Екстракт от хмел (Humulus lupulus) като фунгицид срещу Plasmopara viticola - PDF безплатно изтегляне
Lucia Schreiner Matriculation number: 0941576 BOKU Vienna 2012 Екстракт от хмел (Humulus lupulus) като фунгицид срещу Plasmopara viticola Магистърска теза от Lucia Schreiner University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna Department of Applied Plant Sciences Главен ръководител: проф. Астрид Форнек Заместник: д-р Ulrike Anhalt В сътрудничество с Weinbauinstitut Freiburg Главен ръководител: Dr. Ханс-Хайнц Касемайер Представителство: Dr. Карстен Шмит
Посвещавам тази работа на моите родители, които направиха възможно обучението ми. Благодарности: Бих искал да благодаря на следните хора за тяхната приятелска и безкористна помощ при създаването на тази работа: Fedor Lösch от Института за вино във Фрайбург за много ценни предложения от лозарската практика, Silvia Herzog, Solleman Miller и Gerda Willers за помощта при провеждането на проучването, както и с всички участващи мениджъри на заводи, Dr. Карл Модер за статистически съвети, майка ми за невъзмутима корекция на правописа и Шевон Принс за коригиране на резюмето. 2
Съдържание 1. Въведение. 11 2. Преглед на литературата. 13 2.1. Биология на патогена Plasmopara viticola. 13 2.1.1. История и значение. 13 2.1.2. Таксономия. 13 2.1.3. Изображение на щети. 14 2.1.4. Първичен цикъл на инфекция. 15 2.1.5. Втори цикъл на инфекция. 2.1.6. Механизми на устойчивост на лозата срещу Plasmopara viticola. 18 2.2. Защита на лозата с мед - откритието се превръща в предизвикателство. 22 2.2.1. Свойства на медта. 22 2.2.2. Медта като фунгицид. 23 2.2.3. Рискове от използването на мед. 24 2.2.4. Използването на мед като предизвикателство в биологичното лозарство. 31 2.3. Дългото търсене на алтернативи. 32 2.3.1. Намаляване на медта. 32 2.3.2. Меден заместител. 36 2.3.3. Допълнителни възможни решения на проблема с медта. 41 2.4. Хмелът като средство за растителна защита. 42 2.4.1. История и значение. 42 2.4.2. Съставки на хмел и екстракт от хмел. 44 2.4.3. Предишно използване на екстракта от хмел като средство за растителна защита. 45 3. Материал и методи. 47 3.1. Материали. 47 3.1.1. Химикали. 47 3
3.1.2. Инструменти и оборудване за проучването. 48 3.1.3. Инструменти и устройства за смесване на химикали. 49 3.1.4. Помощни средства и оборудване за микроскопични експерименти. 49 3.1.5. Помощни средства и устройства за дискове с листа и експерименти с листа. 49 3.1.6. Инструменти и устройства за експерименти с цели растения. 51 3.1.7. Инструменти и устройства за оценка. 51 3.2. Методи. 51 3.2.1. Проучването. 51 3.2.2. Микроскопичните експерименти. 53 3.2.3. Листният диск и експериментите с листа. 55 3.2.4. Цялото растение експериментира. 59 3.2.5. Статистическата оценка. 59 4. Резултати. 61 4.1. Проучване за използването на мед в лозарството. 61 4.2. Микроскопски експерименти върху ефективността на екстракта от хмел. 67 4.3. Експерименти върху растителен материал. 79 4.3.1. Ефект от екстракт от хмел върху листни дискове. 79 4.3.2. Лечебен ефект на екстракта от хмел. 84 4.3.3. Трансламинарен ефект на екстракта от хмел. 86 4.3.4. Изследване на ефекта от екстракта от хмел върху цели растения. 88 4.3.4.1. Ако е заразен, 0 дни след лечението. 88 4.3.4.2. В случай на инфекция, един ден след лечението. 92 4.3.5. Системно действие на екстракта от хмел. 97 4.3.5.1. В случай на инфекция, нула дни след лечението. 97 4.3.5.2. В случай на инфекция, един ден след лечението. 100 5. Дискусия. 104 4
