Екстракт хмелю (Humulus lupulus) як фунгіцид проти Plasmopara viticola - PDF скачати безкоштовно

Люсія Шрайнер Номер випуску: 0941576 BOKU Відень 2012 Екстракт хмелю (Humulus lupulus) як фунгіцид проти Plasmopara viticola Магістерська робота Університету природних ресурсів і наук про життя Люсії Шрайнер Віденського відділу прикладних рослинницьких наук Головний науковий керівник: проф. Астрід Форнек Заступник: д-р. Ульріке Ангальт У співпраці з Weinbauinstitut Freiburg Головний керівник: Dr. Ганс-Хайнц Кассемайер Представництво: Dr. Карстен Шмідт

екстракт

Я присвячую цю роботу своїм батькам, які зробили можливим моє навчання. Подяка: Я хотів би подякувати наступним людям за їхню доброзичливу та безкорисливу допомогу у створенні цієї роботи: Федору Лешу з Фрайбурзького інституту вина за багато цінних пропозицій з практики виноградарства, Сільвії Герцог, Соллеман Міллер та Герді Віллерс за допомогу в проведенні опитування, а також з усіма учасниками заводу, Dr. Карлу Модеру за статистичні поради, моїй матері за нестримну корекцію орфографії та Шевону Принсу за виправлення реферату. 2

Зміст 1. Вступ. 11 2. Огляд літератури. 13 2.1. Біологія збудника Plasmopara viticola. 13 2.1.1. Історія та значення. 13 2.1.2. Таксономія. 13 2.1.3. Пошкодження. 14 2.1.4. Первинний цикл інфекції. 15 2.1.5. Другий цикл зараження. 16 2.1.6. Механізми стійкості виноградної лози проти Plasmopara viticola. 18 2.2. Захист виноградної лози міддю - відкриття стає проблемою. 22 2.2.1. Властивості міді. 22 2.2.2. Мідь як фунгіцид. 23 2.2.3. Ризики використання міді. 24 2.2.4. Використання міді як виклик в органічному виноградарстві. 31 2.3. Тривалий пошук альтернатив. 32 2.3.1. Відновлення міді. 32 2.3.2. Замінник міді. 36 2.3.3. Подальші можливі рішення проблеми міді. 41 2.4. Хміль як засіб захисту рослин. 42 2.4.1. Історія та значення. 42 2.4.2. Інгредієнти хмелю та екстракту хмелю. 44 2.4.3. Попереднє використання екстракту хмелю як засобу захисту рослин. 45 3. Матеріал і методи. 47 3.1. Матеріали. 47 3.1.1. Хімікалії. 47 3

3.1.2. Інструменти та обладнання для обстеження. 48 3.1.3. Інструменти та пристосування для змішування хімічних речовин. 49 3.1.4. Допоміжні засоби та обладнання для мікроскопічних експериментів. 49 3.1.5. Допоміжні засоби та пристосування для листового диска та експериментів з листям. 49 3.1.6. Інструменти та обладнання для експериментів на цілій рослині. 51 3.1.7. Інструменти та пристрої для оцінки. 51 3.2. Методи. 51 3.2.1. Дослідження. 51 3.2.2. Мікроскопічні експерименти. 53 3.2.3. Листовий диск і експерименти з листям. 55 3.2.4. Вся рослина експериментує. 59 3.2.5. Статистична оцінка. 59 4. Результати. 61 4.1. Огляд використання міді у виноградарстві. 61 4.2. Мікроскопічні експерименти щодо ефективності екстракту хмелю. 67 4.3. Досліди на рослинному матеріалі. 79 4.3.1. Ефект екстракту хмелю на листових дисках. 79 4.3.2. Лікувальна дія екстракту хмелю. 84 4.3.3. Трансламінарний ефект екстракту хмелю. 86 4.3.4. Дослідження впливу екстракту хмелю на цілі рослини. 88 4.3.4.1. Якщо інфікований, через 0 днів після лікування. 88 4.3.4.2. У разі зараження - через добу після лікування. 92 4.3.5. Системний ефект екстракту хмелю. 97 4.3.5.1. У разі зараження - нульові дні після лікування. 97 4.3.5.2. У разі зараження - через добу після лікування. 100 5. Обговорення. 104 4

