Альтернаріоз серпію увінчаного за інтродукції в Поліссі України

Размещено на http://www.allbest.ru/

Альтернаріоз серпію увінчаного за інтродукції в Поліссі України

Іващенко І.В., Невмержицька О.М., Плотницька Н.М., Котюк Л.А.

Поліський національний університет, м. Житомир

Серпій увінчаний (Serratula coronata L.) є цінною лікарською та кормовою рослиною, що належить до родини Asteraceae. Рослини цього виду в умовах України розсіяно зростають практично на всій її території. У рослинах серпію міститься значна кількість біологічно активних речовин, зокрема, таких як фітоекдистероїди, флавоноїди, кумарини, дубильні речовини, аскор-бінова кислота, каротиноїди, тощо.

Інтродукція серпію увінчаного в умовах Полісся проводиться науковцями Поліського національного університету на території ботанічного саду з 2013 року. У статті наведено результати спостережень щодо встановлення фітопатологічного стану інтродукованих насаджень серпію увінчаного. Виявлено, що рослини S. coronata за інтродукції в ботанічному саду Поліського національного університету уражуються сухою плямистістю або альтернаріозом. У лабораторних умовах встановлено, що збудником захворювання є гриб Alternaria alternata (Fr.) Keissl. Впродовж 2017-2019 років проведено спостереження за розвитком та поширенням гриба A. alternata на рослинах серпію увінчаного.

Також досліджено ефективність деяких біологічних препаратів проти збудника альтернаріозу на рослинах S. coronata. Дослідження ефективності біопрепаратів проводили за наступною схемою: Мікосан-В, р. (діюча речовина - лужний екстракт афілофоральних грибів) - 2,0 л/га; Фітоагро універсальний, р. (діюча речовина - Bacillus subtilis, збагачений гуматом калію та мікроелементами) - 2,0 кг/га; Триходермін, р. (діюча речовина - спори і міцелій гриба Trichoderma viride ) - 2,0 л/га. Отримані трирічні результати спостережень дають можливість стверджувати, що усі досліджувані біологічні препарати володіють ефективністю щодо зниження показників поширення і розвитку альтернаріозу на рослинах серпію увінчаного.

Найвищу ефективність щодо зниження розвитку і поширення проти гриба A. alternata на рослинах серпію увінчаного отримано за використання препарату Мікосан, р., 2,0 л/га. Застосування вказаного біопрепарату дозволяє знизити досліджувані показники у 1,9 рази, порівняно із контрольним варіантом. Використання біопрепаратів проти альтернаріозу дасть можливість вирощувати здорові рослини серпію увінчаного за умов його культивування у Поліссі.

Ключові слова: серпій увінчаний, альтернаріоз, розвиток хвороби, поширення хвороби, біопрепарати, ефективність.

Alternaria of Serratula coronata L. in the result of introduction in Polissya of Ukraine. Ivashchenko I., Nevmerzhitska O., Plotnytska N., Kotiuk L.

Serratula coronata L. is a valuable medicinal and fodder plant belonging to the Asteraceae family. Plants of this species in the conditions of Ukraine grow scattered over almost its entire territory. Serratula coronata contain a lot of biologically active substances, such as flavonoids, coumarins, phytoecdysteroids, tannins, ascorbic acid, carotenoids, etc.

The introduction of the crowned Serratula coronata in the conditions of Polissya has been carried out by scientists of the Polissya National University on the territory of the botanical garden since 2013. The article presents the results of observations regarding the establishment of the phytopathological condition of introduced plantations of these plants. It was found that S. coronata plants after introduction in the botanical garden of the Polissya National University are affected by dry spot. In laboratory conditions, it was established that the causative agent of the disease is the fungus Alternaria alternata (Fr.) Keissl. during 2017-2019, the development and spread of the fungus A. alternata on the plants of the Serratula coronata was observed.

