Эффективность использования Stagonospora cirsii S-47 против осота полевого на посадках картофеля

Автор: Голубев А.С., Маханькова Т.А., Чернуха В.Г., Редюк С.И., Борушко П.И., Ткач А.С., Павлова Н.А., Берестецкий А.О.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Агросистемы будущего - от эксперимента к практике микробиопрепараты

Статья в выпуске: 3 т.58, 2023 года.

Бесплатный доступ

Картофель ( Solanum tuberosum L.) - одна из культур, на которой перспективно использование биологического метода борьбы с многолетними сорными растениями (например, с осотом полевым Sonchus arvensis L.) из-за недостаточного ассортимента химических гербицидов. Гриб Stagonospora cirsii J.J. Davis., будучи продуцентом гербицидных метаболитов, способен поражать растения осота полевого. В настоящей работе впервые показана возможность использования штамма Stagonospora cirsii S-47 для борьбы с осотом полевым в условиях мелкоделяночного опыта. Целью настоящего исследования стала оценка эффективности применения Stagonospora cirsii S-47 в виде измельченного мицелия против растений осота полевого на посадках картофеля в условиях полевого мелкоделяночного опыта. Полевые мелкоделяночные опыты проводили в течение вегетационных периодов 2020 и 2021 годов на опытном поле Всероссийского НИИ защиты растений (ФГБНУ ВИЗР, Ленинградская обл.). Опыты закладывали на посадках картофеля ( Solanum tuberosum L.) сорта Невский, относящегося к группе среднеранних сортов. Почва участка - дерново-подзолистая, суглинистая, с содержанием гумуса в пахотном слое 3-4 %, рН 6,3. Обработка почвы осенью заключалась в проведении вспашки, а в весенний период участок дисковали, культивировали и нарезали борозды. Норма посадки клубней составляла 25 ц/га. Удобрения не вносили. Для исключения влияния нецелевых объектов на результаты опыта проводили фоновую обработку опытного участка гербицидом Гезагард, КС (2,0 л/га) (ООО «Сингента», Россия) до всходов растений картофеля. В работе использовали штамм Stagonospora cirsii S-47. Посевной материал получали посредством культивирования гриба в течение 3 сут в жидкой сахарозо-соевой питательной среде. Для выращивания биомассы S. cirsii S-47 использовали стеклянный ферментер с рабочим объемом 5 л («Applikon Biotechnology», Голландия). Ферментационную среду (4,8 л) инокулировали 200 мл посевной культуры. Через 6 сут сырую биомассу отделяли от культуральной жидкости, центрифугированием и взвешивали. К сырому мицелию добавляли 0,01 % раствор Tween 80 до концентрации 50 г/л и измельчали при помощи блендера в течение 1 мин. Обработку посадок картофеля проводили с помощью ручного ранцевого опрыскивателя RESISTENT 3610 («MESTO Spritzenfabrik Ernst Stockburger GmbH», Германия) в соответствии со схемой опыта. В качестве эталона использовали гербицид Агритокс, ВК (1,2 л/га; «Nufarm GmbH & Co KG», Австралия), содержащий 500 г/л МЦПА (2-метил-4-хлорфеноксиуксусная кислота) в форме смеси диметиламинной, калиевой и натриевой солей. Схема опыта включала следующие варианты: 1 - S. cirsii S-47 (50 кг/га; расход рабочей жидкости 1000 л/га), 2 - S. cirsii S-47 (100 кг/га; 2000 л/га), 3 - S. cirsii S-47 + Агритокс, ВК (50 кг/га + 0,6 л/га; 1000 л/га), 4 - Агритокс, ВК (0,6 л/га; 300 л/га), 5 - Агритокс, ВК (1,2 л/га; 300 л/га), 6 - контроль (без обработки). Во время обработки высота ботвы растений картофеля составляла 10-15 см, а растения осота полевого находились в фазах от розетки до стеблевания, высотой не превышая 10 см. Учеты проводили количественно-весовым методом через 14 и 28 сут после обработки. Биологическую эффективность (БЭ) рассчитывали по отношению к необработанному контролю. Учет урожая картофеля осуществляли вручную с каждой делянки опыта. В отсутствие экстремальных погодных условий внесение 50 кг/га мицелия S. cirsii S-47 существенно (на 53,9-59,2 %) снижало массу растений осота полевого. Однако гриб, как правило, не обеспечивал полной гибели сорного растения, чем уступал гербициду Агритокс, ВК в дозе 0,6 л/га. Двукратное увеличение нормы применения S. cirsii S-47 приводило к усилению его действия на количество осота полевого в среднем на 13 %. Использование S. cirsii S-47 совместно с Агритокс, ВК (0,6 л/га) позволяло повысить эффективность обработки в среднем на 15 % по сравнению с самостоятельным применением гербицида. Это давало возможность сократить количество вносимого препарата в 2 раза без снижения эффективности подавления растений осота полевого. В 2020 году использование микробиологического и химического препаратов способствовало увеличению урожайности на 4,7-10,1 %. Статистически значимым (р function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }

