Біологічні фунгіцидні препарати

Біофунгіциди – продукти, що містять не патогенні для рослин корисні мікроорганізми, такі як гриби чи бактерії, які застосовують для боротьби зі збудниками захворювань рослин. Значна частина цих мікроорганізмів виділена із природних ценозів та перенесена на штучні поживні середовища, що підвищують їх ефективність і термін зберігання. Розглянемо детальніше, якими бувають біологічні фунгіцидні препарати.

Хімічний захист рослин традиційно був оснований на застосуванні пестицидів, токсичних для патогенних організмів. Використання фунгіцидів пройшло у своїй історії три етапи. Фунгіциди першого та другого поколінь (неорганічні й органічні контактні препарати) неспецифічні, мають широкий спектр дії на різні гриби і не пошкоджують рослини лише тому, що активно поглинаються грибними клітинами, але не проникають у тканини рослини через кутикулу. Ці особливості створюють труднощі в тактиці хімічних обробок, бо необхідно, по­-перше, дуже ретельно покривати поверхню рослин, що обробляються, і, по-­друге, багаторазово повторювати обробки. Фунгіциди третього покоління – системні органічні препарати, специфічні для окремих груп грибів і не токсичні для рослин. Вони проникають у рослини, поширюються у тканинах і вбивають патогени, що містяться не тільки на поверхні, а й усередині рослини. Тож застосовувати їх набагато зручніше, ніж контактні фунгіциди. Однак сайт­-специфічність (дія на окремі специфічні структури та ланки метаболізму) таких фунгіцидів призводить до того, що модифікація чутливого сайту може викликати часткову або повну втрату чутливості до препарату. Тривале застосування системних препаратів зазвичай призводить до втрати їх ефективності внаслідок накопичення резистентних штамів паразита.

Останнім часом розробляється четверте покоління засобів захисту. До складу цих препаратів входять речовини, дія яких спрямована не на знищення фітопатогенів, а на зниження їх патогенності та підвищення захисних властивостей рослин. Їх називають еліситорами, або індукторами системної стійкості рослин, що представлені речовинами біотичної та абіотичної природи (ендогенні або екзогенні по відношенню до рослин), які розпізнаються рослинами як сигнали небезпеки й у відповідь на які культура запускає свої захисні механізми, здатні знизити наслідки біотичних і абіотичних стресів. Еліситори після їх розпізнавання рослинами запускають сигнальні системи, що призводять до експресії пов’язаних із захистом генів і, відповідно, підвищується стійкість рослин.

Еліситори відрізняються від традиційних синтетичних засобів захисту тим, що дія синтетичних пестицидів спрямована безпосередньо на патогени та комах, тоді як еліситори діють як сигнальні (тобто в дуже низьких концентраціях) речовини не на патогени, а безпосередньо на рослини, змушуючи їх повніше реалізовувати свій захисний генетичний потенціал шляхом індукції імунних відгуків. Внаслідок такого впливу рослина може впоратися з інфекцією та шкідниками за допомогою власних метаболітів. Крім індукції імунітету рослин, дія  еліситорів поліфункціональна і також може бути прямо спрямована на знищення фітопатогенів.

ФУНГІЦИДНІ ПРЕПАРАТИ НА ОСНОВІ БАКТЕРІЙ

Сьогодні бактеріальні препарати проти хвороб рослин в основному виробляють на основі бактерій двох родів – Pseudomonas і Bacillus.

Бактерії роду Pseudomonas. Найвідоміші сапротрофні псевдомонади, що заселяють різосферу, є природними регуляторами фітопатогенних мікроорганізмів. До них відносять Pseudomonas fluorescens Mig., P. putida (Trevisan) Mig., P. aureofaciens Kluyver та інші види. Ці бактерії добре засвоюють різні органічні субстрати, характеризуються швидким ростом, продукують антибіотики, бактеріоциди і сидерофори, а також стимулятори росту рослин. Завдяки цим властивостям псевдомонади проявляють антагоністичну дію на фітопатогени і стимулюють ріст рослин. Серед антибіотиків, що продукуються псевдомонадами, виявлено феназин­-1-­карбонову кислоту, похідні флороглюцину (піролнітрин та ін.).

