Стероидные гликозиды как антигрибные вещества и регуляторы продуктивности растений

Волынец А.П., д-р биол. наук, профессор, Гончарик Н.Н., мл. н. с.

Институт экспериментальной ботаники им. В.Ф. Купревича НАН Беларуси, Минск, Беларусь

Как известно, первыми антигрибными веществами были синтетические фунгициды. Казалось, что они являются идеальными средствами избавления от грибных патогенов. Однако вместе с токсическим действием на фитопатогенные грибы они оказывали отрицательное влияние и на полезные микроорганизмы и в виде остаточных количеств накапливались в почве и растениях. Со временем стало понятно, что без замены существующих принципов и средств защиты растений не обойтись. К этому можно было идти разными путями. Нами был преложен новый принцип защиты, состоящий не в уничтожении фитопатогенных грибов, а в регуляции взаимоотношения их с растением – хозяином с помощью природных антибиотических веществ регуляторного типа [1]. Такими соединениями являются гормональные и негормональные фиторегуляторы природного происхождения с широким спектром действия не только на возбудителей болезней непосредственно, но главным образом косвенно через интенсификацию общего и гормонального обмена и образование защитных веществ фенольной природы [2, 3]. Настоящее сообщение посвящено изучению защитных свойств и продуктивности одной из групп природных фиторегуляторов стероидной природы – стероидным гликозидам, выделенным из растений перца (Capsicum annum L.) молдавскими учеными [4].

Объектами исследования служили растения яровой пшеницы (Triticum aestivum L.) сортов Белорусская 80 (восприимчивый к грибным болезням) и Далеч (устойчивый). В течение двух-четырех лет изучали действие стероидных гликозидов на рост, устойчивость к болезням и продуктивность растений пшеницы в вегетационных и полевых мелкоделяночных опытах. Опрыскивание растений гликозидами проводили в фазах кущения и молочной спелости для защиты вегетативных органов и колоса от поражения фитопатогенными грибами. Определение распространения и степени поражения растений грибами (мучнистая роса, септориоз, черно-бурая пятнистость) проводили по фазам развития и органам по десятибалльной шкале [5]. В лаборатории анализировали влияние гликозидов на длину растений и структуру урожая. Повторность опытов 4-кратная.

В условиях сухого и жаркого 1999 г. сдерживающее влияние стероидных гликозидов на распространение грибных болезней наиболее существенно сказывалось в начале вегетации, т.е. в период быстрого роста растений восприимчивого сорта Белорусская 80 и при обработке их в концентрации 1 мг/л. Так, если грибная инфекция на контрольных растениях отмечалась уже на двух нижних междоузлиях и трех нижних листьях, то на обработанных растениях – всего на первом междоузлии и первом листе. В дальнейшем сдерживающее влияние стероидных гликозидов на распространение болезней снижалось и в фазе цветения составляло один лист (табл. 1).

На устойчивом сорте Далеч распространение инфекции было принципиально иным. Сдерживающее влияние капсикозида проявлялось в основном в концентрации 10 мг/л и наблюдалось только в фазах колошения и цветения. Наоборот, капсикозин в сильной степени задерживал распространение болезней в течение всей вегетации. Например, растения этого сорта оставались практически здоровыми в течение всего вегетационного периода при опрыскивании капсикозином в концентрации 10 мг/л.

В условиях изменчивой погоды 2002 г. (первая половина вегетации дождливая, а вторая - сухая) эффективность действия стероидных гликозидов на распространение грибных болезней снижалась, что видно на примере пшеницы восприимчивого сорта Белорусская 80.

Влияние стероидных гликозидов на степень поражения растений пшеницы грибными болезнями зависело от многих факторов, но ведущее значение имели реакция сорта и время, прошедшее после обработки. В условиях неблагоприятного 1999 г. эффективность действия стероидных гликозидов на растения восприимчивого сорта Белорусская 80 сильнее была выражена при низкой концентрации веществ. При этом эффект гликозида капсикозида возрастал со временем, тогда как гликозида капсикозина падал. Максимальное снижение степени поражения листьев и междоузлий сорта Белорусская 80 составляло 40–45% соответственно при опрыскивании капсикозидом и возрастало до 50–60% при обработке капсикозином.

На фоне низкого инфицирования растений устойчивого сорта Далеч особенно эффективным был капсикозин, который в концентрации 1 мг/л в 2 раза снижал поражение фитопатогенными грибами отдельных органов пшеницы, а в концентрации 10 мг/л практически полностью подавлял развитие патогенов. Заметное действие капсикозида в тех же условиях проявлялось слабее (концентрация 10 мг/л) или исчезало совсем (концентрация 1 мг/л). В отличие от 1999 г., в 2002 г. на фоне более раннего и сильного развития грибной инфекции на растениях сорта Белорусская 80 действие стероидных гликозидов хотя несколько ослабевало, но сохранялось в течение всей вегетации. Защитное действие стероидных гликозидов сильнее проявлялось на листьях и междоузлиях пшеницы в фазах кущения и выхода в трубку при использовании капсикозина.

