E. D. Mytsa, M. A. Pobedinskaya, L. Yu. Kokaeva, S. N. Elansky
Penyakit busuk daun kentang dan tomat, yang disebabkan oleh organisme mirip jamur, oomycete Phytophthora infestans (Mont) de Bary, umum terjadi di hampir semua wilayah di dunia tempat tanaman ini dibudidayakan. Dalam kondisi epifitosis, hilangnya hasil kentang akibat penyakit busuk daun bisa mencapai 10-30% atau lebih, dan tomat, hingga 100% (Ivanyuk et al., 2005).
Salah satu sumber utama inokulum primer Ph. infestan, yang menyebabkan infeksi tanaman, adalah struktur reproduksi istirahat berdinding tebal - oospora. Oospora hibrida yang terbentuk sebagai hasil persilangan galur tetua yang berbeda secara genetik berkontribusi pada peningkatan keanekaragaman genotipe dalam populasi, akibatnya proses adaptasi galur menjadi varietas baru dan fungisida terapan dipercepat. Pembentukan oospora Ph. infestan di lapangan tercatat di banyak negara di dunia: Rusia (Smirnov et al., 2003), Norwegia (Hermansen et al., 2002), Swedia (Strömberg et al., 2001), Belanda (Kessel et al., 2002) dan daerah lain. Ada bukti bahwa oospora dari patogen penyakit busuk daun dapat bertahan di dalam tanah selama lebih dari 2 tahun dalam keadaan yang layak (Hermansen et al., 2002; Bшdker et al., 2006) dan menyebabkan infeksi tanaman setelah melewati musim dingin (Lehtinen et al., 2002; Ulanova et al. al., 2010).
Saat ini metode utama untuk memerangi penyakit busuk daun adalah perlindungan kimiawi, yang terdiri dari perawatan tanaman dengan sediaan fungisida. Pembentukan oospora sangat dihambat oleh banyak bahan kimia yang digunakan untuk melindungi kentang dan tomat dari penyakit busuk daun (Kessel et al., 2002; Kuznetsov, 2013). Namun, obat lain banyak digunakan pada kentang yang tidak secara langsung mempengaruhi Ph. infestans, dan pengaruhnya terhadap pembentukan oospore tidak diketahui. Oleh karena itu, tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari efek pembentukan oospora dari beberapa obat yang banyak digunakan pada kentang, tetapi tidak terdaftar pada penyakit busuk daun.
Kami menggunakan 9 Ph. infestan dari berbagai jenis kawin, diisolasi oleh kami dari daun kentang yang terinfeksi di Moskow, Leningrad, wilayah Ryazan. Untuk mempelajari pengaruh pertumbuhan miselium dan pembentukan oospora, digunakan obat-obatan sebagai berikut: fungisida Maxim (bahan aktif fludioksonil dari golongan fenilpyrrol) dan Skor (difenoconazole, triazoles), insektisida Aktara (thiamethoxam, neonicotribinoids) dan Tanribrek (imidaclopridot, neidinoid) , triazine). Semua pestisida terdaftar di "Katalog Negara Pestisida dan Agrokimia" tahun 2014. Untuk mempelajari pengaruh konsentrasi pestisida terhadap pertumbuhan koloni oomycete, setiap strain diinokulasi dengan blok agar di tengah cawan Petri dengan media oat padat. Pestisida uji terlebih dahulu ditambahkan ke media pada konsentrasi 0.1, 1.0, 10.0, dan 100.0 mg / L (dalam hal bahan aktif - DV). Sebagai kontrol, kami menggunakan media tanpa tambahan pestisida. Inokulasi diinkubasi pada suhu 18 ° C selama 12-15 hari hingga diameter koloni dari kontrol bebas pestisida adalah 70-80% dari diameter cawan petri, setelah itu diameter koloni diukur pada varian kontrol dan percobaan.
Percobaan dilakukan dalam 3 ulangan. Kajian pembentukan oospora dilakukan pada media agar oat (30 ml dalam cawan petri) dengan penambahan fungisida pada konsentrasi 0.1, 1.0, 10.0, dan 100.0 mg / L dan pada media tanpa fungisida (kontrol). Untuk tujuan ini, blok agar-agar dengan jenis kawin isolat A1 dan A2 ditempatkan secara berpasangan pada permukaan media nutrien dengan jarak 5 cm satu sama lain. Inokulasi diinkubasi pada pH optimum untuk pertumbuhan. Infestans pada suhu 18 ° C selama 20 hari. Setelah budidaya, media nutrisi dengan spora disuspensi kembali dengan mixer dalam 30 ml air suling, dan persiapan untuk mikroskop dibuat dari suspensi yang dihasilkan. Di setiap varian, 180 bidang pandang dilihat (3 ulangan, 60 bidang pandang). Kemudian konsentrasi oospora dihitung ulang (pcs / μL media).