6. Висновок. 117 7. Анотація. 120 8. Короткий зміст. 121 9. Бібліографія. 123 10. Додаток. 146 Список таблиць Таблиця 1: Огляд деяких важливих агентів, що досліджувались до цього часу. 38 Таблиця 2: Кодування поведінки спор. 54 Таблиця 3: Результати опитування про проблеми з P. viticola, препарат міді. 64 Частота використання, кількість чистої міді в г/га та пошкодження міді, N = 30. 64 Таблиця 4: Час використання міді, N = 30. 66 Таблиця 5: Розташування проблем з міддю на відповідних фермах, N = 30. 67 Таблиця 6: Ефект екстракту хмелю після п’яти Хвилини. 68 Таблиця 7: Ефект екстракту хмелю через десять хвилин. 69 Таблиця 8: Мідний ефект через дві хвилини. 71 Таблиця 9: Дія міді через п’ять хвилин. 72 Таблиця 10: Ефект міді через десять хвилин. 73 Таблиця 11: Вплив 1 мг міді при різних температурах. 76 Таблиця 12: Вплив 0,1 мг міді при різних температурах. 77 Таблиця 13: Вплив екстракту хмелю на листові диски. 79 Таблиця 14: Вплив міді на листові диски. 81 Таблиця 15: Лікувальна дія екстракту хмелю. 85 Таблиця 16: Транслямінарна дія екстракту хмелю. 87 Таблиця 17: Інтенсивність зараження цілих рослин, оброблених екстрактом хмелю через нуль днів. Час впливу розпилювача 90. 90 5

Таблиця 18: Частота зараження цілих рослин, оброблених екстрактом хмелю через нуль днів. 91 Час ін’єкції. 91 Таблиця 19: Інтенсивність зараження цілих рослин, оброблених екстрактом хмелю через одну добу. 94 Час ін’єкції. 94 Таблиця 20: Частота зараження цілих рослин, оброблених екстрактом хмелю, через одну добу. 96 Час ін’єкції. 96 Таблиця 21: Системні ефекти екстракту хмелю через нуль днів. 98 Час ін’єкції, рівень інвазії. 98 Таблиця 22: Системні ефекти екстракту хмелю через нуль днів. 99 Час нанесення спрею, частота зараження. 99 Таблиця 23: Системні ефекти екстракту хмелю через одну добу. 101 Час ін’єкції, рівень інвазії. 101 Таблиця 24: Системні ефекти екстракту хмелю через одну добу. 103 Час ін’єкції, частота зараження. 103 Список малюнків Рис. 1: Масляні плями (джерело: http://blog.weinbau24.de/wp- content/uploads/oelflecken.jpg) . 14 Рис. 2: Цикл зараження (джерело: Рис. 2: Цикл зараження: http://www.rz.unikarlsruhe.de/

db50/forschung_vitis/lifecycle-files/zyklus.jpg). 18 Рис. 3: Фітотоксичність екстракту хмелю. 44 Рис. 4: Автоматизований розпилювальний пристрій. 50 Рис. 5: Експерименти на листових дисках. 57 Рис. 6: Випробування цілого листя. 58 Рис. 7: Проблеми з Plasmopara viticola, кодовані від 0 (відсутні) до 4 (дуже великі). 61 Рис. 8: Середня кількість чистої міді, що використовується в г/га. 62 Рис. 9: Середня частота використання міді на рік. 62 6

Рис. 13: Вплив екстракту хмелю. 108 п’ять хвилин, кодовані від 0 (немає. 108 ефект) до 5 (сплески спор). 108 Рис. 14: Вплив екстракту хмелю після. 108 десять хвилин, кодовані від 0. 108 (без ефекту) до 5 (спори. 108 сплесків). 108 Рис. 41: Комплекси екстракту мідно-хмелевого 1. 114 Рис. 42: Комплекси екстракту мідно-хмельового 9