Слід зазначити, що піролнітрин, виділений із P. руrrосіnіа, давно використовують у захисті рослин. Проте ця речовина виявилася нефотостабільною. Однак штучно синтезовані його фотостабільні аналоги – фенприклоніл і флудиоксоніл широко застосовують як фунгіциди.

Важливу роль в обмеженні чисельності фітопатогенних мікроорганізмів відіграють продуковані псевдомонадами сидерофори – спо­луки, які транспортують залізо. Їхня важлива особливість – здатність утворювати стабільні комплекси з тривалентним залізом. Зв’язуючи іони тривалентного заліза в ґрунті, сидерофори позбавляють багато видів фітопатогенних грибів необхідного елемента живлення, що призводить до припинення розвитку останніх. Найвідоміший сидерофор – псевдобактин (пиовердин), що інгібує розвиток фітопатогенів Rhizoctonia solani, Sclerotinia sclerotiorum, Phytophthora megasperme та інших грибів, а також деяких бактерій, наприклад, Erwinia carotovora.

Псевдомонади продукують сидерофори лише в умовах дефіциту заліза. Ці дані свідчать про перспективність створення біопрепаратів на основі флуоресціюючих псевдомонад Pseudomonas fluorescens Mig.  На сьогодні найвідоміші такі препарати: Планриз, Агат-25к, Псевдобактерин, Гаупсин та ін.

Бактерію Pseudomonas fluores­cens використовують для виробництва антибіотика мупіроцин, який застосовується при лікуванні захворювань інфекцій шкіри, вуха та очей. Вільна кислота мупіроцину, її солі та складні ефіри є агентами, які використовуються в кремах, мазях та спреях для лікування метицилін­-резистентної інфекції Staphylococcus aureus. Крім того, Pseudomonas fluorescens виробляє антибіотик обафлуорин.

На основі бактерій Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas aureo­faciens виготовляють такі бактеріальні біофунгіциди: Біозлак, Псевдобактерин­-2, Бізар, Біонорма, Планориз ВЛ, Планриз, Агат­-25к.

Біопротруйник Біозлак виго­товляють на основі бактерій Pseudomonas auerofaciens. Цей штам бактерії здатний продукувати антибіотик флороглюцин, який і придушує розвиток багатьох збудників хвороб хлібних злаків. Обробка насіння злакових культур препаратом підвищує стійкість рослин до фітопатогенів. Найефективніший препарат проти збудників кореневих гнилей, септоріозу, гельмінто­споріозів тощо. Застосовують препарат у день сівби або за один день до висівання насіння напівсухим способом з нормою витрати 1,0–1,5 л/т.

Препарат Псевдобактерин­-2 виготовляють на основі бактерій Pseudomonas auerofaciens. Крім живих клітин бактерій, до активної основи препарату входять продукти їх життєдіяльності (сідерофори, ферменти гібереліноподібні РРР). Препарат призначений для захисту польових та овочевих культур від грибних і бактеріальних хвороб. Стимулює ріст і розвиток рослин, підвищує їх імунітет, активізує діяльність корисної ґрунтової мікрофлори. Препарат застосовують для передпосівної обробки насіння й обприскування рослин у будь­-яку фазу розвитку культури. Норми витрати: передпосівна обробка насіння – зернові колосові культури, картопля – 1 л/т, овочеві культури – 0,1 л/кг; обприскування рослин – зернові колосові, буряки цукрові – 0,5 л/га, картопля, овочеві культури, яблуня, груша – 1,0 л/га; виноградники – 2,0 л/га.

Біофунгіцид Бізар, що складається з бактерії Pseudomonas auerofaciens, рекомендовано для захисту зернових і плодових (яблуня) культур від комплексу хвороб способом обприскування з нормою витрати 4–6 л/га. Препарат підвищує імунітет до біотичних чинників.

