Грибная эра

За последние годы предлагаемый на рынке ассортимент химических средств защиты растений значительно возрос. Фунгициды не являются исключением – с каждым годом их становится все больше. Однако, решая ряд проблем, они создают серьезные трудности для аграриев совершенно с неожиданной стороны, ставя перед ними ряд важных вопросов. Как выбрать правильное средство? Должен ли это быть монопрепарат или комбинации? Ставить ли во главу угла действующее вещество? Попробуем внести ясность.

В сфере защиты растений человечество проделало огромную, а если без лишней скромности, то колоссальную работу. От простого замачивания пораженного головней зерна в вине с кипарисом, как рекомендовал Плиний-старший, до инновационных препаратов, разрабатываемых лучшими умами современной науки. Разумеется, за годы исследований набрался приличный список действующих веществ, каждое из которых имеет свои особенности. Однако именно знания об их преимуществах и недостатках позволяют специалистам правильно выбрать препарат.

Помнится, был такой фильм «Поле битвы – Земля». Не знаю, как сюжет, но вот название так и хочется перефразировать: «Поле битвы – сельское хозяйство. Увы, непрекращающаяся битва за урожай с многочисленными микроскопическими врагами идет вот уже столько веков, да и к тому же с переменным успехом. С уверенностью можно сказать, что большую часть верхушки мы знаем в лицо. Как и в любой уважающей себя армии, у нас давно скрупулезно собраны досье практически на каждого из них, но вот окончательной победы, увы, мы достигнуть не можем. Для них безусловной удачей стало умение вести партизанскую войну. Если на первых порах они постоянно отступали, то теперь они научились меняться и подстраиваться. Причем этот процесс идет настолько интенсивно, что у грибов находятся способы противостоять фунгицидам, которые, как мы думали, станут для них оружием массового поражения.

Судя по всему, фитопатогенам грибного царства удалось сделать невозможное – развить у некоторых популяций резистентность, или устойчивость, к основным действующим веществам фунгицидных препаратов. В общем, партизанская война принесла свои плоды, и грибные болезни с успехом возвращают себе утраченные ранее позиции.

Понимая это, современный аграрий просто вынужден играть по новым правилам, постоянно меняя не только арсенал доступного оружия, но и линию своего поведения. В идеале, прежде чем применить тот или иной препарат, аграрий должен четко знать, какой вид фитопатогенов распространяется в его посевах. Фокус в том, что, зная это, можно смело определиться не только с веществами, но и кратностью их внесения. Разумеется, теоретические аспекты выбора всегда корректируются практической ситуацией на полях. В производственных условиях чаще всего фитопатогенов бывает много и разных, поэтому перед специалистами встает задача распределить их по шкале опасности и предполагаемому ущербу.

К сожалению, у такого разнообразия препаратов есть и темная сторона. Даже подготовленному специалисту может показаться пугающей на первый взгляд их идентичность, способная внести путаницу в систему защиты. Не поспоришь, но нет. Именно подобные заблуждения нередко хоронят под собой надежды на урожай и его высокое качество. Действующее вещество – вот на что стоит смотреть более пристально, взвешивая все за и против. Именно от плюсов и минусов его работы зависит успех.

Все фунгициды могут выполнять две основные функции: либо подавлять рост и развитие патогена, либо его уничтожать. Современные препараты имеют отличия как в химических свойствах, активности по отношению к возбудителю, так и по механизму действия. В основе действия фунгицидов лежит нарушение ими метаболизма патогенных грибов, что либо губит их, либо подавляет дальнейший рост. Все это общая картина, в частности же, каждое действующее вещество имеет свой собственный метод воздействия на патогенный гриб в разные периоды его жизненного цикла. Пожалуй, главное, что делают фунгициды – угнетают или «выключают» (инактивируют) специальные ферменты в клетках грибов, участвующие в разнообразных метаболических реакциях, и в первую очередь – дыхании. С другой стороны, некоторые вещества, входящие в состав фунгицидов, имеют селективный механизм действия, влияя только на конкретные ферменты или группы ферментов.

Молекула фунгицида имеет в своем строении ряд особенностей, направленных на усиление воздействия на патоген. Так, например, помимо активного действующего вещества, играющего главную роль, в составе можно обнаружить и неактивные балластные компоненты, призванные, к примеру, обеспечивать равномерное распределение действующего вещества в растворе, усиливает адгезию препарата на поверхности листа. Выполняя свои определенные функции, компоненты не влияют на транспорт действующего вещества внутрь растения.

Итак, по механизму действия фунгициды обладают контактным и системным действием. Поскольку контактные фунгициды не проникают в ткани растения, они способны выполнять лишь профилактическую функцию. Однако, несмотря на это, контактные фунгициды обладают широким спектром действия. Главная особенность таких препаратов – подавление прорастания спор и развития у возбудителя ростковой трубочки.

Если смотреть глубже, то тактика нападения данной группы фунгицидов идет по двум направлениям: нарушение ряда метаболических процессов в тканях гриба и угнетение жизненно важных функций возбудителя, в первую очередь – дыхания.

