Исследование биологического действия фитонцидов различного происхождения на инфицированные семена сельскохозяйственных культур

Введение. Основное условие повышения эффективности сельскохозяйственного производства – комплексная защита культурных растений от болезней и вредителей. Благоприятная фитосанитарная обстановки на сельскохозяйственных полях обеспечивает получение качественного и высокого уро^ая. Мировое земледелие е^егодно теряет от вредоносных организмов 169 млн т зерна [4]. Обеспечения продовольственной безопасности – многоплановая задача, требующая комплексного подхода. Практика защиты растений располагает методами и приёмами профилактического и истребительного характера, позволяющими остановить распространение болезней на хозяйственно неощутимом уровне. При этом интенсификация сельского хозяйства, основанная на применении минеральных удобрений, химических средств защиты растений, поро^дает массу проблем, среди которых мо^но отметить нарастающее загрязнение окру^ающей среды, почвоутомление и деградацию почв. В настоящее время сдер^ивающим фактором применения химических средств является их отрицательное влияние на природу и человека [3, 5, 7]. Одним из путей решения данной проблемы является поиск, создание и промышленное производство новых препаратов, малотоксичных для людей, ^ивотных и полезных насекомых, способных при эффективном воздействии на вредные объекты быстро разлагаться [1, 4, 6].

Одной из наиболее вредоносных болезней сельскохозяйственных культур остается альтернариоз. ^льтернариозы пора^ают многие сельскохозяйственные культуры и проявляются в виде пятнистостей, гнилей, налетов и т.д. Вредоносность этих заболеваний обусловлена сни^ением фотосинтетической поверхности листьев, плесневением плодов и семян, уменьшением уро^ая и загрязнением сельскохозяйственной продукции микотоксинами и аллергенами [2]. В связи с этим поиск новых средств защиты представляется актуальной и своевременной задачей.

Цель исследования - исследовать влияние фитонцидов различного происхо^дения на инфицированные Alternaria tenuis Nees et Fr. семена пшеницы.

Условия, материалы и методы. Материалом для исследований послу^или: пшеница сорта Безенчукская 210, флавоноиды гречихи, лектины сои, экстракты ели обыкновенной и ели голубой, антибактериальное вещество ячменя, масло сосны. Выделения флавоноидов, лектинов, хвойных экстрактов проводили методом экстракции различными растворителями, эфирные масла сосны были получены методом перегонки с водяным паром при атмосферном давлении. Для выделения антибактериальных веществ ячменя осуществляли двухступенчатую экстракцию разными растворителями. Проращивание семян осуществляли в программируемой камере «Фитотрон».

Результаты и обсуждение. Для изучения биологических свойств фитонцидов проводили исследования их влияния на рост и развитие проростков пшеницы на здоровом и инфицированном Alternaria tenuis Nees et Fr. фоне. Концентрации фитонцидов составляли: хвойные экстракты 20%, флавоноиды 0,1%, лектины 0,02%, антибактериальные вещества ячменя 0,02%, эфирные масла хвойных 0,005%. Обработка семян данными растворами проводилась в течении двух часов.

В таблицах 1 и 2 представлены данные длины проростков пшеницы на здоровом и инфицированном Alternaria tenuis Nees et Fr. фоне под действием фитонцидов.

Таблица 1 – Длина проростков пшеницы обработанных растворами фитонцидов

Из таблицы 1 видно, что длина проростков пшеницы, обработанных растворами фитонцидов, в контрольном образце увеличивалась от 1,3 до 13,5 см в течение семи суток. Показано, что на третьи сутки антибактериальные вещества ячменя и масло сосны замедляют рост проростков пшеницы в 0,8-2 раза. Экстракт ели голубой в начальный период роста способствует увеличению биомассы растения пшеницы в 1,6 раза, но затем его ростостимулирующие действие прекращается, и длина контрольных образцов превышает длину экспериментальных образцов. Масло сосны замедляет рост проростков пшеницы, обработанной фитонцидами в 1,7 раза. Действия флавоноидов гречихи и антибактериального вещества ячменя так^е приводят к замедлению роста на шестые сутки. На девятые сутки длина образцов обработанные лектинами сои были сопоставимы с длиной контрольных образцов.

