КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ БОРЬБЫ С НЕЖЕЛАТЕЛЬНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ КЛАССА DICOTYLEDONES

Изобретение относится к сельскохозяйственной микробиологии, защите растений от инвазивной и сорной растительности, в частности к композиции, содержащей химический гербицид в сублетальной дозе и фрагменты мицелия фома-подобных микромицетов.

Известным средством борьбы с двудольными (класс Dicotyledones) инвазивными и многолетними корнеотпрысковыми сорными растениями являются химические гербициды (Государственный каталог…, 2015 [4]). Многие из них (Торнадо, Торнадо 500, Алаз, Дефолт, Доминатор, Фозат, Истребитель, Рап, Космик, Глифор, Глифос, Глифос Премиум, Спрут, Факел, Аргумент, Граунд, Сангли, Зеро, Тотал, Раунд, Тайфун, Глидер, Глитерр, Глиф Алт, Зевс, Кайман, Ураган Экстра, Спрут Экстра и т.д.) в качестве действующиего вещества содержат глифосат - неселективный системный гербицид, применяемый преимущественно для борьбы с многолетними сорными растениями класса Dicotyledones. Применяются препараты путем опрыскивания вегетирующих сорняков весной или летом (при условии защиты культуры) при расходе рабочей жидкости - 25-200 л/га. Таким образом, при применении глифосата против двудольных многолетних корнеотпрысковых сорных и инвазивных растений вносится от 13.5 до 108 кг/га. Негативные последствия применения химических гербицидов в высоких концентрациях, а также появление резистентных популяций сорных и инвазивных растений отрицательно сказывается на экологической обстановке и может приводить к снижению эффективности химических средств. Несмотря на существенный прогресс, наблюдаемый в технологии создания биопрепаратов на основе фитопатогенных грибов, на данный момент они не могут конкурировать с химическими препаратами, так как их эффективность существенно зависит от температурно-влажностных условий.

Применение известного состава гербицидов и микогербицидов против конопли при высокой эффективности не рассматривает снижение концентрации химических гербицидов, в результате чего обладает рассмотренными выше недостатками (Бурлакова, 2012 [1]). В пат. РФ №2543665 «Способ борьбы с нежелательной травянистой растительностью класса Dicotyledones» описано совместное применение гербицида и мицелия фома-подобных грибов, но эффективность такого состава была ниже суммарного значения эффективностей химического и биологического препаратов. Решение этой проблемы было достигнуто только за счет раздельного последовательного применения этих компонентов (Сокорнова и др., 2015 [6]). При этом последовательное применение в начале химического гербицида в сублетальной дозе, а затем суспензии на основе фрагментов мицелия фома-подобных грибов создает опасность появления резистентных популяций растений в тех случаях, когда на растение попадает химический гербицид без грибного препарата. Кроме того, двойная обработка территорий ведет к увеличению трудозатрат. Таким образом, эффективные экологически безопасные составы для борьбы с нежелательной травянистой растительностью класса Dicotyledones, не требующие последовательной раздельной обработки компонентами композиции, отсутствуют. За базовый в данном патенте принят химический гербицид, приводящий к 80-100% гибели инвазивные или многолетние сорные корнеотпрысковые растения (Государственный каталог…, 2015 [4]).

Задачей изобретения является композиция для борьбы с инвазивными и многолетними корнеотпрысковыми сорными растениями класса Dicotyledones, содержащая как химический гербицид, так и микогербицид при минимальных концентрациях содержания этих компонентов с максимальной степенью экологической безопасности и высокой технической эффективностью на уровне химического средства - гербицида.

Поставленная задача решена путем выбора таких концентраций биологического и химического гербицидов в композиции, при которых наблюдается синергетический эффект в отношении целевых объектов, а также поддержания нейтральных значений pH композиции за счет включения в состав фосфатного буфера в следующем соотношении компонентов, мас. %:

при этом pH композиции составляет 6.0-7.5.

Композиция, ее способ получения и эффективность в борьбе с сорняками иллюстрируют нижеследующие примеры, которые свидетельствуют о возможности ее применения для борбы с двудольной нежелательной растительностью, что позволит снизить химическую нагрузку на экосистему.