The effectiveness of some biological preparations against the causative agent of Alternaria on S. coronata plants was also investigated. The study of the effectiveness of biological preparations was carried out according to the following scheme: Mikosan-B (active substance - alkaline extract of aphyllophoral mushrooms) - 2,0 l/ha; Phytoagro universal (active substance - Bacillus subtilis, enriched with potassium humate and trace elements) - 2,0 kg/ha; Trichodermin (active substance - spores and mycelium of the fungus Trichoderma viride) - 2,0 l/ha. The obtained three-year results of observations make it possible to state that all studied biological preparations are effective in reducing the indicators of the spread and development of Alternaria on plants of Serratula coronata.

The highest efficiency in terms of reducing the development and spread of the fungus A. alternata on plants of the crowned Serratula coronata was obtained by using the Mikosan 2,0 l/ha. The use of the indicated biological preparation allows to reduce the activity of A. alternata by 1,9 times, compared to the control variant. Key words: Serratula coronata, Alternaria, development of the disease, spread of the disease, biological preparations, effectiveness.

Постановка проблеми

Використання людиною рослин із високим вмістом біологічно активних речовин як елементу в оздоровленні організму та лікуванні захворювань, наразі набуває значного інтересу в усьому світі. Пошук такої лікарської сировини відбувається як із аборигенних видів рослин, так і за умов інтродукції з інших регіонів світу. Проте потрібно враховувати, що інтродуковані види рослин потребують більш ретельного спостереження за їх фітосанітарним станом.

Актуальність дослідження

У рослинах серпію увінчаного міститься значна кількість біологічно активних речовин, зокрема, таких як фітоекдисте- роїди, флавоноїди, кумарини, дубильні речовини, аскорбінова кислота, каротиноїди, тощо, що дає можливість використовувати їх у фармацевтичній галузі [1; 2]. Проте вирощування виду S. coronata за умов інтродукції в умовах Центрального Полісся України вимагає спостереження і за його фітопатоло- гічним станом. Враховуючи відсутність інформації щодо особливостей розвитку фітопатогенних грибів на рослинах виду S. coronata, нами проведено спостереження щодо встановлення фітопатологічного стану інтродукованих насаджень серпію увінчаного, а також здійснено пошук ефективних біологічних препаратів проти альтернаріозу.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Серпій увінчаний (Serratula coronata L.) є цінною лікарською та кормовою рослиною. Що стосується України - то у нас серпій увінчаний використовується лише в народній медицині.

Вид S. coronata L. поширений на території Східної Європи, Середньої Азії, Східного і Західного Сибіру, а також на Далекому Сході. На території України рослини серпію увінчаного зростають розсіяно в умовах Полісся, Лісостепу та північної частини Степу. В умовах Центрального Полісся України інтродукційні дослідження виду S. coronata L. проводяться, зокрема, із 2013 року на території ботанічного саду Поліського національного університету [4; 5; 6].

Лікувальні властивості серпію увінчаного зумовлені наявністю у його надземній масі фітоекдисте- роїдів, флавоноїдів, кумаринів, дубильних речовин, сесквітерпенових лактонів, антоціанів, каротиноїдів, аскорбінової кислоти, тощо. Завдяки таким речовинам він проявляє антимікробні, імуностимулю- ючі та протизапальні властивості. Рослина широко використовується у народній медицині для терапії новоутворень, запалень, гіперхолестеринемії та гіпоімунних розладів, неврозів, епілепсії, психічних захворювань, анемії, як ранозагоювальний, антимікробний засіб, в науковій медицині - як гемореоло- гічний, імуномодулюючий, адаптогенний, антиоксидантний засіб [1; 4; 7].

Незамінні амінокислоти становлять 40% від загального вмісту амінокислот у листках S. coronata, що свідчить про високу поживну цінність цього виду рослин [1; 6; 8].

Завдяки оптимальному біохімічному складу, рослини серпію увінчаного є гарним поживним субстратом для збудників хвороб різної таксономічної належності.

Саме тому, вивчення патогенності та шкідливості хвороб на серпію увінчаному та розробка оптимальної системи захисту рослин із обов'язковим врахуванням конкретних ґрунтово-кліматичних умов є досить актуальним. Детальне дослідження вказаної проблематики дасть змогу вирощувати екологічно чисту продукцію з мінімальними втратами та з мінімальним фунгіцидним навантаженням на рослину і навколишнє середовище.