Бактерії роду Bacillus. З аеробних спороутворюючих бактерій найбільше значення як біологічний агент проти фітопатогенів має Bacillus subtilis (Ehrenberg) Cohn (синонім Bacillus amyloliquefaciens). В останні роки отримано дані про можливість використання в захисті рослин від хвороб також Bacillus mycoides F1 і Bacillus cereus Frankl. Ці дані становлять великий інтерес у зв’язку з перспективою використання бактеріальних агентів для одночасного знищення комах-­шкідників рослин і фітопатогенів.

Бактерії В. subtilis – найпродуктивніші представники роду Bacillus за синтезом антибіотиків (більше 70). Деякі з цих антибіотиків пригнічують ріст фітопатогенних мікроорганізмів, і на основі окремих штамів цієї бактерії виробляють біопрепарати Бактофіт, Фітоспорин, Фітоцид, Фітодоктор та ін.

Бактерія Serratia marcescens Bizio, відома раніше як збудник хвороб комах, має антагоністичні властивості до окремих фітопатогенів. Крім того, установлено антигрибну активність бактерій­-симбіонтів ентомопатоген­них нематод. Деякі ізоляти бактерії Xenorhabdus nematophilis з нематодою Steinernema carpocapsae і Xenorabdus bovienu зі S. feltiae цілком інгібували ріст і розвиток таких фітопатогенів, як Botrytis cinerea, Pythium colorathum, P. ultimum та ін.

На основі бактерії Bacillus subtilis розроблено такі бактеріальні біофунгіциди: ФітоХелп, МікоХелп, Спектрал, Фітодоктор (Спорофіт), Фітоцид, Флорабацилін, Серенада АСО, Бактофіт, Інтеграл ПРО.  Біонематоцид Кларіва 156 створено на основі бактерії Pasteuria nishizawae.

Препарат ФітоХелп на основі бактерій Bacillus subtilis та біологічно активних продуктів їх життєдіяльності (ферменти, вітаміни, фунгітоксини) активно захищає рослини від грибних та бактеріальних хвороб, проявляє антистресову дію до несприятливих погодних умов і негативного впливу пестицидів. Застосовують препарат способом передпосівної обробки насіння і обприскування рослин у період вегетації. Зернові і зернобобові культури: передпосівна обробка насіння – 0,5–1,5 л/т, обприскування рослин – 0,5–0,6 л/га; олійні культури: передпосівна обробка насіння – 3,0 л/т, обприскування рослин – 0,5–0,6 л/га; овочеві культури: передпосівна обробка насіння – 2,5 л/т, обприскування рослин – 0,25–0,5 л/га; картопля: обробка бульб перед садінням – 1,0 л/т, обприскування рослин – 0,5–1,0 л/га.

Біофунгіцид МікоХелп, що складається з суміші бактерій Bacillus subtilis, Azotodacter, Enterobacter, Enterococcus і грибів Trichoderma lignorum, Tr. viride та біологічн-о­активних продуктів їх життєдіяльності, ефективний проти кореневих та стеблових гнилей овочевих та інших культур, збудниками яких є гриби Rhizoctonia, Pythium, Verticillium, Sclerotinia, Fusarium та ін. Застосовують способом обприскування рослин проти цих хвороб з нормою витрати 0,1–0,5 кг/га та для прискорення розкладання рослинних решток і оздоровлення ґрунту – обприскування ґрунту зі стернею чи іншими рослинними рештками – 0,1–0,5 кг/га.

ГРИБНІ ФУНГІЦИДНІ ПРЕПАРАТИ

Препарати на основі грибів роду Trichoderma.  За рахунок високої біологічної активності гриби роду Trichoderma сприяють активному розкладанню органічних речовин у процесах амоніфікації та нітрифікації, збагачують ґрунт біологічно активними речовинами, а також підвищують стійкість рослин до захворювань. Гриби цього роду також синтезують стимулятори росту, антибіотичні речовини і літичні ферменти.