Пример 1. Получение композиции, содержащей фрагменты фома-подобного гриба и химический гербицид Торнадо BP (действующее вещество - глифосат), эффективной в отношении целевых двудольных растений (бодяка полевого и борщевика Сосновского)

Штамм 163 S.cirsii, или штамм 17.7 Ph. exigua var. exigua, или штамм 32.121 Ph. complanata выращивали в течение 3 дней на орбитальной качалке при 180 об/мин в 250 мл колбах Эрленмейера, содержащих 50 мл сахарозо-соевой среды, засеянной двумя 5 мм агаровыми блоками культуры, полученной в результате культивирования 7-12 дней на питательной среде Сабуро (Sokornova, Berestetskiy, 2007; Гасич и др., 2010; Сокорнова, 2011 [8, 2, 5]). Мицелиальные пеллеты вместе с остатками питательной среды измельчали блендером Braun MR 6550 ВС-НС-М 40 секунд при 10000 об/мин. Полученная «маточная» суспензия на основе фрагментов мицелия фома-подобных грибов содержала жизнеспособных единиц не менее 0,5×10⁶ КОЕ/г (таблица 1). К 1 мл этой суспензии добавляли 99 мл 0.2 М фосфатного буфера pH 6.0, содержащего 0.01% Твин 80 и 55 мкл химического гербицида Торнадо BP (действующее вещество - глифосат, исходная концентрация 360 г/л). Таким образом, конечная концентрация фрагментов мицелия в полученной композиции составляла 0.5×10⁴ КОЕ/г (10% раствор), а химического гербицида 0.2 г/л. Полученную композицию распыляли из расчета 2 мл на растение бодяка или осота в фазе розетки (4-5 настоящих листьев), либо на 1 настоящий лист (диаметром около 15 см) борщевика Сосновского. В качестве положительного контроля к 98,2 мл воды добавляли 1,8 мл Торнадо, перемешивали и обрабатывали растения аналогично опыту.

Количество жизнеспособных единиц определяли общепринятыми микологическими методами (Методы, 1982 [4]). Площадь поражения учитывали через 24 часа (Сокорнова, 2011 [5]).

В результате площадь некрозов листьев на целевых растениях составляла 95%, 85% и 90% соответственно. Таким образом, композиция такого состава позволяла снизить концентрацию фрагментов мицелия фома-подобных фитопатогенов и химического гербицида в 100 раз при соизмеримой площади поражении листьев (таблица 1).

Пример 2. Влияние pH состава, содержащего фрагменты фома-подобного гриба и химический гербицид Торнадо BP (действующее вещество - глифосат) на эффективность поражения целевых двудольных растений (бодяка полевого и борщевика Сосновского)

Полученную, как в примере 1, «маточную» суспензию на основе фрагментов мицелия фома-подобных грибов (не менее 0,5×10⁶ КОЕ/г) разводили 0.2 М фосфатным буфером с различным pH (таблица 2), содержащим 0.01% Твин 80 и 0.2% глифосат до конечной концентрации фрагментов мицелия 0,5×10⁴ КОЕ/г (10% раствор).

Количество жизнеспособных единиц определяли общепринятыми микологическими методами (Методы, 1982 [4]).

Патогенность мицелия оценивали по площади некрозов на листовых дисках (Berestetskiy et al., 2007 [7]).

Композицию применяли путем опрыскивания растений в фазе розетки при норме расхода 60 мл/м². Эффективность поражения растений оценивали по площади некрозов листьев на 7 сутки после обработки в полевых условиях при среднесуточной температуре 20-25°C и 65-85% относительной влажности воздуха.

Как видно из таблицы 2, достоверно наибольшее поражение двудольных целевых растений (бодяка полевого и борщевика Сосновского) наблюдалось при pH фосфатного буфера от 5.5 до 7.0. При этом площадь поражения листьев бодяка полевого при применении нового состава соизмеримо с прототипом, поражением растений при последовательном применении суспензии на основе фрагментов мицелия S.cirsii и химического гербицида на основе глифосата составляет 95-100%, но для достижения такого эффекта требуется единая обработка составом (Сокорнова и др., 2015 [6]). Как видно из таблицы 2, такой состав повторяет все преимущества последовательного применения, но снижает риск попадания химического гербицида в пониженной дозе без фрагментов мицелия на растения.

