«Грибоеды-антисептики» для наших растений. Что мы знаем о фунгицидах

Грибы и болезни — причина значительных (до 25-30%) потерь урожая сельскохозяйственных культур и продуктов их переработки. Опасность сильного поражения растений болезнями возрастает при возделывании растений по интенсивным технологиям, в многолетних и монокультурах.

Какими бывают фунгициды?

Строго говоря, под термином «фунгициды» понимают химические вещества, токсичные для грибов. Однако практика защиты растений расширила это понятие, и в настоящее время к фунгицидам относят различные средства, применяемые для защиты растений от болезней. Их подразделяют на три группы, принципиально различающиеся по природе действия.

Группа 1

К этой группе относятся химические вещества, оказывающие прямое действие на важные биохимические процессы, протекающие в клетках возбудителей заболеваний. Они токсичны для грибов вне растения. К этой группе относятся вещества, являющиеся истинными фунгицидами.

Группа 2

Эта группа включает химические вещества, воздействующие на прохождение патогенеза в растениях-хозяевах. Вне растения эти вещества могут быть нефунгитоксичными. Их называют иммунизаторами, или псевдофунгицидами. Механизм действия их разнообразен. Одни образуют в растениях метаболиты, относящиеся к антигрибным фитоалексинам или антибиотикам. Другие могут приводить к локальной лиг-нификации и образованию некрозов, являющихся барьером на пути внедрения патогена (защитная реакция, называемая сверхчувствительностью). Выделяют также вещества, которые подавляют продукты обмена фитопатогенных грибов, — токсины, необходимые для нормального протекания патогенеза. Их называют элиситорами, т. е. веществами, вызывающими ответные реакции, повышающие устойчивость растений к возбудителям болезней. Например, арахидоновая кислота вызывает накопление в клубнях картофеля фитоалексинов и сверхчувствительное побурение, что обусловливает устойчивость культуры к фитофторозу. Системный фунгицид на основе алюминия фос-этила стимулирует защитную реакцию растения-хозяина, вызывая синтез фитоалексиноподобных веществ и фенольных соединений, играющих важную роль в проявлении фунгицидного эффекта.

Группа 3

Эта группа объединяет штаммы возбудителей заболеваний, или микробных антагонистов, применяемых для защиты растений от болезней. Авирулентные штаммы после инокуляции приводят к иммунизации растений в результате образования в них активных веществ, в том числе и фитоалексинов. Устойчивость растений может быть обусловлена также тем, что заражение растений происходит по принципу конкурентной борьбы между штаммами. Последнее наблюдается при использовании гиповирулентного штамма Rhizoctonia solani для защиты разных растений от вирулентных форм данного возбудителя.

Антагонисты в основном представлены почвенными микроорганизмами, которые способны угнетать жизнедеятельность возбудителей болезней.

Антагонистическое действие проявляют и гиперпаразиты, способные обитать на возбудителях болезней. Они вырабатывают токсины, которые убивают клетки фитопатогенов, а затем питаются продуктами их распада.

Основы «войны» с грибами

Наиболее часто возбудителями болезней растений являются грибы и бактерии. Грибные и бактериальные инфекции распространяются главным образом по воздуху с помощью ветра, дождя, насекомыми и человеком в процессе ухода за растениями. Внутрь растений большинство паразитов проникает через естественные отверстия, имеющиеся в растительных тканях (устьица, водные поры, нектарники, чечевички в коре, глазки в клубнях картофеля), и через механические повреждения.

Некоторые паразиты внедряются в растение непосредственно через эпидермис. Таковы, например, возбудители настоящей мучнистой росы — грибы из класса сумчатых (рис. 1). Попав на растение, споры этих грибов прорастают и своими проростками пробуравливают кутикулу, внедряются в ткань, обеспечивая питание и удерживаясь на пораженной поверхности. Гриб в этом случае развивается на поверхности растений (экзопаразит). В большинстве же случаев инфекционное начало, попав в растение, развивается внутри него, располагаясь либо в межклетниках, либо в клетке (эндопаразит). Типичные эндопаразиты — возбудители килы капусты, рака картофеля и грибы, вызывающие ложные мучнистые росы.

Развитие паразитов внутри растения затрудняет их уничтожение, поэтому применяемые защитные мероприятия чаще направлены на предупреждение заражения растений, чем на уничтожение уже проникших возбудителей.

Болезни — лечить или предупреждать?

При выборе фунгицидов для борьбы с болезнями растений исходят из особенностей развития растений, поражаемости их заболеваниями, характера инфекции и природы действия фунгицидов.

Для однолетних культур (зерновые, технические) одним из главных источников болезней служит зараженный посевной материал, поэтому здесь первоочередное значение приобретает обеззараживание семян.

Для однолетних культур, высаживаемых рассадой, кроме обработки семян необходимо обеззараживание теплично-парниковой почвы. Это обеспечивает получение здоровой рассады и предотвращение заноса инфекции на участки открытого грунта.

При возделывании многолетних культур (плодовые, ягодные, виноградная лоза) большое значение имеет подавление инфекционного начала, сохраняющегося на надземных частях, растительных остатках, поверхности почвы. Подавление возбудителя заболевания в зимующей стадии предупреждает заражение растений на начальных этапах онтогенеза, обеспечивает их активный рост в начале вегетации. В зависимости от особенностей инфекции (источник, распространение, сохранность) и целевого назначения фунгициды делят на следующие группы: протравители семян, фунгициды для обработки почвы, многолетних растений в период покоя (искореняющие опрыскивания), растений в период вегетации.