Таким образом, можно отметить, что стероидные гликозиды существенно снижали инфицирование растений пшеницы фитопатогенными грибами, оказывая влияние как на распространение, так и степень поражения растений инфекцией в естественных условиях развития фитопатогенов. На восприимчивом сорте Белорусская 80 более эффективным была низкая концентрация гликозидов, в то время как на растениях устойчивого сорта Далеч – более высокая. Защитное действие капсикозина было выше аналогичного эффекта капсикозида.

Предполагаемое поражение генеративных органов грибной инфекцией отсутствовало во все годы наблюдений. Оно обычно заканчивалось инфицированием 5–6 междоузлия и 5–6 листа и не распространялось на колос.

Многолетние опыты в разных погодных условиях позволили оценить влияние стероидных гликозидов на зерновую продуктивность яровой пшеницы. Наиболее благоприятными для формирования урожая зерна были метеоусловия 2001 г. с нормальной температурой и количеством осадков. Менее благоприятными были вегетационные периоды 2000 г. с дождливой и холодной погодой и 2002 г. с переменной (первая половина дождливая и прохладная, а вторая сухая и жаркая). Крайне экстремальным был вегетационный период 1999 г., сухой и жаркий.

В 1999 г. при неблагоприятных погодных условиях лучше реагировал на обработку стероидными гликозидами сорт Белорусская 80, у которого повышалось большинство показателей: масса колоса, масса зерна и соломы, а также масса 1000 зерен. Не изменялись длина растений и колоса, а также число зерен в колосе. У сорта Далеч не отмечалось положительного действия гликозидов на непродуктивную часть растений, возрастало только частично число зерен в колосе, хотя их масса снижалась (табл. 2).

В неблагоприятных погодных условиях 2000 г. стероидные гликозиды не оказывали влияния на конечную длину растений и колоса у обоих сортов. В то же время они повышали массу и количество зерен в колосе и массу 1000 зерен у сорта Белорусская 80. Особенно положительное действие оказывал капсикозин, менее эффективен был капсикозид. У сорта Далеч менее выразительным оказалось влияние стероидных гликозидов на продуктивность колоса. Возрастала только непродуктивная часть колоса и масса 1000 зерен.

На этом фоне особый интерес представляли результаты действия стероидных гликозидов на рост и продуктивность пшеницы в 2001 г., нормальном по влажности и температуре. В этих условиях наблюдалось максимально выраженное влияние гликозидов как на вегетативную, так и репродуктивную часть растений. Впервые наблюдалось увеличение конечной длины растений и колоса, сильно возрастали как завязываемость, так и масса зерна. Среди двух использованных гликозидов явно лучшие результаты показал капсикозин.

В условиях переменного по погодным условиям 2002 г. стероидные гликозиды повышали большинство показателей у растений сорта Белорусская 80, однако капсикозид оказался намного активнее капсикозина.

Таким образом, максимальный эффект от применения стероидных гликозидов можно ожидать в нормальных погодных условиях при обработке растений пшеницы обоих сортов капсикозином в концентрации 1 мг/л, в то время как в условиях неблагоприятного вегетационного периода предпочтительнее использование капсикозида в концентрации 5 мг/л на сорте Белорусская 80.

 

Литература

1. Валынец А.П., Шуканаў У.П. Уплыў фенольных злучэнняў на развіццё іржы жыта // Весцi АН БССР. Сер. бiял. навук. - 1987.- № 2. - С. 21-23.
2. Пшеничная Л.А., Хрипач В.А., Волынец А.П. и др. // Проблемы экспериментальной ботаники: К 100-летию со дня рождения В.Ф. Купревича. - Мн., 1997. - С. 210-217.
3. Волынец А.П. Эндогенные защитные вещества растений // Эколого-экономические основы усовершенствования интегрированных систем защиты растений от вредителей, болезней и сорняков: Тез. докл. - Мн.: Прилуки, 1996. – Том.2. - С. 8-10.
4. Кинтя П.К., Лазурьевский Г.В., Балашова Н.Н. и др. Строение и биологическая активность стероидных гликозидов ряда спиростана и фуростана. - Кишинев, 1987. – 142 с.

Методы селекции и оценки устойчивости пшеницы и ячменя к болезням в странах – членах СЭВ. – Прага, 1988. – 321с.