мл Мілілітр WH Повторити 10

Одним агентом проти Plasmopara viticola, який ще не досліджений, є екстракт хмелю. Хоча хміль сьогодні в основному використовується на пивоварнях, його частіше використовували як пряність та ліки в давні та середньовічні часи. Фітотерапія відкриває цю рослину за кілька років. Фитомедицина наслідувала цей приклад, і деякі фунгіцидні та інсектицидні ефекти екстракту хмелю вже були продемонстровані. Традиційно намагаючись замінити мідь у виноградарстві, у цій роботі розглядаються такі питання: Чи підходить екстракт хмелю для боротьби з Plasmopara viticola? Чи справді використання міді все ще відіграє важливу роль у виноградарстві? Чи було доведено, що мідь шкідлива? Якщо так, чи екстракт хмелю замінює добавки міді? 12-й

Сімейство: Крім того, Plasmopara viticola належить до сімейства облігатних паразитів Peronosporaceae, які розвивають свої спорангії на носіях спорангій і поширюють їх вітром (AGRIOS, 1997, KORTEKAMP, 2001). Рід: Plasmopara viticola належить до роду Plasmopara. Він включає 20 видів спеціалізованих рослинних паразитів. Вид: Повна назва виду - Plasmopara viticola (Berk. & Curt. Ex de Bary) Berl. & de Toni., або борошниста роса виноградної лози (AGRIOS, 1997). Він обов’язково біотрофний, що означає, що розведення на штучному живильному середовищі неможливе (KORTEKAMP, 2001). 2.1.3. Пошкодження Пошкодження спочатку складаються з круглих, 2-3 см великих, освітлених жовто-зелених плям на верхній стороні листа, масляних плям. Пізніше на нижній стороні листка з’являється біла грибкова галявина з деревоподібних носіїв спорангій. У міру прогресування хвороби вогнища інвазії стають некротизованими зсередини; якщо інвазія важка, весь лист в’яне і падає на землю (SNOEK, 1986). Рис. 1: Масляні плями (джерело: http://blog.weinbau24.de/wpcontent/uploads/oelflecken.jpg) 14

Рис. 2: Цикл зараження (Джерело: Рис. 2: Цикл зараження: http://www.rz.unikarlsruhe.de/

db50/forschung_vitis/lifecycle-files/zyklus.jpg) 2.1.6. Механізми стійкості виноградної лози до Plasmopara viticola Хоча європейська лоза Vitis vinifera дуже сприйнятлива до Plasmopara viticola, існує безліч стійких американських видів Vitis (PERTOT ET AL., 2003 b). Дикий виноград також явно більш стійкий, ніж культивовані сорти. Чим ближче культивований виноград генетично до дикого винограду, тим він стійкіший (REUTHER, 1961). Рослини, що не є господарями, наприклад, садовий салат (Lactuca sativa), можуть перешкоджати проникненню Plasmopara viticola в клітину. Навпаки, стійкі виноградні лози реагують лише на утворення гаусторії (DÍEZ-NAVAJAS ET AL., 2008). Наприклад, на накопичення зооспор на продихах не впливає (DENZER, 1999). Гаусторія здається 18

Висновок, що замінник міді сам по собі буде недостатнім для гарантування постійної ефективності (WILBOIS ET AL., 2009). Таблиця 1: Огляд деяких важливих агентів, які досліджувались дотепер Агент Ефективність Джерело Рослинні екстракти Елот-Віс (екстракти конопель (конопель), черемхи (Prunus padus) та чорнобривців (Calendula officinalis)) Немає суттєвого ефекту або змінюється MOHNS, 2000, DAGOSTIN ET ., 2008; 2011 Мілсана (екстракт сахалінського споришу (Reynoutria sachalinensis)) Не суттєво впливає MOHNS, 2000 Тельміон (олія ріпакової (Brassica napus)). Немає значного ефекту MOHNS, листя плюща 2000 (Hedera helix) кора крушини (Frangula alnus) кора верби (Salix spp.) Коріння первоцвіту (Primula veris) коріння ревеню (Rheum rhabarbarum). Значне, але занадто мало для практики Значне, але занадто мало для практики Значне, але занадто мало для практики Значне, але занадто мало для практики Значне, але занадто мало для практики KAST, 2003 KAST, 2003 KAST, 2003 KAST, 2003 KAST, 2003 Блакитні водорості (Laminaria digitata) Цілюща, низька AZIZ ET AL., 2003 Олія апельсина (Citrus aurantium L.) Нестійка LA TORRE ET AL., 2007 38