Наукова новизна. Вперше в умовах Полісся України проведена фітопатологічна експертиза S. coronate. Встановлено, що найбільшої шкоди рослинам серпію увінчаного завдає альтернаріоз, збуд-ником якого є гриб Alternaria alternata (Fr.) Keissl [9]. Рослини серпію при ураженні цим збудником в'януть і без вчасно проведених захисних заходів можуть повністю загинути.

Методологія дослідження. В умовах ботанічного саду Поліського національного університету впродовж 2017-2019 рр. було проведено спостереження за розвитком рослин серпію увінчаного, а також проведено спеціальні дослідження щодо захисту рослини від альтернаріозу. Екологічні умови ботанічного саду є типовими для Центрального Полісся України. Клімат помірно-континентальний, сприятливий для культивування різних видів рослин, у тому числі і серпію увінчаного.

Дослідження щодо ураження рослин хворобами здійснювали на 1-6-річних рослинах серпію. Зразки із ознаками ураження альтернаріозом відбирали з надземної частини рослин у наступні фенологічні фази: вегетативна, бутонізації, цвітіння, плодоношення. Поширення альтернаріозу визначали згідно показника кількості хворих рослин у кожному зразку за їх відсотковим співвідношенням до загальної кількості за формулою:

Р = n х 100 / N,

де N - загальна кількість облікових рослин; n - кількість уражених рослин.

Ступінь ураження альтернаріозом або інтенсивність розвитку - це якісний показник хвороби, який відображає ступінь ураження рослини. З метою визначення цього показника використовували балові шкали із зазначенням відсоткового ураження органів рослин і обчислювали згідно формули:

R = Ј (а х b) 100 / N x K,

де Ј (а х b) - сума добутку кількості рослин (а) уражених з однаковим ступенем у одному балі (b) на відповідний бал ураження;

K - найвищий бал шкали обліку [10, 11].

Виділення збудника альтернаріозу у чисту культуру та його ідентифікацію проводили відповідно до загальноприйнятих у фітопатології методик. Чисті культури грибів вирощували в чашках Петрі за температури +23 °С на картопляно-морквяному агарі та на середовищі Чапека. При появі міцелію на 5-10 добу проводили мікроскопічні дослідження виділених об'єктів [11].

Вивчення дії біопрепаратів проти збудника альтернаріозу проводили на дрібноділянкових дослідах у шестиразовій повторності протягом 2017-2019 рр. за наступною схемою:

- контроль (обробка водою);

- Мікосан-В, р. (діюча речовина - лужний екстракт афілофоральних грибів) - 2,0 л/га;

-

- Фітоагро універсальний, р. (діюча речовина - Bacillus subtilis, збагачений гуматом калію та мікроелементами) - 2,0 кг/га;

- Триходермін, р. (діюча речовина - спори і міцелій гриба Trichoderma viride ) - 2,0 л/га.

Обробку рослин серпію увінчаного досліджуваними препаратами проводили тричі протягом вегетації через кожні 10 діб, починаючи із вегетативної фази [10].

Викладення основного матеріалу

Із 2013 року у ботанічному саду Поліського національного університету здійснюються інтродукційні дослідження серпію увінчаного (Serratula coronata L.). Протягом 2017-2019 рр. було проведено фітопатологічні дослідження щодо ймовірності ураження рослин виду S. coronata L. збудниками хвороб різної таксономічної належності. Встановлено, що рослини цього виду уражуються збудниками хвороб грибного походження. Зокрема, протягом періоду вегетації у рослин серпію одно-шестирічного віку на листках відмічали утворення чітко обмежених округлих плям

темно-бурого, темно-сірого або коричневого забарвлення із слабким темним нальотом (рис. 1). Ознаки хвороби були типовими при ураженні рослин збудником сухої плямистості або альтернаріозу.

За сухої прохолодної погоди поширення хвороби майже не спостерігалося, проте за вологої і теплої погоди відбувалося дуже швидке розповсюдження по рослині, плями з'єднувалися, уражувалися листки, стебла і під кінець вегетації окремі рослини засихали. За початкового сильного ураження хворобою спостерігали пожовтіння листків, в першу чергу нижнього ярусу, з подальшою їх некротизацією (рис. 2).