Еще

Микогербицид, stagonospora cirsii, картофель, sonchus arvensis, мцпа, 2-метил-4-хлорфеноксиуксусная кислота

Короткий адрес: https://sciup.org/142238902

IDR: 142238902   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2023.3.447rus

Список литературы Эффективность использования Stagonospora cirsii S-47 против осота полевого на посадках картофеля

  • Duke S.O., Pan Z., Bajsa-Hirschel J., Boyette C.D. The potential future roles of natural com-pounds and microbial bioherbicides in weed management in crops. Adv. Weed Sci., 2022, 40(spe1): e020210054 (doi: 10.51694/AdvWeedSci/2022;40:seventy-five003).
  • Голубев А.С., Берестецкий А.О. Перспективные направления использования биологических и биорациональных гербицидов в растениеводстве России. Сельскохозяйственная биология, 2021, 56(5): 868-884 (doi: 10.15389/agrobiology.2021.5.868rus).
  • Ivany J.A., Sanderson J.B. Quackgrass (Elytrigia repens) control in potatoes (Solanum tuberosum) with clethodim. Phytoprotection, 2003, 84(1): 27-35 (doi: 10.7202/007442ar).
  • Hoogar R., Jayaramaiah R., Bhairappanavar S.T., Tambat B., Pramod, G. Effect of different pre and post emergent herbicides on growth and yieldof potato (Solanum tuberosum L.). Int. J. Pure App. Biosci., 2017, 5(5): 1030-1034 (doi: 10.18782/2320-7051.5847).
  • Kalkhoran E.S., Alebrahim M.T., Abad H.R.M.C., Streibig J.C., Ghavidel A., Tseng T.-M.P. The joint action of some broadleaf herbicides on potato (Solanum tuberosum L.) weeds and pho-tosynthetic performance of potato. Agriculture, 2021, 11(11): 1103 (doi: 10.3390/agricul-ture11111103).
  • Fonseca L.F., Luz J.M., Duarte I.N., Wangen D.R. Weeds control with herbicides applied in pre-emergence in potato cultivation. Biosci. J., 2018, 34(2): 279-286 (doi: 10.14393/BJ-V34N2A2018-38261).
  • Gitsopoulos T., Damalas C., Georgoulas I. Herbicide mixtures for control of water smartweed (Polygonum amphibium) and wild buckwheat (Polygonum convolvulus) in potato. Weed Technology, 2014, 28(2): 401-407 (doi: 10.1614/WT-D-13-00166.1).
  • Jovović Z., Popović T., Velimirović A., Milić V., Dolijanović Ž., Šilj M., Poštić D. Efficacy of chemical weed control in potato (Solanum tuberosum L.). Agroznanje, 2013, 14(4): 487-495 (doi: 10.7251/AGREN1304487J).
  • Baranowska A., Mystkowska I., Zarzecka K., Gugała M. Efficacy of herbicides in potato crop. J. Ecol. Eng., 2016, 17(1): 82-88 (doi: 10.12911/22998993/61194).
  • Wei L. A new herbicide flurochloridone in potato field on Qinghai Plateau: application and safety. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2021, 37(9): 149-154.
  • Khatami A., Al-e-Ebrahim M., Mohebodini M., Majd R. Evaluating rimsulforon efficiency on controlling weeds in potato at different growth stages. Journal of Iranian Plant Protection Research, 2017, 31(1): 152-165 (doi: 10.22067/jpp.v31i1.58418).
