ИНДУЦИРОВАННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ИРИСОВ К ПАТОГЕНАМ В БОТАНИЧЕСКОМ САДУ ПЕТРА ВЕЛИКОГО Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 58.006

ИНДУЦИРОВАННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ИРИСОВ К ПАТОГЕНАМ В БОТАНИЧЕСКОМ САДУ ПЕТРА ВЕЛИКОГО

Варфоломеева Е.А., Алексеева Н.Б.

Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН, Санкт-Петербург, Россия e-mail: varfolomeeva.elizaveta@list.ru, a_nina@bk.ru

Аннотация. Значительный вред, произрастающим ирисам в ботаническом саду Петра Великого причиняют болезни. Произведен фитосанитарный мониторинг болезней ирисов, установлены наиболее поражаемые сорта. В данной статье показаны результаты исследований по повышению индукционного иммунитета ирисов. Проведены результаты исследований влияния биопрепаратов (глиокладин, глиоген, витаплан) и удобрений (гумат калия, си-липлант, экофус), а также иммуномодуляторов (иммуноцитофит, экогель).

Ключевые слова: ирисы, иммунитет, витаплан, гликладин, иммуноцитофит, экогель, силиплант, экофус

INDUCED RESISTANCE OF IRIS TO PATHOGENS IN THE BOTANICAL GARDEN OF PETER THE GREAT

Varfolomeeva E.A., Alexeeva N.B.

Komarov Botanical Institute of RAS, St. Petersburg, Russia e-mail: varfolomeeva.elizaveta@list.ru, a_nina@bk.ru

Summary: Deseases cause great harm to the genus Iris growing in the Botanical garden of Peter the Great. Phytosanitary monitoring of Iris deseases has been carried out, the most affected varieties have been identified. This article shows the results of studies to improve the induction immunity of Iris. The results of studies of the effect of biological products (glyocladin, gliogen, vitaplan) and fertilizers (potassium humate, siliplant, ecofus), as well as immunomodulators (im-munocytophyte, ecogel).

Key words: Iris, immunity, vitaplan, glykladin, immunocytophyte, ecogel, siliplan, ecofus

Виды рода Iris L. (Iridaceae) являются одним из излюбленных объектов садовой культуры. В качестве декоративного многолетника он занимает одно из ведущих мест среди других многолетников в декоративном садоводстве, используя в народном хозяйстве, представляет интерес для фармакологов.

Семейство Iridaceae - довольно большое семейство однодольных растений, в котором насчитывается от 1800 до 2000 видов, принадлежащих 66-80 родам [1, 2]. На территории Северного двора Ботанического сада Петра Великого БИН РАН (0.5 га) располагается специальная тематическая экспозиция - Иридарий. Следует отметить, что он был основан в начале 1960-х гг. Г.И. Родионенко, где и располагается по настоящее время. На базе Иридария испытано более 120 видов из 37 родов сем. Iridaceae, а всего прошло испытание более 15 тысяч образцов.

Ирисы - сложная культура, требующая к себе максимального внимания при выращивании. Малейшие нарушения агротехники, неблагоприятные погодные условия приводят к ослаблению растений и вызывают развитие инфекционных болезней. Возбудителями являются грибы, бактерии, вирусы и микоплазмы. Наиболее вредоносные и широко распространенные - грибные и бактериальные инфекции, которые нередко встречаются в смешанном виде и имеют схожие симптомы поражения. Они проявляются в течение всей вегетации на

листьях, стеблях, бутонах, цветках и корневищах. Длительное выращивание растений на одном месте увеличивает вероятность заражения их грибами и бактериями.

Одним из наиболее перспективных путей повышения экологической безопасности системы защиты растений является применение индукторов иммунитета, которые повышают устойчивость растений к воздействию абиотических и биотических стрессов [3, 4]. Эти регуляторы роста, которые эффективны при низких концентрациях и однократной обработке.