Верба (Salix spp.) Екстракт коливається ДАГОСТИН ЕТ АЛ., 2008; 2011 Екстракт черемухи (Prunus padus) Екстракт чорнобривців (Callendula officinalis) Шавлія (Salvia officinalis) Коливається Коливається Значно, але занадто низько для практичного використання DAGOSTIN ET AL., 2008 DAGOSTIN ET AL., 2008 DAGOSTIN ET AL., 2011 Масло чебрецю (Thymus vulfara) HARM, 2005 Кунжутна олія (Sesamum indicum) Незадовільно HARM, 2005 Кукурудза (Zea mays) Олія незадовільна HARM, 2005 Екстракт Робінії (Gliricidia sepium) Незадовільно HARM, 2005 Мінерали та солі Калієвий водяний скло (кремній) Немає значного впливу MOHNS, 2000 MYCO -SIN (силікат алюмінію/кислотний оксид алюмінію) Гній борошнистої роси Штайнгауера (гідрокарбонат натрію) Низький ефект MOHNS, 2000 Немає значного ефекту MOHNS, 2000; HOFMANN, 2003 Фосфорна кислота (H 3 PO 3) Флуктуючі WICKS ET AL., 1991 Флуктуючі кальцію LA TORRE ET AL., 2007; DAGOSTIN ET AL., 2011 Магній коливається LA TORRE ET AL., 2007 39

Коливання заліза LA TORRE ET AL., 2007 р. Коливання калію LA TORRE ET AL., 2007 р. Коливання цинку LA TORRE ET AL., 2007 р. Коливання марганцю LA TORRE ET AL., 2007 р. Коливання LA TORRE ET AL., 2007 Азот, коливання LA TORRE ET., 2007 ET AL., 2007 р. Коливання органічного вапна LA TORRE ET AL., 2007 р. Коливання алюмінію-позетилу HÄSELI ET AL., 2006 р. Органічні речовини FZB 24 (Bacillus subtilis) відсутність суттєвого впливу MOHNS, 2000 хитозан суперечливий AZIZ ET AL., 2006 β-аміномасляний кислота Флуктуючі КОГЕН, 2002 Сафонін Флуктуючі DAGOSTIN ET AL., 2008 Clonotri (засіб на основі мікроорганізмів) Trichodex (засіб на основі мікроорганізмів) Флуктуюче коливання DAGOSTIN ET AL., 2008 DAGOSTIN ET AL., 2008 40

3. Матеріал та методи 3.1. Матеріали 3.1.1. Хімічні екстракти хмелю: Усі експерименти щодо ефективності екстракту хмелю проводились з 40% екстрактом хмелю RV0407-51 від DSM Nutritions. Мідь: Гідрат сульфату мідного (II) Merck використовували для мікроскопічних експериментів та експериментів з листовими дисками. Швидка та повна розчинність 5-гідратів мідного (II) сульфату (SCHRÖTER, 2001) дозволяє діючій речовині розподілятись рівномірно по зразках. Для експериментів з листяним диском, листям та цілими рослинами використовували такі спреї: Melody Combi: Активна речовина: Іпровалікарб 90г/кг та Фолпет 563г/кг. Основне зусилля: 0,6 кг/га Ефект: лікувальний. Фольпан: Діюча речовина: Фолпет 800г/кг. Основне зусилля: 0,4 кг/га Ефективність: захисна. Пергадо: Діюча речовина: Фолпет 400г/кг, Мандіпропамід 50г/кг Основне зусилля: 0,8кг/га Спосіб дії: захисний, трансламінарний. Агар Агар: Агар Агар Кобе I, порошок, від Roth. Міцність гелю становила 1,5 (1000 г/см²) 47