6. Заключение. 117 7. Резюме. 120 8. Резюме. 121 9. Библиография. 123 10. Приложение. 146 Списък на таблици Таблица 1: Преглед на някои важни агенти, разгледани до момента. 38 Таблица 2: Кодиране на поведението на спорите. 54 Таблица 3: Резултати от изследване за проблеми с P. viticola, меден препарат. 64 Честота на употреба, количество чиста мед в g/ha и увреждане на медта, N = 30. 64 Таблица 4: Време на използване на медта, N = 30. 66 Таблица 5: Местоположение на проблемите с медта в съответните ферми, N = 30. 67 Таблица 6: Ефект от екстракта от хмел след пет Минути. 68 Таблица 7: Ефект от екстракт от хмел след десет минути. 69 Таблица 8: Меден ефект след две минути. 71 Таблица 9: Медно действие след пет минути. 72 Таблица 10: Меден ефект след десет минути. 73 Таблица 11: Ефект от 1 mg мед при различни температури. 76 Таблица 12: Ефект от 0,1 mg мед при различни температури. 77 Таблица 13: Влияние на екстракта от хмел върху листни дискове. 79 Таблица 14: Ефект на медта върху листни дискове. 81 Таблица 15: Лечебен ефект на екстракта от хмел. 85 Таблица 16: Трансламинарен ефект на екстракта от хмел. 87 Таблица 17: Интензивност на заразяване на цели растения, третирани с екстракт от хмел след нула дни. Време на излагане на 90 спрей агент. 90 5
Таблица 18: Честота на заразяване на цели растения, третирани с екстракт от хмел след нула дни. 91 Време за инжектиране. 91 Таблица 19: Интензивност на заразяване на цели растения, третирани с екстракт от хмел след един ден. 94 Време за инжектиране. 94 Таблица 20: Честота на заразяване на цели растения, третирани с екстракт от хмел след един ден. 96 Време за инжектиране. 96 Таблица 21: Системни ефекти на екстракта от хмел след нула дни. 98 Време за инжектиране, ниво на заразяване. 98 Таблица 22: Системни ефекти на екстракта от хмел след нула дни. 99 Време за нанасяне на спрей, честота на заразяване. 99 Таблица 23: Системни ефекти на екстракта от хмел след един ден. 101 Време за инжектиране, ниво на заразяване. 101 Таблица 24: Системни ефекти на екстракта от хмел след един ден. 103 Време за инжектиране, честота на заразяване. 103 Списък на фигурите Фиг. 1: Маслени петна (източник: http://blog.weinbau24.de/wp- content/uploads/oelflecken.jpg) . 14 Фиг. 2: Инфекциозен цикъл (източник: Фиг. 2: Инфекциозен цикъл: http://www.rz.unikarlsruhe.de/
db50/forschung_vitis/жизнен цикъл-файлове/zyklus.jpg). 18 Фиг. 3: Фитотоксичност на екстракта от хмел. 44 Фиг. 4: Автоматизирано пръскащо устройство. 50 Фиг. 5: Експерименти с дискове с листа. 57 Фиг. 6: Тестове на цели листа. 58 Фиг. 7: Проблеми с Plasmopara viticola, кодирани от 0 (няма) до 4 (много големи). 61 Фиг. 8: Средно количество чиста мед, използвана в g/ha. 62 Фиг. 9: Средна честота на използване на мед за година. 62 6
Фиг. 13: Ефект от екстракта от хмел. 108 пет минути, кодирани от 0 (няма. 108 ефект) до 5 (избухване на спори). 108 Фиг. 14: Ефект от екстракта от хмел след. 108 десет минути, кодирани от 0. 108 (без ефект) до 5 (спори. 108 изблици). 108 Фиг. 41: Комплекси за екстракт от мед-хмел 1. 114 Фиг. 42: Комплекси за екстракт от мед-хмел 2. 114 Списък на съкращенията Прибл. cm Cu Fg ha Ho. Ed. kg Km/h l mg Circa сантиметри Мед Степен на свобода Хектари екстракт от хмел Издател Килограми Часови километри литри Милиграми µg Мукрограми 9
