутрирастительные) фунгициды.
Контактные фунгициды не проникают в растения или ограниченно передвигаются с одной поверхности листа на другую, действуют на возбудителя болезни при непосредственном контакте. К этой группе относится неорганические препараты меди, серы, производные дитиокарбаминовой кислоты и др. Продолжительность действия контактных фунгицидов определяется временем нахождения их на поверхности растений в эффективных количествах и сильно зависит от метеорологических условий.
Системные фунгициды - это химические соединения или продукты их распада, которые усваиваются растением, переносятся в нем (из корней в листья, из старых листьев в молодые и т. д.). Они в концентрациях, не причиняющих вреда растению, предупреждают заражение всего растения или уничтожают уже внедрившихся в него возбудителей заболеваний (производные триазола, оксатиина, бензимидазола и др.). Продолжительность действия системных фунгицидов в меньшей степени зависит от метеорологических условий и в основном определяется скоростью и характером их метаболизма.
2.2.4 Классификация фунгицидов по механизму действия
Механизм действия фунгицидов разнообразен и во многом определяет скорость развития и уровень приобретенной устойчивости (резистентности) патогенов. Чем большее количество генов управляет процессами, на которые воздействует фунгицид, тем медленнее формируются резистентные штаммы грибов. Фунгициды контактного действия ингибируют многие биохимические процессы у грибов, поэтому резистентность к ним развивается очень медленно и уровень ее не высокий. Фунгициды системного действия характеризуются разным избирательным специфическим механизмом действия. Среди них выделяют:
фунгициды, подавляющие процессы деления ядра в клетках грибов (производные бензимидазола и тиофанаты);
ингибиторы биосинтеза эргостерина (производные триазола, пиримидина, морфолина);
* ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот (фениламиды);
*фунгициды, подавляющие энергетический метаболизм (производные оксатиина);
* фунгициды, подавляющие клеточное дыхание (стробилурины).
Классификацию по механизму действия необходимо учитывать при разработке систем применения фунгицидов в защите растений.
2.2.5 Классификация фунгицидов по избирательности действия на патогенны
По избирательности действия у фунгицидов выделяют группу препаратов, эффективных против ложномучнисторосяных грибов (порядок пероносиоровые, класс оомицеты) и эффективных против мучнисторосяных грибов (подкласс эризифовые, класс аскомицеты). Фунгициды, входящие в эти группы, эффективны и против многих других патогенов. В настоящем ассортименте фунгицидов имеется лишь несколько препаратов, эффективных как против настоящих мучнистых рос, так и против ложно-мучнистых рос - это стробирулины и производные фосфорной кислоты.
2.3 Особенности применения фунгицидов для обработки растений
Обработки растений фунгицидами можно проводить до распускания почек (искореняющие опрыскивания) и после раннего - по вегетирующим растениям.
Искореняющие опрыскивания проводят с целью уничтожения возбудителей болезней растений в зимующих стадиях, сохраняющихся на опавших листьях, на ветках и стволах деревьев, на почве (парша яблони, груши, клястоспориоз и коккомикоз косточковых, мильдью винограда и др.).
Для опрыскивания рано весной до и во время распускания почек яблони, груши, айвы, винограда, косточковых плодовых, смородины, крыжовника, малины, земляники рекомендуется применение бордоской смеси в виде 3-4%-ного рабочего раствора. Весной до распускания почек или осенью после опадения листьев можно проводить также обработки железным купоросом (3 -4% раствором). Ранние весенние обработки снижают заражение растений в весенний период, когда отрастают побеги, образуются листья и развитие болезней особенно опасно. Эффективность их зависит от тщательности и равномерности обработки. Расход рабочей жидкости на разных культурах обычно от 600 до 2000 л/га. Ранние весенние обработки позволяют сократить число обработок в период вегетации. В личных подсобных хозяйствах до распускания почек рекомендуется применение медного купороса, РП (960г/кг) из расчета 100 г порошка на 10 л рабочего раствора.