  • Hajjaj B., El Oualkadi A. Evaluation of the effect of rimsulfuron and linuron on weed infestation and potato yield. International Journal of Environment Agriculture and Biotechnology, 2019, 4(4): 1092-1095 (doi: 10.22161/ijeab.4430).
  • Редюк С.И. Защита картофеля от сорных растений. Вестник защиты растений, 2017, 2(92): 55-58.
  • Голубев А.С., Маханькова Т.А. Перспективы борьбы с сорняками без глифосата. Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования, 2018, 13: 504-506.
  • Берестецкий А.О. Перспективы разработки биологических и биорациональных гербицидов. Вестник защиты растений, 2017, 91(1): 5-12.
  • Berestetskiy A. Development of mycoherbicides. In: Encyclopedia of mycology /O. Zaragoza, A. Casadevall (eds.). Elsevier, 2021.
  • Берестецкий А.О., Кашина С.А., Сокорнова С.В. Штамм гриба Stagonospora cirsii Davis 1.41, обладающий гербицидной активностью против бодяка полевого. Всерос. науч.-иссл. ин-т защиты растений (РФ). Заявл. 07.05.13. № 2515899C1. Опубл. 20.05.2014.
  • Берестецкий А.О., Далинова А.А., Дубовик В.Р. Штамм гриба Stagonospora cirsii Г-51 ВИЗР — продуцент гербарумина I и стагонолида А. Всерос. науч.-иссл. ин-т защиты растений (РФ). Заявл. 28.12.18. № 2701817[ЕК1] С1. Опубл. 01.10.2019.
  • Сокорнова С.В., Хютти А.В., Берестецкий А.О. Инфицирование бодяка полевого конидиями и мицелием фитопатогенного гриба Stagonospora cirsii. Вестник защиты растений, 2011, 3: 53-57.
  • Сокорнова С.В., Берестецкий А.О. Получение вирулентного глубинного мицелия Stagonospora cirsii C-163 — потенциального микогербицида для борьбы с бодяком полевым Cirsium arvense (L.) Scop. Сельскохозяйственная биология, 2018, 53(5): 1054-1061 (doi: 10.15389/agrobiology.2018.5.1054rus).
  • Фролова Г.М., Котлова Е.Р., Сокорнова С.В., Сеник С.В., Шаварда А.Л., Мишарев А.Д., Берестецкий А.О. Патогенные свойства и липидный состав мицелия в процессе роста глубинной культуры гриба Stagonospora cirsii ВИЗР 1.41. Прикладная биохимия и микробиология, 2021, 57(2): 152-162 (doi: 10.31857/S0555109921020033).
  • Yuzikhin O., Mitina G., Berestetskiy A. Herbicidal potential of stagonolide, a new phytotoxic nonenolide from Stagonospora cirsii. J. Agric. Food Chem., 2007, 55(19): 7707-7711 (doi: 10.1021/jf070742c).
  • Dalinova A., Dubovik V., Petrova M., Berestetskiy A., Chisty L., Kochura D., Ivanov A., Smirnov S., Zolotarev A., Evidente A. Stagonolides J and K and stagochromene A, two new natural substituted nonenolides and a new disubstituted chromene-4,5-dione isolated from Stagonospora cirsii S-47 proposed for the biocontrol of Sonchus arvensis. J. Agric. Food Chem., 2019, 67(47): 13040-13050 (doi: 10.1021/acs.jafc.9b04573).
  • Berestetskiy A., Dmitriev A., Mitina G., Lisker I., Andolfi A., Evidente A. Nonenolides and cytochalasins with phytotoxic activity against Cirsium arvense and Sonchus arvensis: a structure-activity relationships study. Phytochemistry, 2008, 69(4): 953-960 (doi: 10.1016/j.phyto-chem.2007.11.003).
  • Rivero-Cruz J.F., Macías M., Cerda-García-Rojas C.M., Mata R. A new phytotoxic nonenolide from Phoma herbarum. J. Nat. Prod., 2003, 66(4): 511-514 (doi: 10.1021/np020501t.).