3.1.2. Допоміжні засоби та обладнання для опитування Анкета німецькою або англійською та африкаансами (див. Додаток). 1) Як би ви оцінили свої проблеми з Plasmopara viticola (пероноспорозом): 2) Чи використовуєте ви препарати міді проти Plasmopara viticola? Так Дуже великі Великі Середні Незначні Немає проблем Ні 2. а) Якщо так, як часто Ви використовуєте мідні препарати в середньому за рік? 2b) На якій стадії ви зазвичай використовуєте мідь? 2 в). Які препарати ви використовуєте? Розвинене цвітіння Цвітіння, поки виноград не закриється М’якість ягід (остаточне обприскування) Тільки після попередження 2 г) Скільки ви використовуєте ці препарати? 3) Чи є у вас проблеми із використанням міді (наприклад, висока концентрація міді в грунті)? 3a) Якщо так, то як би ви класифікували ці проблеми: Так Дуже великі Ні Великі Середні Незначні Немає проблем 3b) Які конкретні проблеми? Вино ґрунтових вод 48

DAVIDSON, 2008), зібране листя було віком близько одного-двох тижнів. Для тестування листя збирали листя мінімальним розміром 40 × 40 мм. Корковий свердло: Пінцет діаметром 14 мм: Wironit 5869. Пластикові чаші: Для листових дисків: квадратне блюдо Петрі від Greiner Bio-One, 120x 120x 17 мм. Для цілого листя: Блюдо Петрі квадратне від Thermo Scientific, розмір 245x 245x 25 мм. Папір Pehazell Хартмана. Обприскувач: автоматичний обприскувач від Schachtner. Швидкість вприскування 2,5 км/год, тиск вприскування 3 бар. Рис. 4: Автоматизований розпилювальний пристрій Форсунка: плоскоструменева насадка Teejet 8001 ESV від Шахтнера. Зооспори: Plasmopara viticola- штам Інституту виноградарства Фрайбург 50

Ви класифікуєте ці проблеми?). Отже, негативна відповідь на запитання 3 була зазначена в 3а як відсутність проблем. Можливі відповіді на 3a були закодовані таким чином: 4 3 2 1 0 Дуже великі Великі Середні Незначні Без проблем Питання 3b (Які конкретні проблеми?) Дано такий ключ: 3 2 1 2рунтові води Вино Кодовані відповіді були в таблицях видалено та статистично оцінено. 3.2.2. Мікроскопічні експерименти Для мікроскопічних експериментів зооспори Plasmopara viticola із племені Фрайбурзького інституту виноградарства вирощувались на горшкових рослинах у кліматичній камері. Спорангії змивали з зараженого листя за допомогою піпетки Пастера та аква дестилати. Потім цей розчин повинен був дозрівати від 20 хвилин до години, щоб зооспори могли вилупитися. Потім до суспензії додавали розчин міді, так що фактичний вміст чистої міді в кінцевому розчині на предметному склі становив 0,08 мг/л, 0,07 мг/л, 0,06 мг/л, 0,05 мг/л, 0,04 мг/л, 0,03 мг/л, 0,02 мг/л та 0,01 мг/л. Нарешті, вплив міді можна було спостерігати під мікроскопом. Загибель зооспор поділяли на такі стадії: 53

Таблиця 2: Кодування поведінки спор Код поведінки Кодекс Зображення Пояснення Зооспори плавають без змін: 0 Зооспори, які не зазнають впливу, мають переважно мигдалеподібну форму і обертаються навколо своєї поздовжньої осі. Таким чином, вони швидко і цілеспрямовано пробиваються через рішення, тоді як перешкоди швидко долаються. Зооспора плаває злегка нерегулярно: Зооспора плаває нерегулярно: Зооспори енцисти: 1 z. Б. повільніше або менш цілеспрямовано. 2 обертається, наприклад Б. навколо власної поперечної осі, не досягаючи руху вперед. 3 Вона скидає свій джгутик і лежить там.