Фунгициды «по назначению»

Протравители семян — это химические вещества, предназначенные для защиты растений от болезней путем обработки семян и используемые в борьбе с болезнями, инфекционное начало которых распространяется семенами или находится в почве. Особенно эффективна заблаговременная обработка семян комбинированными препаратами. Правильное применение протравителей снижает численность или полностью подавляет активность вредных организмов в начале их развития и позволяет избежать обработок фунгицидами или сократить их число в период вегетации растений.

Фунгициды для обработки почвы — это химические препараты, используемые для внесения в почву с целью ее обеззараживания, что особенно необходимо и эффективно в теплицах и парниках. В почву вносят препараты, характеризующиеся относительно высокой летучестью и действующие в виде газов или паров.

Фунгициды для обработки многолетних растений в период покоя — химические препараты, уничтожающие возбудителей болезней и вредителей в зимующих стадиях. Они повреждают зеленые растения, поэтому применяют их рано весной (до распускания почек), поздно осенью или зимой.

Фунгициды для обработки растений в период вегетации — это химические соединения, используемые в период роста и развития растений. Используют их до попадания инфекции на растения, предупреждая заражение, или вскоре после заражения, препятствуя развитию заболевания. Сравнительно короткий период сохранения фунгицидов на поверхности растений, постоянный прирост новых вегетативных органов, появление новой инфекции вызывают необходимость повторных обработок.

Фунгициды подразделяют также на группы, различающиеся по химическому составу и строению, характеру действия на патоген, поведению в растении. Далее мы рассмотрим преимущества и недостатки только одной группы фунгицидов — системного действия.

Фунгициды системного действия

Появление высокоэффективных системных препаратов, обладающих широким спектром фунгицидной активности, способствовало значительному прогрессу в борьбе с возбудителями болезней растений.

Быстрый рост масштабов применения системных фунгицидов в практике мирового сельскохозяйственного производства обусловлен их преимуществами по сравнению с такими препаратами контактного действия:

• системные фунгициды быстро (в течение 0,5-1 ч) поглощаются растениями, поэтому их эффективность в меньшей степени, чем контактных, зависит от атмосферных осадков;
• системные фунгициды могут передвигаться по растению (чаще всего по ксилеме) и защищать прирост, появившийся уже после обработки, тогда как контактные защищают только те части растения, на которые они нанесены;
• продолжительность защитного действия системных фунгицидов составляет 2-4 недели, а иногда и более, тогда как контактных — 7-10 дней, а в действительности — до первого обильного дождя;
• системные протравители защищают растения не только от инфекции, находящейся на поверхности семян, как контактные фунгициды, но и от внутренней инфекции, а стойкие системные фунгициды и от аэрогенной инфекции на ранних фазах развития растений (в возрасте 30-45 дней);
• системные фунгициды в большинстве случаев характеризуются защитным и лечебным действием, тогда как контактные — только защитным, поэтому обработку ими можно проводить не только до начала заболевания растений по прогнозу, но и после появления видимых симптомов болезни, т. е. после прорастания спор и внедрения гифов.

Однако наряду с перечисленными преимуществами системные фунгициды обладают и недостатками, поэтому их широкое внедрение может иметь и негативные последствия, связанные с быстрым появлением устойчивых (резистентных) к фунгицидам рас патогенов. Выявлено, что механизм приобретенной устойчивости грибов взаимосвязан с механизмом действия фунгицидов. Чтобы предотвратить появление устойчивых рас грибов и разработать антирезистентную стратегию мероприятий, необходимо знать механизм фунгитоксичности широко применяемых препаратов. Это поможет разобраться в сложных процессах селектирования устойчивых рас грибов, а также взаимодействия растения-хозяина, патогена и применяемого фунгицида. В связи с этим требуется рассмотреть классификацию системных фунгицидов не только по химическому строению, но и по механизму действия.

У системных фунгицидов, как и у фунгицидов контактного действия, выделяют препараты, эффективные против мучнисто-росяных и ложномучнисто-росяных грибов, а также комбинированные фунгициды, применяемые в период вегетации растений).

Все системные фунгициды обладают защитным и лечебным действием, поэтому могут защищать растения, когда патоген проник в ткани, т. е. они могут лечить больные растения.

Однако системные фунгициды, как и контактные, целесообразно применять до заражения, так как защитное действие проявляется при более низких концентрациях и нормах расхода, а лечебное — при более высоких. А чем выше норма расхода, тем быстрее развивается резистентность, тем скорее препарат теряет эффективность. Чтобы предупредить развитие резистентности, применяют комбинированные препараты, в состав которых входят действующие вещества с различным механизмом действия. Многие фунгициды, применяемые для обработки растений в период вегетации, можно применять и для обработки семян.

Системные протравители отличаются от протравителей контактного действия тем, что способны проникать внутрь семян в фунгицидных количествах и уничтожать инфекцию, которая находится внутри семян (пыльная головня пшеницы и ячменя и др.), а стойкие в биологических средах действующие вещества, такие как триадименол и диниконазол, поступая из семян в проросток в фунгицидных количествах, способны защитить всходы культуры от инфекции, передаваемой воздушным путем (мучнистая роса, ржавчина) в течение нескольких недель. Для расширения спектра фунгицидного действия протравителей семян готовят комбиниронанные протравители (табл. 4). В антирезистентных системах защиты растений не рекомендуется применять одни и те же фунгициды или препараты с одинаковым механизмом действия для обработки семян и для опрыскивания растений в период вегетации.