Эффективность применения наночастиц микроэлементов для защиты картофеля (Solanum tuberosum L.) от грибных болезней

Ежегодные потери урожая от болезней картофеля составляют до 30 %. В частности, ризоктониоз может привести к снижению продуктивности культуры на 20-25 %, альтернариоз - до 40 %. Получение высоких урожаев возможно только при применении средств защиты картофеля. Одним из них может быть использование наночастиц (НЧ) микроэлементов. В настоящей работе впервые созданы нанобиопрепараты, представляющие различные композиции НЧ Fe, Zn, Cu, Мо, Mg, Mn и В в составе полимеров для предпосадочной обработки клубней картофеля. Установлено, что НЧ микроэлементов эффективно защищают растения картофеля в течение всего вегетационного периода, и это позволяет снизить распространенность и степень развития фитопатогенов. Нашей целью было сравнение влияния предпосадочной обработки клубней препаратами, содержащими различные композиции наночастиц металлов в составе полимеров, на пораженность картофеля альтернариозом и ризоктониозом. НЧ металлов были получены методом высокотемпературной конденсации на установке Миген-3 (ФИЦ химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, Россия). Использованные нами НЧ Fe, Zn, Cu, Мо, Mg, Mn и В представляли собой монокристаллические структуры сферической формы с оксидной пленкой на поверхности, которая формировалась в результате пассивации частиц воздухом для снижения пирофорности НЧ. При приготовлении препаратов навеску НЧ металлов диспергировали в воде на ультразвуковом дезинтеграторе Scientz JY 92-IIN («Scientz Biotechnology», Китай). Полученные суспензии вносили в раствор смеси полимеров 0,5 % натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, 1 % полиэтиленгликоля-400 и натриевой соли диэтилдиаминотетрауксусной кислоты (0,00000375 %). Добавляли фунгицид Максим («Syngenta AG», Швейцария). Полученный раствор озвучивали и проводили предпосадочную обработку клубней картофеля ( Solánum tuberósum L.) сорта Сантэ. Всего были созданы пять нанобиопрепаратов (НБП), содержащих одинаковое количество полимеров, в которые вводили НЧ микроэлементов: НБП 1 - НЧ Zn (0,01 %) + НЧ Cu (10-8 %) + НЧ Fe (10-6 %) + НЧ Mo (10-8 %); НБП 2 - НЧ Zn (10-4 %) + НЧ Cu (10-8 %) + НЧ Fe (10-8 %) + НЧ Mo (10-8 %); НБП 3 - НЧ Cu (10-9 %) + НЧ B (10-6 %) + НЧ Mo (10-7 %) + НЧ Mg (10-6 %); НБП 4 - НЧ Cu (10-9 %); НБП 5 - НЧ Mn (10-6 %). Экспериментальное поле (ФГБНУ ФИЦ картофеля им. А.Г. Лорха) находилось в типичных условиях для Центрального региона России (Люберецкий р-н Московской обл.). Почва опытного поля - дерново-подзолистая супесчаная. Посадку картофеля осуществляли в I декаде мая в 2018, 2019, 2020 и 2021 годах. Посадочные клубни опрыскивали с помощью ранцевого распылителя («Kwazar Corporation Sp. z o.o.», Польша) с нормой расхода рабочей жидкости из расчета 10 л/т. Учитывали распространенность альтернариоза (возбудитель Alternaria solani Sorauer) и ризоктониоза (возбудитель Rhizoctonia solani J.G. Kuhn) картофеля, а также степень развития альтернариоза. Применение НБП 1 в 2018 и 2019 годах уменьшило распространенность альтернариоза по сравнению с контролем соответственно на 54,0 и 56,5 %, а степень поражения - на 58,4 и 62,0 %. НБП 2 в 2019 году снизил распространенность альтернариоза на 47,5 %, степень поражения - на 44,0 %. Установлено, что применение НБП 3, НБП 4 и НБП 5 в 2021 году привело к уменьшению распространенности альтернариоза у картофеля в среднем на 25 %, степени поражения - на 42 % по сравнению с контролем. При изучении распространенности ризоктониоза показано, что НБП 1 в 2018 году способствовал снижению этого показателя на 15,0 %, в 2019 году - почти в 3 раза (как и НБП 2). Применение НБП 5 (2021 год) уменьшало поражение этой болезнью на 22,0 % по сравнению с контролем, НБП 3 - на 50,0 %, НБП 4 - на 72,0 %. Наиболее перспективным нанобиопрепаратом для уменьшения степени поражения альтернариозом картофеля и подавления распространения альтернариоза и ризоктониоза представляется комбинированный нанобиопрепарат НБП 1, содержащий в составе НЧ Zn, Cu, Fe и Mo, введенные в гидрофильную полимерную пленку. Установлено, что в клубнях нового урожая не происходило накопления элементов, используемых в виде НЧ в НБП, что свидетельствуют об экологической безопасности препаратов НЧ.