ml WH милилитър Повторете 10
Един агент срещу Plasmopara viticola, който все още не е изследван, е екстрактът от хмел. Докато хмелът се използва главно в пивоварните днес, той е използван по-скоро като подправка и лекарство в древни и средновековни времена. Фитотерапията преоткрива това растение от няколко години. Фитомедицината вече последва примера и някои фунгицидни и инсектицидни ефекти на екстракта от хмел вече са демонстрирани. В традицията на усилията за замяна на медта в лозарството, настоящата работа се занимава със следните въпроси: Подходящ ли е екстрактът от хмел за борба с Plasmopara viticola? Наистина ли все още употребата на мед играе основна роля във лозарството? Доказано ли е, че медта е вредна? Ако да, екстрактът от хмел замества ли медни добавки? 12
Семейство: В допълнение, Plasmopara viticola принадлежи към семейството на облигатните паразити Peronosporaceae, които развиват своите спорангии върху носители на спорангии и се разпространяват от вятъра (AGRIOS, 1997, KORTEKAMP, 2001). Род: Plasmopara viticola принадлежи към рода Plasmopara. Включва 20 вида специализирани растителни паразити. Видове: Пълното име на вида е Plasmopara viticola (Berk. & Curt. Ex de Bary) Berl. & de Toni., или гъста мана по лозовата лоза (AGRIOS, 1997). Той е задължително биотрофен, което означава, че размножаването на изкуствена хранителна среда не е възможно (KORTEKAMP, 2001). 2.1.3. Щети Първоначално щетите се състоят от кръгли, големи 2-3 см, изсветлени жълто-зелени петна от горната страна на листа, маслените петна. По-късно от долната страна на листа се появява бяла гъбична тревна площ от дървовидни носители на спорангии. С напредването на болестта огнищата на заразяване стават некротични отвътре; ако заразата е тежка, целият лист изсъхва и пада на земята (SNOEK, 1986). Фиг. 1: Маслени петна (източник: http://blog.weinbau24.de/wpcontent/uploads/oelflecken.jpg) 14
Фиг. 2: Инфекциозен цикъл (Източник: Фиг. 2: Инфекциозен цикъл: http://www.rz.unikarlsruhe.de/
db50/forschung_vitis/жизнен цикъл-файлове/zyklus.jpg) 2.1.6. Механизми на устойчивост на лозата към Plasmopara viticola Докато европейската лоза Vitis vinifera е силно податлива на Plasmopara viticola, има много резистентни американски видове Vitis (PERTOT ET AL., 2003 b). Дивото грозде също е очевидно по-устойчиво от култивираните сортове. Колкото по-близо е култивираното грозде генетично до дивото грозде, толкова по-устойчиво е то (REUTHER, 1961). Неприемащите растения, например градинска маруля (Lactuca sativa), могат да попречат на Plasmopara viticola да навлезе в клетката. Устойчивите лози, от друга страна, реагират само на образуването на хаустория (DÍEZ-NAVAJAS ET AL., 2008). Например натрупването на зооспори върху устиците не се влияе (DENZER, 1999). Хаустория изглежда 18