Найчастіше використовують препарати, які виробляють на основі грибів Tr. lignorum (viride), Tr. harzianum, Tr. koningii: Триходермін-­БЛ, Трихофіт, ТрихоПлант, Агромар, Різодерма, Сім Дерма тощо. Гриб Tr. lignorum пригнічує патогени, які передаються через ґрунт і рослинні рештки, розвиток яких пов’язаний з ґрунтом (Fusarium, Pythium, Phoma та ін.). Tr. harzianum пригнічує розвиток грибів із родів Ascochita, Sclerotinia, Botritis та ін.

Біофунгіциди на основі грибів родів Chaetomium, Fomes та інших.  У біологічному захисті рослин від хвороб використовують препарати на основі таких видів родів Chaetomium, Fomes: Хетомік, Престоп, Мікосан, Казумін 2Л, Ампеломіцин, Коніотірін, Сімтес, Нематофагін-­БЛ.

Біофунгіцид Хетомік розроблено на основі гриба­-антагоніста Chaetomium cochliodes, його застосовують для захисту від збудників кореневих хвороб, як­-от кореневі гнилі зернових і зернобобових культур; сіра та біла гнилі гороху, сої, соняшнику, овочевих культур; фузаріоз і фузаріозне в’янення гороху, сої, люпину, льону, багаторічних трав, овочевих культур; фузаріозна гниль і коренеїд цукрових буряків; звичайна і срібляста парша картоплі; ризоктоніоз картоплі та овочевих культур і поліпшення живлення рослин.

Біоагент препарату гриб­-антагоніст Chaetomium cochliodes активно колонізує кореневу систему й обме­жує розвиток фітопатогенних грибів-­збудників кореневих гнилей сільськогосподарських культур. Крім живої культури гриба, біофунгіцид містить фітогормональні речовини, які за характером дії на рослини належать до ауксинів, гіберелінів і брасиностероїдів, а також арахідонову кислоту, яка є біогенним еліситором, що індукує системну імунну відповідь рослин на дію патогенів і несприятливих екологічних чинників. Розвиваючись і накопичуючись у зоні кореневої системи, біоагент хетомік захищає кореневу систему від фітопатогенів з моменту проростання насіння і до кінця вегетації рослин. Препарат застосовують передусім для передпосівної обробки насіння, а також вегетуючих рослин або внесення в ґрунт разом з органічними речовинами (гноєм, соломою тощо).

Препарат Престоп на основі гриба Gliocladium catenulatum рекомендовано для боротьби з хворобами рослин: сіра гниль, фузаріоз та ризоктоніоз. Біофунгіцид дозволено для використання на полях органічного землеробства, на яких вирощують полуницю, малину та овочі. Спосіб застосування і норми витрти: обприскування овочевих (2,0–3,0 кг/га) і ягідних (6,0 кг/га) рослин проти комплексу грибних хвороб.

Біофунгіцид Мікосан, активною основою якого є лужний екстракт афілофорального гриба Fomes fomen­­tarius (Трутовик справжній), виготовляють двух препаративних форм: Мікосан Н та Мікосан В. Мікосан Н застосовують проти коренеїда та інших хвороб цукрових буряків, обробляючи насіння перед висіванням: 10 л/т та проти комплексу хвороб пшениці, ячменю, кукурудзи та гороху – з нормою витрати 7 л/т. Мікосан В рекомендують застосовувати проти парші, борошнистої роси та інших хвороб яблуні (обприскування дерев у період вегетації – 10–12 л/га).

Біофунгіцид Коніотірін на основі гриба­-гіперпаразита Ampelomyces quisqualis застосовують проти борошнистої роси огірка шляхом обприскування рослин суспензією пікноспор.

Препарат Сімтес, що є водорозчинним концентратом лужного екстракту плодових тіл афілофоральних грибів та соку борщівника Сосновського і ВАС, застосовують для передпосівної обробки насіння пшениці та ячменю проти кореневих гнилей і сажкових хвороб – 7 л/т, обприскування посівів цих культур проти сажкових хвороб – 12 л/га. Щоб підвищити імунітет цукрових буряків до хвороб, обробляють насіння (35 л/т) та обприскують посіви цієї культури (15 л/га).