Цель работы: оценка влияния ряда регуляторов роста на повышение иммунитета ирисов к заболеваниям. По результатам опытов предложен комплекс мероприятий по повышению устойчивости ирисов, состоящий из использования регуляторов роста и подкормок.

Материалы и методы

Наблюдения за ирисами для изучения проявления индуцированной устойчивости проводилось на экспозиции Иридария и на коллекционных участках, в том числе в оранжерее, в течение 2016 - 2020 годов. Материалом служили виды и сорта: Iris alberti Regel, I. germanica L., I. hungarica Waldst. et Kit., I. pseudacorus L. f. alba, Biversata (межвидовой гибрид), I. tectorum Maxim., I. orientalis Mill., I. spuria L. - 'Bronze Batt', I. sibirica L. - 'Торо-пыжка' и 'Эол', I. hybr. hort. - 'Amas', 'Lancelot' и 'Play With Fire'. Диагностику инфекционных болезней и определение видовой принадлежности грибов-микромицетов проводили на основе общепринятых методов фитопатологических исследований с использованием специальных определителей и атласов. Для полной характеристики болезней применялись два показателя - распространенность и развитие болезни. Распространенность определялась по количеству пораженных растений, а развитие болезни устанавливалось визуально по общему состоянию растений и доле пораженной поверхности органов растений. Выделение изолян-тов фитопатогенных возбудителей осуществлялось с листьев и корневищ.

В последние годы перспективным является новое направление по индуцированию у растений устойчивости растений к болезням, стрессам с помощью иммуностимуляторов, эликсиров, обеспечивающих устойчивость к фитопатогенам. Среди широкого спектора им-муноминдукторов мы исследовали: иммуноцитофит (действующее вещество [д.в.] - арахи-доновая кислота), экогель (д.в. лактат хитозана). В качестве биологических мер борьбы использовали внесение в почву глиокладина Trichoderma harzianum штамм 18 ВИЗР). Оптимальная норма внесения 80-100 г на растение в зависимости от размеров экземпляра. С 2019 года начали применять глиоген (мицелий и споры Gliocladium Catenulatum) при норме расхода 2 г на растение. Для усиления действия хищных грибов, растения проливали экогелем (д.в. лактат хитозана). Это композиция из линейных полиаминосахаридов, растворенная и обогащенная препаратами серебра. Используется как активатор корнеобразования, болезнеустойчивости культур. Препарат воздействует на растения в соответствии с теорией сигнальных систем запуска ростактивирующих и защитных механизмов растений [5].

Экофус (д.в. бурые водросли фукуса пузырчатого) - органоминеральное удобрение из водорослей. Это уникальный комплекс биологически активных веществ, усиливающих клеточный метаболизм, и активирует иммунную систему, повышая устойчивость к бактериальной и грибной инфекции [б].

Силиплант (кремний содержащее минеральное удобрение) повышает морозоустойчивость, засухоустойчивость, стрессоустойчивость, интенсивность фотосинтеза, способствует активному росту корневой системы и листового аппарата. Он участвует в нуклеиновом, белковом, углеводном обмене, стимулирует процессы жизнедеятельности клеток, а также транспорт протеинов и углеводов. Повышает активность ферментов, участвующих в окислительно - восстановительных процессах [7].

Витаплан (д.в. Bacillus subtilis, штамм ВКМ В-2604D+, Bacillus subtilis, штамм ВКМ В-2б05 D). Также с витапланом применялся биостимулятор роста растений изабион (д.в. аминокислоты и пептиды), который способствует лучшему усвоению элементов питания и помогает растению лучше справиться с болезнями.

Обсуждение результатов

В результате фитосанитарного мониторинга выявлены наиболее вредоносные возбудители болезней на определенных группах ирисов (табл. 1).