Композиция для борьбы со сложно искоренимой нежелательной двудольной растительностью, такой как многолетние корнеотпрысковые сорные растения (Cirsium arvense (L.) Scop. s.l. (=C setosum (Willd.) Besser ex M. Bieb.), C. incanum (S.G. Gmel.) Fisch.), Sonchus arvensis L.) и инвазивные растения, в частности гигантские борщевики (Heracleum mantegazzianum Somm. et Levier, H. sosnowskyi Manden и H. persicum Desf.), так же, как и прототип, содержит химический гербицид с концентрацией по действующему веществу в 1,5-10 раз меньше, чем рекомендовано для препаратов на основе глифосата, а инфекционную нагрузку (концентрацию мицелия фитопатогенных грибов) - в 1,5-4 раза по сравнению с микогербицидами и может быть применена на всех стадиях развития растений, не требуя дополнительной защиты возделываемой культуры. Совместное применение биопрепарата на основе фитопатогенного гриба Fusarium culmorum (10 л/га) и химических препаратов Хармони, СТС (50 г/л) требует двукратной обработки, эффективно в определенной фазе роста растений, а именно в фазе 2-4 настоящих листьев конопли. Кроме того, штамм F.culmorum K-4/7 обладает широкой специализацией и не поражает только однодольные культурные растения (ячмень и пшеницу), а химический гербицид используется без уменьшения его концентрации относительно рекомендованной (Бурлакова, 2012; Государственный каталог…, 2015 [1, 4]). За счет синергетического эффекта происходит усиление эффективности действия композиции при более низких концентрациях действующих веществ в отношении растений-хозяев. Это позволяет достигнуть поставленной цели и получить дополнительные эффекты при использовании композиции, исключив риски возникновения резистентных популяций растений, снизив химическую нагрузку на экосистему, минимизировав стоимость и трудоемкость обработки, обеспечив стабильную эффективность в борьбе с трудно искоренимыми и опасными видами сорняков.

Источники информации

1. Бурлакова Ю.В. Биологическое обоснование использования гербицидов и фитопатогенного гриба Fusarium culmorum (W.G.Sm.) Sacc. var culmorum для подавления растений конопли. Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. биол. наук; ГНУ Всероссийский НИИ защиты растений РАСХН. СПб, 2012. 18 с.

2. Гасич Е.Л., Хлопунова Л.Б., Берестецкий А.О., Сокорнова СВ. Штамм гриба Phoma complanata (Tode) Desm. 1.40 (ВИЗР), обладающий гербицидной активностью против борщевика Сосновского. Патент RU 2439141 С1 от 06.10.2010, 9 с.

3. Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации и дополнения к нему (2015 г.).

4. Методы экспериментальной микологии. Справочник / ред. В.И. Билай, - Киев: Наукова Думка, 1982, 550 с.

5. Сокорнова С.В. Биологическое обоснование создания микогербицида на основе фитопатогенного гриба Stagonospora cirsii: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. биол. наук; ГНУ Всероссийский НИИ защиты растений РАСХН. СПб, 2011, 18 с.

6. Сокорнова С.В., Берестецкий А.О., Гасич Е.Л., Хлопунова Л.Б. Способ борьбы с нежелательной травянистой растительностью класса Dicotyledones. Патент RU 2543665 от 10.03.2015.

7. Berestetskiy А.О., Fyodorova A.F., Kustova S.V. A laboratory technique for the evalution of pathogenicity of Septoria cirsii for Cirsium arvense // XV Congress of European mycologists, 2007, p, 242.

8. Sokornova S.V., Berestetskiy A.O. (2007) Production of virulent mycelial inoculum of Stagonospora cirsii Davis by liquid state fermentation. Proc. XV Congress of European Mycologists, SPb, Russia, September 16-21, 2007. SPb: TREEART LLC, p. 204-205.