При выборе контактного фунгицида не стоит забывать и об избранной селективности данной группы препаратов. В первую очередь необходимо учитывать тот фактор, что контактные фунгициды эффективно воздействуют на грибы только на начальном этапе их развития. Гриб уязвим в том случае, если он еще не проник в растительные ткани. Когда процесс затрагивает внутренние структуры растительного организма, их применение бессмысленно.

Процесс приготовления рабочего раствора контактного фунгицида (да и не только его) обязательно проводить по всем правилам, указанным на упаковке. Это не прихоть: качественно приготовленный рабочий раствор – залог равномерного распределения препарата по поверхности растения, а значит, гарант его эффективной работы.

Кроме того, контактные гербициды требуют многократного применения. Связано это в первую очередь с отсутствием гербицида в новых, отросших уже после обработки тканях растения. К тому же нанесенный раствор со временем смывается осадками,

Поскольку контактные гербициды обладают трансламинарными свойствами, то, попадая на листовую поверхность, они интенсивно поглощаются ею и проникают в листовую паренхиму, накапливаясь там. Попавшие внутрь вещества постоянно перемещаются в пределах листовой пластинки с одной стороны листа на другую, обеспечивая тем самым пролонгированную защиту от заражения как верхней, так и нижней поверхности. Также, обладая мезостемным действием, действующее вещество фунгицида, например, такое как трифлоксистробин, связывается со структурами растения, что способствует запасу препарата на поверхности и в восковом слое. Подобные механизмы позволяют продолжительное время защищать растение от любых спор грибов.

Что касается фунгицидов с системным действующим веществом, то они обладают рядом преимуществ, делающих их наиболее популярными среди аграриев. В свое время разработка и применение системных фунгицидов произвело своего рода революцию в сельском хозяйстве. Все надежды аграрии связывали со способностью действующего вещества проникать через кутикулы растения, проявляя тем самым свою губительную для грибов активность непосредственно в растительных тканях. А поскольку в большинстве случаев подобные вещества обладают селективными свойствами, то и применяться они могут как в профилактических, так и лечебных целях. К тому же подобная избирательность помогает придерживаться экологической концепции применения химических средств защиты.

Еще одной положительной стороной фунгицидов является лечебный эффект, широко разрекламированный производителями. Да, он действительно есть и, несомненно, способен оздоровить посевы. Единственное, что необходимо помнить, достичь его можно только при своевременном использовании препарата. Если ткани растений уже повреждены и гриб проник внутрь, ожидать лечебного эффекта бессмысленно – время безвозвратно упущено. Гриб уже достигает поздних стадий своего развития и менее восприимчив к действию фунгицидов.

Но, пожалуй, перейдем к обсуждению действующих веществ фунгицидов, поскольку именно от них и зависит успех всего предприятия. Попробуем немного разобраться. Итак, в первую очередь рассмотрим одну из самых современных групп фунгицидов – стробилурины. История их создания весьма любопытна. Под внимательный взгляд ученых попали простые съедобные шляпочные грибы Strobilurus tenacellus, растущие на опавших сосновых и еловых шишках. Казалось бы, ничего примечательного. Причем здесь сельское хозяйство? Однако научный взгляд обратил внимание на одну особенность этих грибов – у них нет соседей, причем ни конкурентов за территорию, ни паразитов. Ими занялись микологи и выяснили, что соседство с данным видом губительно сказывается на дрожжеподобных грибах. Данный факт заинтересовал фитопатологов, разглядевших в них спасителей и помощников человека.

При всем при этом о лаврах открытия стробилуринов спорят до сих пор несколько сторон. Документально зафиксированным фактом открытия стробилурина А как органического соединения с фунгицидной активностью является открытие в 1969 году этого явления чешскими учеными. Неоспоримым доказательством служит патент на изобретение, полученный ими спустя 10 лет.

Вторыми претендентами за звание первооткрывателей являются немецкие исследователи, в 1977 году открывшие миру стробилурины А и В. Получены они были совершенно случайно при поиске новых антибиотиков из плодовых тел и культуральных жидкостей базидиомицетов.

Примечателен тот факт, что обе исследовательские группы допустили ошибки в описании стробилуринов. Чешская сторона неправильно описала физические свойства стробилурина А, а немецкая – химическую структуру. Не повезло, в общем. Окончательно разобрались со структурой лишь в середине 80-х годов прошлого века. Стробилурины – редкий бриллиант в мире защиты сельскохозяйственных культур. Уникальное сочетание молекулярных и биологических свойств веществ позволяет им заслуженно лидировать на рынке. Несмотря на то, что данная группа имеет органическое происхождение, ее структура в отличие от других природных соединений имеет куда более простое строение. Дополняет картину высокая фунгицидная активность на фоне универсального механизма действия. Все это делает стробилурины практически нетоксичными для млекопитающих.