  • Fogelfors H., Lundkvist A. Selection in Cirsium arvense (L.) Scop. and Sonchus arvensis L.: Sus-ceptibility to MCPA on different types of farmland in Sweden, Acta Agriculturae Scandinavica, Section B — Soil & Plant Science, 2008, 58(1): 82-87 (doi: 10.1080/09064710701228346).
  • Bourdôt G.W., Hurrell G.A., Saville D.J. Variation in the efficacy of a mycoherbicide and two synthetic herbicide alternatives. Proc. XII International Symposium on Biological Control of Weeds. La Grande Motte, 2007: 507-511 (doi: 10.1079/9781845935061.0507).
  • Методические указания по регистрационным испытаниям гербицидов в сельском хозяйстве /Под ред. В.И. Долженко. СПб, 2013.
  • Голубев А.С., Маханькова Т.А. Методические рекомендации по проведению регистрационных испытаний гербицидов. СПб, 2020.
  • Harding D.P., Raizada M.N. Controlling weeds with fungi, bacteria and viruses: a review. Front. Plant Sci., 2015, 6: 659 (doi: 10.3389/fpls.2015.00659).
  • Chalak‐Haghighi M., Van Ierland E.C., Bourdôt G.W., Leathwick D. Management strategies for an invasive weed: A dynamic programming approach for Californian thistle in New Zealand. New Zealand Journal of Agricultural Research, 2008, 51(4): 409-424 (doi: 10.1080/00288230809510471).
  • Grant N., Prusinkiewicz E., Mortensen K., Makowski R. Herbicide Interactions with Colleto-trichum gloeosporioides f. sp. malvae a bioherbicide for round-leaved mallow (Malva pusilla) con-trol. Weed Technology, 1990, 4(4): 716-723 (doi: 10.1017/S0890037X00026282).
  • Gressel J. Herbicides as synergists for mycoherbicides, and vice versa. Weed Science, 2010, 58(3): 324-328 (doi: 10.1614/WS-09-071.1).
  • López-Piñeiro A., Peña D., Albarrán A., Sánchez-Llerena J., Becerra D. Behavior of MCPA in four intensive cropping soils amended with fresh, composted, and aged olive mill waste. Journal of Contaminant Hydrology, 2013, 152: 137-146 (doi: 10.1016/j.jconhyd.2013.07.003).
  • Pereira T., Cerejeira M.J., Espírito-Santo J. Use of microbiotests to compare the toxicity of water samples fortified with active ingredients and formulated pesticides. Environmental Toxicology, 2000, 15(5): 401-405 (doi: 10.1002/1522-7278(2000)15:5<401::AID-TOX7-3.0.CO;2-H).
  • Mierzejewska E., Baran A., Urbaniak M. The influence of MCPA on soil phytotoxicity and the presence of genes involved in its biodegradation. Archives of Environmental Protection, 2018, 44(4): 58-64.
  • TeBeest D., Templeton G.E. Mycoherbicides: progress in the biological control of weeds. Plant Disease, 1985, 69: 6-10.
  • Stewart-Wade S.M., Boland G.J. Oil emulsions increase efficacy of Phoma herbarum to control dandelion but are phytotoxic. Biocontrol Science and Technology, 2005, 15(7): 671-681 (doi: 10.1080/09583150500136873).
  • Siva C. Alternative strategies for broadleaf weed management in residential lawns. Guelph, Ontario, Canada, 2014.
Еще
Статья научная