Таблица 1

Наиболее распространенные болезни ирисов в Ботаническом саду Петра Великого

Болезень

Возбудитель болезни

Поражаемые органы растения

Признаки поражения болезнью

Сорта ирисов, поражаемых болезнью

Инфекционная пятнистость листьев

Несовершинные Грибы родов Asco-chyta iridis Oud, Alternaria tenuis Nees, Septoria iridis С. Massal

листья

На листьях появляются многочисленные пятна разных оттенков. Инфекция сохраняется в почве в растительных остатках. Распространенность заболевания 30%.

I. ensata, I. pseudoacorus, I. pumila, I. tenuifolia, I. sp. Cult

Серая гниль

Bortytis cinerea Pers., Botrytis convolute Wheat.

листья

Ткани листа желтеют, засыхают, на них развивается дымчато-серое спороноше-ние гриба, внутри которого формируются многочисленные черные плодовые тела - склероции. Инфекция сохраняется на растительных остатках. Распространенность заболевания варьирует от 1535%.

I. alberti, I. germanica I. hybr. hort. 'Play With Fire'

Ржавчина

Puccinia iridis (D. C.) Wallon.

листья

проявляется в виде коричневых полосок, порошащих уредопустул гриба. Осенью на пораженных листьях образуется зимнее споро-ношение в виде черных овальных телиопустул. Ткань вокруг пустул отмирает. Позже листья засыхают. Заболевание приводит к деформации стеблей и скручиванию листьев. Гриб сохраняется в растительных остатках и в почве в виде спор. Распространенность заболевания варьирует от 20 до 35%_

I. orientalis I. spuria cv. 'Bronze Batt' I. sibirica cv. 'Торопыжка' 'Эол'

Фузариоз

Fusarium ox-ysporum Sehl., Culmorum (W.G.Sm.) Saee.

корневища

Инфекция сохраняется в почве, в растительных остатках. Растения буреют и засыхают, сгнивают корни. Распространенность 25%

I. hybr.hort. 'Wabash'

Бактериальная инфекция

бактерии рода Xan-thomonas

листья корневища

Заболевание проявляется в образовании на листьях бородатых, сибирских и японских ирисов пятен не-

Biversata

правильной формы и преимущественно в верхней части листа. Корневище затвердевает, и растение погибает. Распространенность 10%.

Бактериальные гнили Erwinia carotowora листья корневища Первыми признаками болезни является потемнение листьев у основания. В дальнейшем гниль распространяется на весь лист, который поникает и засыхает. Корневище превращается в кашецеобразную массу, которая издает неприятный запах. Распространенность 12% I. hybr. hort. 'Amas' 'Lancelot' 'Play With Fire' 'Wabash'

Вирус мозаики ириса Iris mosaic virus Листья На листьях хорошо заметны светлые пятна и полосы. На стадии бутонизации и цветения у основания листа появляются светло-зеленые или даже голубоватые пятна своеобразной формы. Мозаика на листьях в виде сетки из желтых полос. Цветоносы укорочены. Цветки ломкие, пест-ролепестные, недоразвитые. Развитие болезни достигает 25% I. tectorum I. germanica I. hungarica I. hybr. hort. cv. 'Amas', 'Lancelot'

Для усиления работы корневой системы весной использовали гуматы калия, которые при неблагоприятных условиях взаимодействуют с почвой, органическими, минеральными элементами, улучшая поглотительную, всасывающую способность корневой системы [8]. Корневую подкормку проводили в конце апреля.

Гуминовые препараты оказывали стимулирующее действие на ирисы. Эффективность обработок против гельминтоспориоза и серой гнили сказывалась на второй год. Степень поражения снижалась в 1.5 - 2 раза. 1% хлористый кальций повышает устойчивость ирисов к гельминтоспориозу. Для повышения устойчивости не допускать недостатка фосфора и калия.

Для повышения иммунитета ирисов проводилась обработка иммуноцитофитом (д.в. этиловый эфир арахидоновой кислоты). Первое опрыскивание проводится в начале мая, в фазу отрастания листьев и повторное - через 10 дней (начало бутонизации).