Симптоми захворювання виявлено на рослинах серпію увінчаного в різні онтогенетичні періоди: прегенеративний та генеративний. Ознаки ураження альтернаріозом спостерігали у вегетативній фазі, бутонізації, цвітіння і плодоношення. Суху плямистість спостерігали на листках ювенільних, іма- турних, вергінільних рослин. На молодих і зрілих генеративних особинах відмічено ураження листків, черешків, стебел і генеративних органів.

Рис.І. Ураженнялистясерпіюувінчаногоальтернаріозом (ботанічний сад Поліського національного університету, 2018 рік)

Рис.2. Ураженнярослин серпію увінчаного альтернаріозом (ботанічний сад Поліського університету, 2019 рік)

Для визначання видової належності гриба, що спричиняє характерні ознаки на рослинах серпію увінчаного нами у лабораторних умовах досліджено морфологічні особливості збудника, а саме: міцелію та макроконі- дій. Враховуючи, що за особливостями будови міцелію практично неможливо визначити видову належність гриба, тому нами здійснено спостереження за розміром, формою, кількістю перетинок, характером зігнутості конідій тощо. У результаті проведеної ідентифікації встановлено, що збудник сухої плямистості серпію увінчаного є гриб із роду Alternaria Nees. Формування на картопляно-морквяному середовищі оливкового та оливково-бурого міцелію, який, зазвичай, у молодому віці був забарвлений в білий колір, добре розвинений, вдавлений (рис. 3), що відповідає колоніям виду Alterneria alternata (Fr.) Keissl.

Також нами відмічено формування поодиноких або в ланцюгах конідій, різної довжини, забарвлені в темний колір. За формою вони оберненояйцепо- дібні або оберненобулавовидні із декількома поперечними та поздовжніми перегородками, біля верхівки витягнуті в більш світлу шийку (рис. 4), що характерно для виду Alternaria alternata.

В умовах ботанічного саду Поліського національного університету протягом трьох років проведено спостереження щодо розвитку та поширення аль- тернаріозу на рослинах серпію увінчаного (рис. 5). Ці показники мали незначну варіацію за роками, проте, інтенсивність розвитку і поширення хвороби щороку збільшувалися і були найвищими у 2019 році. Підвищення досліджуваних показників, ймовірно, пов'язано з погодними умовами, а також зі щорічним накопиченням інфекційного матеріалу. Зокрема, за період дослідження встановлено, що поширення альтернаріозу було на рівні 12,4-17,0 %.

Інтенсивність розвитку хвороби протягом років спостереження становила у межах 8,1--8,6 %.

Отримані показники вказують на досить високу шкідливість розвитку альтернаріозу на серпію увінчаному, а також свідчать про необхідність проведення захисних заходів захисту від захворювання. Саме тому нами проведено дослідження щодо вивчення ефективності деяких біопрепаратів проти альтернаріозу серпію увінчаного.

Встановлено, що застосування досліджуваних препаратів сприяє зниженню поширення і розвитку збудника альтернаріозу серпію увінчаного, порівняно із контрольним варіантом (табл. 1). Найкращий результат отримано за використання препарату Мікосан, р. (2,0 л/га). Застосування вказаного біопрепарату сприяло зниженню поширення і розвитку альтернаріозу в середньому за роки дослідження на 7,06 % та 3,64 % відповідно, порівняно із контрольним варіантом.

Використання препарату Фітоагро універсальний, р., 2,0 кг/га сприяло зниженню поширення хвороби протягом років дослідження на 6,22 % та розвитку хвороби на 3,14 % у порівнянні із варіантом, де проводилося обприскування водою. Найнижчу ефективність щодо поширення та розвитку збудника альтернаріозу нами отримано при використанні препарату Триходермін, р., 2,0 л/га.