В основе механизма действия стробилуринов лежит воздействие на основные ферменты грибов, а значит, и подавление клеточного дыхания. Однако наибольшая эффективность препаратов достигается при использовании их на ранних стадиях развития заболевания. Они с успехом подавляют прорастание спор и конидий, предупреждают спорообразование, при этом защищая организм длительный промежуток времени (вплоть до 6 недель). Более того, поскольку дыхание свойственно для всех разновидностей грибов, стробилурины нарушают жизнедеятельность оомицетов, аскомицетов, базидиомицетов, дейтеромицетов. На сегодняшний момент стробилурины позволяют одним препаратом уничтожить на растении целую группу грибных патогенов, в то время как применение фунгицидов других классов потребовало бы от аграриев использовать сочетание как минимум двух видов фунгицидов.

Однако, как ни печально, но не все стробилурины обладают широким спектром действия. Так, например, на рынке существуют специально разработанный фунгицид для защиты посевов риса.

Стробилурины относятся к контактным фунгицидам, обладающим лечебным и частично трансламинарным эффектом. Активно взаимодействуя с поверхностью растения, они легко поглощаются восковым слоем плодов и листьев, а за счет образования газовой фазы и притока действующего вещества стробилурины способны перераспределяться по поверхности растения. Подобный механизм позволяет защищать от вредителей обе стороны листовой поверхности, и, что не менее важно, они спокойно перераспределяются в молодые ткани листа. Успешно они проявляют себя и в качестве антиспорулянтов, не давая вторичным спорам активно размножаться в инфекционных пятнах.

Бесспорным козырем стробилуринов является их трансламинарная способность, повышающая эффективность применения препарата. Трансламинарная активность препаратов данной группы напрямую зависит от их растворимости в воде, которая в свою очередь зависит от химического строения каждого конкретного препарата.

По некоторым данным стробилурины повышают устойчивость растений к бактериальным и вирусным патогенам. Например, обработка табака пираклострабином повышает его устойчивость к вирусу табачной мозаики и бактерии Pseudomonas syringae pv. tabaci.

А как вам возможность выступить в роли психотерапевта для растений и снизить вероятность возникновения у них стресса? Думаю, положительно. Все дело снова в стробилуринах. Уменьшая концентрацию «гормона стресса и старения» в растениях – этилена, они проявляют свои антистрессовые свойства. Но на этом они не останавливаются и увеличивают активность фермента супероксиддисмутазы, препятствующего старению.

Ахиллесовой пятой стробилуринов является все возрастающая устойчивость патогенов. На сегодняшний момент во избежание появления резистентности специалисты рекомендуют использовать стробилурины не более двух раз за сезон. При этом установлено, что стробилурины успешно подавляют грибы, устойчивые к фениламидам, бензимидазолам и ингибиторам синтеза стеринов.

Однако список действующих веществ фунгицидов хоть и пополнился столь важным представителем, но только им не ограничивается. Подобно стробилуринам в восковом слое могут накапливаться хинолины и анилинопиримидины. К тому же оба они обладают и трансламинарными свойствами, а анилинопиримидины могут распределяться в растении и системно. Из основных недостатков хинолинов можно выделить отсутствие лечебного эффекта от их применения, однако ситуацию спасает относительно долгий эффект воздействия. Вторая группа веществ за счет подавления синтеза аминокислоты в тканях гриба препятствует проникновению патогена внутрь и его последующему развитию.

Самой обширной и одной из важнейших групп фунгицидов являются азолы. Действительно, данную группу формируют вещества, каждые из которых обладают определенным механизмом действия.

Так, например, триазолы способны системно распределяться по тканям растения и оказывать не только защитное, но и лечебное действие. В литературе, однако, можно встретить их второе обозначение – ингибиторы деметилазы. Все дело в том, что их основной мишенью служит специфический для них фермент, участвующий в синтезе стеролов, входящих в состав клеточной стенки. Положительный «побочный эффект» триазолов проявляется в виде регулирования роста растений. Они влияют на содержание хлорофилла в тканях, улучшение процесса фотосинтеза и удлинение периода ассимиляции.

К другой подгруппе ингибиторов биосинтеза стеролов относятся морфолины, угнетающие действие ферментов, необходимых для построения клеточной стенки гриба.

Еще одним представителем данной подгруппы является бензимидазол, угнетающий деление клеток патогенного гриба.

Стоит упомянуть и об имидазолах и пиримидинах. Однако главным недостатком данных веществ является их слабо выраженное системное действие.

Новыми группами фунгицидов являются хиназолиноны и цифлуфенамиды. Оба новичка направлены на уничтожение возбудителя ложномучнистой росы. При этом хиназолиноны блокируют процесс прорастания спор, а цифлуфенамиды подавляют различные стадии цикла развития возбудителя.

Всему свое время. Эта народная мудрость как никогда приходится кстати при применении фунгицидов. Их необходимо вовремя применять, правильно выбирать и рационально чередовать. Эти простые на первый взгляд правила помогут достигнуть высоких урожаев.

Анастасия Веденкина

Источник: «АграрникЪ»