Заключението, че заместителят на мед сам по себе си не би бил достатъчен, за да гарантира постоянна ефективност (WILBOIS ET AL., 2009). Таблица 1: Общ преглед на някои важни агенти, които са изследвани досега Агент Ефикасност Източник Растителни екстракти Elot-Vis (екстракти от коноп (канабис), птичи череши (Prunus padus) и невен (Calendula officinalis)) Няма значителен ефект или колебания MOHNS, 2000, DAGOSTIN ET AL ., 2008; 2011 Milsana (Sakhalin knotweed (Reynoutria sachalinensis) екстракт) Няма значителен ефект MOHNS, 2000 Telmion (рапично масло (Brassica napus) масло). Няма значителен ефект MOHNS, 2000 листа от бръшлян (Hedera helix) кора от зърнастец (Frangula alnus) кора от върба (Salix spp.) Корени от иглика (Primula veris) корени от ревен (Rheum rhabarbarum). Значително, но твърде малко за практика Значително, но твърде малко за практика Значително, но твърде малко за практика Значително, но твърде малко за практика Значително, но твърде малко за практика KAST, 2003 KAST, 2003 KAST, 2003 KAST, 2003 KAST, 2003 Сини водорасли (Laminaria digitata) Лечебно, ниско AZIZ ET AL., 2003 Портокалово (Citrus aurantium L.) Масло Нестабилно LA TORRE ET AL., 2007 38
Върба (Salix spp.) Екстракт, променлив DAGOSTIN ET AL., 2008; 2011 Екстракт от череша (Prunus padus) Екстракт от невен (Callendula officinalis) Градински чай (Salvia officinalis) Флуктуиращ Флуктуиращ Значителен, но твърде нисък за практическа употреба HARM, 2005 Сусамово (Sesamum indicum) масло Незадоволително HARM, 2005 Царевично (Zea mays) масло Незадоволително HARM, 2005 Екстракт от Robinia (Gliricidia sepium) Незадоволително HARM, 2005 Минерали и соли Чаша от калий (силиций) Няма значителен ефект MOHNS, 2000 MYCO -SIN (алуминиев силикат/киселинен алуминий) Прах от брашнеста мана на Щайнхауер (натриев хидроген карбонат) Нисък ефект MOHNS, 2000 Няма значителен ефект MOHNS, 2000; HOFMANN, 2003 Фосфорна киселина (H 3 PO 3) Флуктуираща WICKS ET AL., 1991 Калциева флуктуация LA TORRE ET AL., 2007; DAGOSTIN ET AL., 2011 Магнезиеви колебания LA TORRE ET AL., 2007 39
Флуктуация на желязо LA TORRE ET AL., 2007 Калиев флуктуация LA TORRE ET AL., 2007 Цинк. Флуктуация LA TORRE ET AL., 2007 Манган Флуктуация LA TORRE ET AL., 2007 Азот Флуктуиращ LA TORRE ET AL., 2007 Фосфор с нисък ефект LA TORRE ET AL., 2007 органична вар флуктуира LA TORRE ET AL., 2007 алуминий-позетил флуктуираща HÄSELI ET AL., 2006 органични вещества FZB 24 (Bacillus subtilis) няма съществен ефект MOHNS, 2000 хитозан противоречив AZIZ ET AL., 2006 β-аминомаслена киселина Флуктуираща COHEN, 2002 Сафонин Флуктуираща DAGOSTIN ET AL., 2008 Clonotri (агент на основата на микроорганизми) Trichodex (агент на базата на микроорганизми) Флуктуиращ флуктуация DAGOSTIN ET AL., 2008 DAGOSTIN ET AL., 2008 40
3. Материал и методи 3.1. Материали 3.1.1. Химически екстракт от хмел: Всички експерименти за ефективността на екстракта от хмел са проведени с 40% екстракт от хмел RV0407-51 от DSM Nutritions. Мед: Merck меден (II) сулфатен хидрат се използва за микроскопични и експерименти с листни дискове. Бързата и пълна разтворимост на 5-хидрати на меден (II) сулфат (SCHRÖTER, 2001) дава възможност активната съставка да се разпредели равномерно върху пробите веднага. Следните спрейове бяха използвани за експерименти с листни дискове, листа и цели растения: Melody Combi: Активна съставка: Iprovalicarb 90g/kg и Folpet 563g/kg. Основно усилие: 0,6 кг/ха Ефект: лечебен. Folpan: Активна съставка: Folpet 800g/kg. Основно усилие: 0,4 kg/ha Ефективност: защитно. Pergado: Активна съставка: Folpet 400g/kg, Mandipropamid 50g/kg Основно усилие: 0.8kg/ha Начин на действие: защитно, трансламинарно. Agar Agar: Agar Agar Kobe I, прах, от Roth. Силата на гела е 1,5 (1000g/cm²) 47