Рис. 3. Розвиток міцелію грибів роду Alternaria, виділених із уражених рослин серпію увінчаного, на картопляно-морквяному середовищі

Рис. 4. Конідії гриба Alternaria alternata

Рис. 5. Динаміка розвитку та поширення альтернаріозусерпіюувінчаного(ботанічнийсад Поліського національного університету)

Таблиця 1

Вплив біопрепаратів на ураженість інтродукованої популяції рослин серпію увінчаного альтернаріозом у ботанічному саду Поліського національного університету

Примітка: *Р - поширення альтернаріозу, %; **R - розвиток альтернаріозу, %

Висновки

альтернаріоз серпій увінчаний мікосан

1. Встановлено, що в умовах ботанічного саду Поліського національного університету інтродукційні рослини серпію увінчаного уражуються сухою плямистістю або альтернаріозом.

2. Гриб, що викликає альтернаріоз серпію увінчаного при лабораторних дослідженнях було іденти-фіковано як вид Alternaria alternata (Fr.) Keissl.

3. Найвищу ефективність щодо зниження поширення та розвитку альтернаріозу серпію увінчаного отримано за використання препарату Мікосан, р., 2,0 л/га. Застосування вказаного біопрепарату дозволяє знизити показники поширення та розвитку хвороби у 1,9 рази, порівняно із контролем.

Подальші дослідження спрямовані на встановлення фітопатологічного стану насаджень, впливу ураження рослин хворобами на біохімічний склад S. coronata L., а також пошуку ефективних заходів захисту рослин серпію увінчаного від хвороб.

Література

1. Bajguz A., Bakata І., Talarek М. Ecdysteroids in plants and their pharmacological effects in vertebrates and humans. Studies in Natural Products Chemistry. 2015. Vol. 45. P. 121-145.

2. Насінна та сировинна продуктивність Serratula coronata L. та Serratula tinctoria L. / С. О. Четверня, Н. І. Джуренко, О. П. Паламарчук, В. П. Грахов Біологічні системи. 2015. Т. 7, вип. 2. C. 222-228.

3. Флора УРСР: У 12 т. Т. 4 / за ред. О. Д. Васюліної. Київ: Вид-во АН УРСР, 1962. 589 с.

4. Мінарченко В.М. Лікарські судинні рослини України (медичне та ресурсне значення). Київ : Фітосоціоцентр. 2005. 323 с.

5. Huseynova A. Y, Aghayeva P. N., Qarakhani P Kh., Ali-Zade V. M. Serratula coronata (Asteraceae) - a new species record for the flora ofAzerbaijan. Український ботанічний журнал. 2019. Т. 76, № 1. P 67-70. doi: https://doi.org/10.15407/ukrbotj76.01.067

6. Іващенко І. В., Рахметов Д. Б., Вергун О. М. Біохімічні особливості інтродукованої популяції Serratula coronata L. (Asteraceae) у Центральному Поліссі України. Plant Varieties Studying and Protection. 2019. T15, № 2. Р 200-2005. doi: https: //doi.org/10.21498/2518-1017.15.2.2019.173574

7. Ivashchenko I. V Antimicrobial activity of ethanolic extracts of Serrarula coronata L. (Asteraceae) introduced in Zhytomyr Polissya . Biological Bulletin of Bogdan Chmelnitskiy Melitopol State Pedagogical University. 2016b. Vol. 6, No1. P 290-303. doi: http://dx.doi.org/10.15421/201616

8. Ivashchenko I., Ivashchenko O., Rakhmetov D. Phenolic Compounds in Serratula coronata L. (Asteraceae) Introduced in Ukrainian Polissya. Agrobiodiversity for improving nutrition, health and life quality. The scientific proceeding of international networkAgroBioNet. Nitra. 2016. P 149-154.

9. Марченко А. Б. Географічне поширення представників роду Alternaria Nees. на однорічних квітково-декоративних рослинах. Чорноморський ботанічний журнал. 2015. Т 11, № 3. С. 338-345. DOI: 10.14255/2308-9628/15.113/7.

10. Методика випробування і застосування пестицидів / С. О.Трибель та ін. ; за ред. С. О. Трибеля. К. : Світ, 2001. 448 с.

11. Облік шкідників і хвороб сільськогосподарських культу / В. П. Омелюта, І. В. Григорович, В. С. Чабан [та ін.] ; за ред. В. П. Омелюти. Київ : Урожай, 1986. 294 с.

Размещено на Allbest.ru