В течение двух лет против вирусной пятнистости кроме фитолавинов (д.в. фитобакте-риомицин) мы использовали экофус в смеси с эпином - экстра (д.в. 24-эпибрассинолид) при норме 0,3% + 0,02% и 0,5 + 0,02%. В качестве эталона мы использовали фитолавин 0.2%. На фоне применения экофуса и эпин-экстра распространенность вирусных заболеваний снизилась в 2019 году на 20%. В 2020 году эти же показатели снизились на 39%. Развитие заболевания снизилось на 13-25% (табл. 2).

Совместное применение этих препаратов дает эффект синергизма. Так вещества брас-синостероиды, входящие в состав эпина по данным КакаБЬка стимулируют устойчивость растений к вирусу, а антивирусные свойства экофуса, вероятно, с содержанием в них полифенолов [6, 9].

Таблица 2

Влияние удобрения экофус на распространение и развитие вируса мозаики

листьев ириса

Контроль Эталон -фитолавин Экофус+Эпин Экофус+Эпин

(без обработки) 0.2% 0,3% + 0,02% 0,5 + 0,02%

р о Распростра- Развитие% Распростра- Развитие% Распростра- Разви- Распро- Разви-

о К нение % нение% нение% тие% странение% тие%

ы ск о ск 0 ск 0 CK 0 CK 0 CK 0 CK 0 CK 0

& (N <N <N 2 0 <N <N 0 <N <N

и 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

1 55 28 15 18 15 13 1.8 1.6 11.2 10.1 1.6 1.5 10 10 1.5 1.4

2 60 35 16 20 18 16 1.5 1.2 15 13.1 1.5 1.1 12 11 1.4 1.0

3 62 45 18 21 20 18 2.1 2.0 14.2 12.1 1.7 1.5 13 12 1.6 1.5

4 2.6 2.2 1.5 0.2 1.5 1.3 0.2 0.1 1.6 1.6 0.1 0.1 1.7 1.6 0.1 0.1

Примечание: * - виды и сорта: 1 - I. tectorum; 2 - I. hybr. hort. cv. 'Amas'; 3 - I. hybr. hort. cv.'Lancelot'; 4 - наименьшее среднее.

Против ржавчины использовались стробулины. Так как в процессе многолетней работы возникает устойчивость к этой группе препаратов мы использовали баковую смесь с удобрением (строби 0,02%+ силиплант 0,01%) и иммуномодулятором (строби 0,02%+ эко-гель 0,04%). При этом норма применения строби снижалась в два раза. Результаты показали, что совместное применение этих препаратов позволило снизить распространенность на 810% и развитие болезни на 3%.

По литературным данным повышение салициловой кислоты является ответной реакцией растений лежащей в основе повышения устойчивости к фитопатогеннам [10, 11]. Использование экогеля повышает содержание салициловой кислоты и активации ферментативных процессов. Следует отметить, что профилактическая обработка и подкормка здоровых ирисов из садовых групп Сибирских, Спуриа и Японских ирисов, обеспечивает 80-90% устойчивости к заболеваниям. Весь комплекс исследований позволил создать определенную систему защиты для повышения устойчивости ирисов от патогенов и неблагоприятных факторов (табл. 3).

Таблица 3

Система защиты и повышения устойчивости представителей семейства Iridaceae

от комплекса заболеваний (2016-2020 гг.)

Наименование препарата Действующее вещество Доза Время проведения Метод внесения Цели

Глиокладин Trichoderma harzianum штамм 18 ВИЗР 80-120 г-р 1декада мая внесение в почву почвенная инфекция

Глиоген Gliocladium Caten-ulatum 1 гр 1 декада мая внесение в почву почвенная инфекция

Витаплан Bacillus subtilis, штамм ВКМ В- 2604D+, Bacillus subtilis, штамм ВКМ В-2605 D 0,8% 1 декада июня, опрыскивание профилактика заболеваний

Хитозан лактат хитозана 1-5% 1 декада мая, август пролив грунта повышение иммунитета