Препарат Нарцис на основі хітозану – 50% (отримують із панцирів крабів), бурштинової кислоти – 30%, глютамінової кислоти – 20% при застосуванні проявляє рістстимулюючу, імуно­-моделюючу, адаптогенну, фунгіцидну і нематоцидну дію. Виробляють три форми препарату: Нарцис-­К (замочують насіння овочевих і декоративних культур для підвищення росторегуляції і стимуляції імунітету в 0,25% розчині протягом 10–12 год); Нарцис­-Н (обробляють кореневу систему рослин проти галових нематод і кореневих гнилей, поливаючи ґрунт 0,25% розчином з розрахунку 0,15–0,4 л на рослину); Нарцис­-В (обприскують рослини проти грибних хвороб 0,5% розчином).

АНТИБІОТИКИ У ЗАХИСТІ РОСЛИН

На сьогодні відомо понад 3800 мікробних метаболітів, що виявляють антибіотичні властивості, близько 35 тис. сполук отримано синтетичним шляхом у вигляді похідних і аналогів антибіотиків.

За останніх 50 років проведено широкі випробування антибіотиків для боротьби зі збудниками хвороб рослин. Виявлено, що антибіотики мають деякі переваги в боротьбі з фітопатогенними мікроорганізмами порівняно з багатьма фунгіцидами. Вони легко проникають в органи і тканини рослин, і їх дія меншою мірою залежить від несприятливих кліматичних умов; чинять антибактеріальну дію в тканинах рослин і порівняно повільно інактивуються; у дозах, рекомендованих до застосування, не впливають негативно на ріст і розвиток рослин і водночас вибірково діють на збудників їхніх хвороб – бактерії та гриби.

Антибіотики класифікують за їхнім біологічним походженням, механізмом дії на організми і хімічним складом. У сфері біологічного захисту рослин використовують здебільшого класифікації, що ґрунтуються на біологічному походженні антибіотиків.

Читати по темі: 5 передових методик застосування засобів захисту рослин

До першої групи відносять антибіотики, які продукують мікроорганізми з роду Eubacteiales, до другої – утворювані мікроорганізмами з роду Actinomycetales, до третьої – продуковані недосконалими грибами, до четвертої – базидіоміцетами та аскоміцетами, до п’ятої – лишайниками, водоростями і нижчими рослинами, до шостої групи включено антибіотики тваринного походження.

У захисті рослин застосовують переважно антибіотики 2-­ї, 3-­ї і 6-­ї груп, на основі яких синтезують препарати, що пригнічують розвиток збудників різноманітних хвороб сільськогосподарських культур, а також гербіциди, інсектициди або стимулятори росту рослин. Перевага антибіотиків як продуцентів живих організмів полягає в тому, що вони діють високоселективно і не забруднюють довкілля, оскільки швидко розпадаються на прості сполуки. У зв’язку з існуванням проблеми виникнення резистентних форм мікроорганізмів у рослинництві використовують здебільшого такі антибіотики, які не застосовують у медичній практиці.

Основним недоліком антибіотиків є розвиток стійкості до них у патогенів. Відзначають розвиток резистентності до антибіотиків, що виникає не тільки при вирощуванні патогенів на штучних живильних середовищах, а й в організмі рослин. Здатність збудників захворювань рослин до швидкої адаптації до антибіотиків знижує ефективність препаратів. З цієї причини небажано застосовувати антибіотики, які використовували для медичних цілей, проти збудників хвороб рослин.

За кордоном для боротьби зі збудниками хвороб рослин виготовляють препарати, що становлять собою і відомі медичні антибіотики, і суміші різних антибіотичних речовин з фунгіцидами під різними фірмовими назвами. До таких препаратів відносять: агристеп (37% сульфат стрептоміцину), фітоміцин (20% нітрат стрептоміцину), алриміцин-­100 (сульфанат стрептоміцину з тераміцином), фітостреп (15% суміш стрептоміцину з окситет­-рацикліном у співвідношенні 10:1).