3.1.2. Помощни средства и оборудване за проучването Въпросник на немски или английски и африкаанс (вж. Приложението). 1) Как бихте оценили проблемите си с Plasmopara viticola (мухъл): 2) Използвате ли медни препарати срещу Plasmopara viticola? Да Много големи Големи Средни Незначителни Няма проблеми Не 2. а) Ако да, колко често използвате медни препарати средно за една година? 2б) На какъв етап обикновено използвате мед? 2 в). Кои препарати използвате? Развито цъфтеж Цъфтеж, докато гроздето се затвори Мекота на плодовете (окончателно пръскане) Само след предупредителна услуга 2 г) Колко използвате тези препарати? 3) Имате ли проблеми с използването на мед (напр. Високи концентрации на мед в почвата)? 3а) Ако да, как бихте класифицирали тези проблеми: Да Много големи Не Големи Средни Незначителни Няма проблеми 3б) Какви са конкретните проблеми? Вино с почвени води 48
DAVIDSON, 2008), събраните листа са били на възраст около една до две седмици. За изпитванията на листата се събират листа с минимален размер 40 × 40 mm. Свредло за корк: Пинцет с диаметър 14 мм: Wironit 5869. Пластмасови купи: За листовите дискове: Квадратно Петри Dish от Greiner Bio-One, 120x 120x 17mm. За целите листа: Квадратно Петри Dish от Thermo Scientific, размер 245x 245x 25mm. Хартиени документи на Pehazell от Хартман. Пръскачка: автоматична пръскачка от Schachtner. Скорост на впръскване 2,5 kmh, налягане на впръскване 3 бара. Фиг. 4: Автоматизирано пръскащо устройство Дюза: Teejet 8001 ESV плоскоструйна дюза от Schachtner. Зооспори: Plasmopara viticola- щам на Института по лозарство Фрайбург 50
Класифицирате ли тези проблеми?). Следователно отрицателен отговор на въпрос 3 беше отбелязан в 3а като никакви проблеми. Възможните отговори на 3а бяха кодирани, както следва: 4 3 2 1 0 Много големи Големи Средни Незначителни Няма проблеми Въпрос 3b (Какви са конкретните проблеми?) Беше даден следният ключ: 3 2 1 Почва Вода Вино Кодираните отговори бяха в таблици отстранени и статистически оценени. 3.2.2. Микроскопичните експерименти За микроскопичните експерименти, зооспорите Plasmopara viticola, от племето на Института по лозарство във Фрайбург, се отглеждат върху саксийни растения в климатичната камера. Спорангиите се изплакват от заразените листа с помощта на пастьорска пипета и аква дестилата. След това това решение трябваше да узрее за 20 минути до един час, за да позволи на зооспорите да се излюпят. След това към суспензията се добавя меден разтвор, така че действителното съдържание на чиста мед в крайния разтвор на предметното стъкло е 0,08 mg/l, 0,07 mg/l, 0,06 mg/l, 0,05 mg/l, 0,04 mg/L, 0,03 mg/L, 0,02 mg/L и 0,01 mg/L. И накрая, ефектът на медта може да се наблюдава под микроскопа. Смъртта на зооспорите беше разделена на следните етапи: 53
Таблица 2: Кодиране на поведението на спорите Код за поведение Обяснение на изображението Zoospore плува незасегнато: 0 Незасегнатите зооспори са предимно с форма на бадем и се въртят около надлъжната си ос. По този начин те бъркат пътя към решението бързо и целенасочено, докато препятствията бързо се преодоляват. Zoospore плува леко неравномерно: Zoospore плува неравномерно: Zoospore енцистира сам: 1 z. Б. по-бавно или по-малко насочено. 2 се върти напр. Б. около собствената си напречна ос, без да постига никакво движение напред. 3 Тя хвърля бичура си и лежи там.