Фитоспорин Bacillus subtilis 26 1% май - август, сентябрь пролив грунта Почвенная инфекция

D

Гумат К физиологически активные калиевые соли гуминовых кислот 0,1% конец апреля- начало мая пролив грунта стимуляция роста корней и микоризы

Иммуноцитофит арахидоновая кислота 0,005% повтор через 10 дней май опрыскивание повышение иммунитета

Витаплан + Изабион Bacillus subtilis, штамм ВКМ В- 2604D+, Bacillus subtilis, штамм ВКМ В- 2605 D аминокислоты и пептиды 0,6% 0,2% июль опрыскивание профилактика заболеваний, повышение иммунитета

Силиплант кремний содержащее минеральное удобрение 0,1-0,2 % июнь, июль опрыскивание повышение иммунитета

Экофус бурые водоросли Фукуса пузырчатого 0,3-0,5 % июль, август опрыскивание повышение иммунитета

Выводы

Проведенное исследование позволило установить распространенные болезни ирисов и их возбудителей на коллекции Касатиковых Ботанического сада Петра Великого, это - As-cochyta iridis Oud, Alternaria tenuis Nees, Septoria iridis C. Massal и др. Определены перспективные возможности защиты определенных групп ирисов путем применения индукторов иммунитета и их эффективность при различных концентрация. Предложен комплекс мероприятий по повышению устойчивости ирисов, состоящий из использования регуляторов роста и подкормок, а именно, биопрепататы (глиокладин, глиоген, витаплан), удобрения (гумат калия, силиплант, экофус), а также иммуномодуляторов (иммуноцитофит, экогель). Подобраны их дозировка, определены сроки проведения и методы внесения.

Работа выполнена в рамках госзадания по плановой теме АААА-А18-118032890141 -4 «Коллекции живых растений Ботанического института им. В.Л. Комарова (история, современное состояние, перспективы использования)».

Литература:

1. Жизнь растений. М.: Просвящение, 1982. Т. 6. 544 с.

2. Goldblatt P., Manning J.C. The Iris family: natural history and classification. London: Tamber

Press, 2008. 290 p.

3. Павлюшин В.А., Вилкова Н.А., Сухорученко Г.И., Нефедова Л.И. Современные проблемы

управления фитосанитарным состоянием агроэкосистем // Информационный бюллетень ВПРС МОББ. СПб., 2017. С. 221-227.

4. Тютерев С.Л. Индуцированный иммунитет к болезням и перспективы его использования //

Защита и карантин растений. 2005 №4. С. 21-26.

5. Баданова Е.Г., Давлетбаев И.М., Сироткин А.С. Препараты на основе хитозана для сель-

ского хозяйства // Вестник технологического университета. 2016. Т. 19, №16. С. 89-95.

6. Вакуленко В.В. Экофус - новое высокоэффективное удобрение // Защита и карантин рас-

тений. 2016. №2. 45 с.

7. Дорожкина Л.А., Караваев В.А., Гунар Л.Э., Поддымкина Л.М. Циркон и Силиплант - ан-

тистрессовые и рострегулирующие препараты // Плодородие. 2016. №2. С. 13-15.

8. Левинский Б.В. Все о гуматах. Иркутск, 1999. 40 с.

9. Nakashita H., Yasuda M., Nitta T., Asami T., Fujioka S., Aria Y., Sekimata K., Takatsuto S., Yo-

shida S. Brassinosteroid function ia a broad range of disease resistance in tobacco and rice // Plant J. 2003. PP. 887-898. DOI: 10.1046/j.1365-313x.2003.01675.x

10. Буров В.Н, Петрова М.О., Селицкая О.Г., Степанычева Е.А., Чермеская Т.Д., Шамшев

И.В. Индуцированная устойчивость растений к фитофагам. М.: КМК, 2012. С.182.

11. Тютерев С.Л. Экологически безопасные индукторы устойчивости растений к болезням и

физиологическим стрессам // Вестник защиты растений. 2015. № 83. С. 3-13.