В Україні, як було зазначено, застосування антибіотиків, які використовують у медичних цілях, для захисту рослин не рекомендовано. Тому вивчають дію препаратів, з певних причин відбракованих для медичного застосування чи спеціально відібраних проти збудників хвороб рослин. Пройшли виробничі випробування і дозволені для застосування для захисту рослин препарати на основі антибіотика трихотецин – проти борошнистої роси огірка в закритому ґрунті та фітобактеріоміцин – для передпосівної обробки насіння квасолі і сої проти бактеріозів та на інших культурах проти кореневих гнилей тощо.

В Україні дозволено до широкого застосування в біологічному методі захисту рослин два антибіотики: трихоцетин і фітобактеріоміцин. Наразі триває пошук антибіотиків немедичного призначення для застосування в захисті рослин.

Трихоцетин отримують промисловим способом в результаті глибинного вирощування гриба Trichothecium roseum. Антибіотик Трихотецин застосовують в основному проти борошнистої роси огірка в закритому ґрунті (2 кг/га), а також проти парші та плодової гнилі яблуні (0,1–0,15 кг/га).

Фітобактеріоміцин (ФБМ) є антибіотиком, що належить до стрептотрицинового ряду і продукується ґрунтовими актиноміцетами бактеріями Streptomyces griseus або Streptomyces lavendulae, штам 696. Рекомендовано до застосування шляхом передпосівного обпудрювання насіння квасолі, сої та пшениці проти кореневих гнилей і обробки кореневої системи розсади капусти проти бактеріозів.

Антибіотик Фітолавін на основі фітобактеріоміцину рекомендовано до застосування на капусті – проти бактеріозів і чорної ніжки. Обробляють кореневу систему розсади перед висаджуванням у ґрунт в 0,2% розчині та обприскують рослини в період вегетації з нормою витрати 1,2–1,6 л/га.

Препарат Казумін 2Л, який є антибіотиком (продуктом ферментації бактерії Streptomyces kasugaensis), помилково відносять в каталогах і на сайтах до грибів. Можливо, це повязано з тим, що Streptomyces kasugaensis належить до Актиноміцетів (Actinomycetales – променисті грибки), яка є великою таксономічною групою грам-позитивних мікроорганізмів, здатних до створення розгалужених ниток, що нагадують грибний міцелій. У сучасній мікробіології актиноміцети мають назву актинобактерії (Actinobacteria). Вони займають проміжне місце між грибами та бактеріями. Рекомендовано до застосування способом обприскування: на яблуні проти бактеріального опіку – 3,0–4,0 л/га, на помідорах проти комплексу бактеріальних хвороб – 1,5 л/га, на капусті проти бактеріозів – 3,0 л/га, на рисі проти пірикуляріозу і бактеріозів 1,0–1,5 л/га.

Біологічний бактерицид і фітоплазмоцид системної дії Фітоплазмін на основі комплексу макролідних антибіотиків (Тилозин A, B, C, D), які вироблені ґрунтовим актиноміцетом Streptomyces fradiae, використовується для захисту сільськогосподарських рослин від бактеріозів і фітоплазмозів. Єдиний зареєстрований препарат в Україні для захисту помідорів від столбура і бактеріальної вершинної гнилі, знижує рівень розвитку кореневих гнилей. Має властивості стимулятора росту. Високоефективний проти різних форм бактеріозів. Має тривалий період захисної дії (не менше ніж 3–4 тижні), високу швидкість дії (12–24 год), короткий термін очікування (одна доба). Безпечний для людей і тварин. Не токсичний для ентомофагів і комах-­запилювачів. Препарат не фітотоксичний у рекомендованих виробником нормах витрати. Рекомендовано до використання на помідорах у відкритому і закритому ґрунті проти бактеріальних хвороб способом поливу рослин з нормою витрати 6,0–12,0 л/га та обприскування – 3,0–4,0 л/га.

Сергій Хаблак, агроном, д-р біол. наук, Інститут харчової біотехнології та геноміки

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2025