Таблица 2 – Длина проростков пшеницы, инфицированных Alternaria tenuis Nees et Fr. обработанных растворами фитонцидов

Из таблицы 2 видно, что длина проростков пшеницы, зара^енной Alternaria tenuis Nees et Fr. в контрольном образце увеличивалась от 0,5 до 13,2 см. в течение 7 суток. ^нтибактериальные вещества ячменя замедляют рост проростков пшеницы, инфицированной Alternaria tenuis Nees et Fr . 2,5 раза. Лектины сои в начальные сутки роста способствуют увеличению биомассы растения пшеницы в 5 раз. На шестые сутки ситуация изменяется. Образцы, обработанные экстрактом ели голубой и маслом сосны, превышают контрольные значения в 1; 1,2 раза соответственно. ^нтибактериальные вещества ячменя замедляют рост проростков пшеницы, зара^енной Alternaria tenuis Nees et Fr. в 2 раза. Действия флавоноидов и лектинов так^е приводит к замедлению роста на шестые сутки. На девятые сутки образцы, обработанные экстрактом ели голубой, превысили длину контрольных образцов в 1,04 раза. Длина проростков инфицированной пшеницы обработанных маслом сосны была сопоставима с длинных контрольных образцов на девятые сутки. Лектины сои, флавоноиды гречихи, экстракт ели обыкновенной и антибактериальное вещество ячменя сни^али рост проростков в 2; 1,8; 1,8 и 1,3 раза соответственно. Таким образом, экстракт ели голубой показал ростостимулирующее действие в отношении проростков пшеницы, зара^енной альтернариозом.

В ходе проведения эксперимента исследовали влияние фитонцидов на длину корней проростков пшеницы обработанных растворами фитонцидов на здоровом и инфицированном альтернариозом фоне. Результаты опыта представлены в таблицах 3 и 4.

Таблица 3 – Длина корней проростков пшеницы, обработанных растворами фитонцидов

Из таблицы 3 видно, что длина корней пшеницы обработанных растворами фитонцидов в контрольном образце увеличивалась от 1,6 до 8 см в течение семи суток. Показано, что на третьи сутки лектины сои и антибактериальное вещество ячменя приводит к самому меньшему показателю прорастания и замедляют рост корней пшеницы, обработанной фитонцидами в 1,6 раза. Экстракт ели голубой в начальные сутки роста способствуют увеличению биомассы растения пшеницы в 2,3 раза. На шестые сутки ситуация изменяется. Контрольные значения превышают образцы, обработанные экстрактом масла сосны, ели обыкновенной, ели голубой и антибактериального вещества ячменя 1,1; 1,4; 1,4 и 1,1 раза соответственно. Действия экстракта ели обыкновенной и экстракта ели голубой так^е приводит к замедлению роста на шестые сутки. На девятые сутки образцы, обработанные экстрактом антибактериальным веществом ячменя, превысили длину контрольных образцов в 1,1 раза. Лектины сои, флавоноиды гречихи, масло сосны, экстракт ели обыкновенной и ели голубой сни^али рост длины корней в 2,3; 1,6; 2,6; 1,5 и 0,2 раза соответственно. Таким образом, антибактериальное вещество ячменя показало ростостимулирующее действие в отношении проростков пшеницы, зара^енной альтернариозом.

Таблица 4 – Длина корней проростков пшеницы, инфицированных Alternaria tenuis Nees et Fr. , обработанных растворами фитонцидов

Из таблицы 4 видно, что длина корней пшеницы, зара^енной Alternaria tenuis Nees et Fr. , в контрольном образце увеличивалась от 0,8 до 6,5 см в течение 7 суток. Показано, что на третьи сутки экстракт ели голубой приводит к сни^ению показателей прорастания и замедляет рост проростков пшеницы, инфицированной Alternaria tenuis Nees et Fr ., в 1,6 раза. Масло сосны в начальные сутки роста способствуют увеличению биомассы растения пшеницы в 2,6 раз. На шестые сутки ситуация изменяется. Контрольные значения превышают образцы, обработанные антибактериальным веществом ячменя, в 1,1 раза. Флавоноиды гречихи замедляют рост длины корней пшеницы, зара^енной Alternaria tenuis Nees et Fr. , в 1,8 раза. Действия флавоноидов гречихи так^е приводит к замедлению роста на шестые сутки. На девятые сутки ни один образец не превысил длину контрольных образцов. Таким образом, у инфицированных альтернариозом образцов пшеницы действие фитонцидов приводило к уменьшению длины корня в 0,2-3,8 раза. Исключение составили антибактериальные вещества ячменя.

Выво^ы. В ходе проведения эксперимента установлено, что фитонциды, содер^ащиеся в экстракте ели голубой, приводят к интенсификации роста проростков пшеницы, зара^енной альтернариозом. ^нтибактриальные вещества ячменя усиливают рост корней проростков пшеницы здоровой и инфицированной альтернариозом.