Pengaruh pestisida pada pertumbuhan koloni radial. Difenoconazole, thiamethoxam dan imidacloprid tidak berpengaruh signifikan secara statistik terhadap pertumbuhan radial Ph. infestans (Tabel 1). Herbisida metribuzin menyebabkan sedikit perlambatan pertumbuhan pada periode awal (5-7 hari pertumbuhan), namun pada hari ke-10 diameter koloni menjadi sama ukurannya. Fludioxonil secara statistik secara signifikan menghambat perkembangan Ph. infestans pada konsentrasi di media lebih dari 10 mg / l.
Tabel 1
Pengaruh pestisida pada pertumbuhan radial koloni Phytophthora infestans
Fungisida-DV (obat) | Diameter koloni pada konsentrasi berbeda (mg / L) DW dalam medium, mm | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Thiamethoxam (obat Aktara) | 82 ± 6 | 81 ± 7 (99%) | 82 ± 6 (100%) | 81 ± 6 (99%) | - |
Imidacloprid (Tanrek) | 792 ± 6 | - | 76 9 ± (96%) | 77 8 ± (97%) | 76 ± 5 (96%) |
Fludioxonil (Maxim) | 82 6 ± | - | 74 12 ± (90%) | 56 10 ± (68%) | 46 ± 3 (56%) |
Metribuzin (Zenkor) | 88 12 ± | - | 85 12 ± (97%) | 86 9 ± (98%) | 80 5 ± (91%) |
Difenokonazol (Scor) | 82 7 ± | - | 76 9 ± (93%) | 84 ± 4 (102%) | 81 6 ± (99%) |
Catatan. Tanda “±” diikuti dengan interval kepercayaan untuk tingkat signifikansi 0.05. Nilai dalam tanda kurung menunjukkan rasio diameter koloni dalam varian percobaan dengan yang di kontrol tanpa pestisida. Tanda “-” berarti penelitian belum dilakukan.
Tabel 2
Pengaruh pestisida pada pembentukan oospora Phytophthora infestans dalam media agar-agar
Fungisida-DV (obat) | Jumlah oospora dalam medium pada konsentrasi berbeda (mg / l) DV, pcs / μl | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Thiamethoxam (obat Aktara) | 79.6 ± 3.6 | 79.8 ± 3.8 (100%) | 79.1 3.9 ± (100%) | 71.4 ± 3.7 (90%) | - |
Imidacloprid (Tanrek) | 79.6 ± 3.6 | - | 70.0 ± 3.4 (88%) | 66.0 ± 3.1 (83%) | 35.8 ± 2.8 (45%) |
Fludioxonil (Maxim) | 112.7 ± 6.9 | - | 98.4 ± 8.6 (87%) | 73.6 ± 5.4 (65%) | 42.3 ± 3.7 (36%) |
Metribuzin (Zenkor) | 135.0 ± 9.5 | - | 103.0 ± 9.8 (70%) | 118.2 9.3 ± (88%) | 74.8 ± 8.1 (55%) |
Difenokonazol (Scor) | 79.6 ± 3.6 | 72.5 ± 3.6 (91%) | 82.2 ± 3.7 (103%) | 54.9 ± 2.8 (69%) | 35.8 ± 2.3 (45%) |
Studi tentang pengaruh pestisida terhadap pembentukan oospora Ph. infestans dalam media nutrisi. Ditemukan bahwa penurunan yang signifikan secara statistik dalam jumlah oospora pada konsentrasi tertentu disebabkan oleh semua obat yang diteliti (Tabel 2). Pada konsentrasi zat aktif 1.0 mg / l, semua pestisida, kecuali sediaan Aktara dan Skor, menyebabkan penurunan nyata jumlah oospora yang terbentuk (sebesar 12-24% dibandingkan dengan kontrol). Peningkatan lebih lanjut dalam konsentrasi zat aktif dalam media menyebabkan peningkatan efek penghambatan. Sediaan yang berbahan dasar thiamethoxam dan difenoconazole menyebabkan penurunan jumlah oospora yang signifikan secara statistik bila konsentrasi zat aktif dalam medium lebih dari 10 mg / l.
Diskusi dan kesimpulan. Studi tentang efek pestisida tidak terdaftar terhadap penyakit busuk daun kentang pada pertumbuhan radial miselium menunjukkan, seperti yang diharapkan, daya hambat pertumbuhan yang lemah (fludioxonil) atau tidak berpengaruh pada pertumbuhan (pestisida lain dipelajari).
Tabel 3. Konsentrasi zat aktif dalam fluida kerja
Persiapan (fungisida-DV) | Digunakan untuk pekerjaan konsentrasi DV dalam media nutrisi, mg / l | Konsentrasi DW dalam cairan kerja selama pemrosesan kentang, mg / l |
---|---|---|
Aktara (thiamethoxam) | 0.1, 1, 10 | 37-75 * |
Tanrek (imidacloprid) | 1, 10, 100 | 50-100 |
Maxim (fludioxonil) | 1, 10, 100 | 1000 |
Zenkor (metribuzin) | 1, 10, 100 | 1630-4900 |
Scor (difenoconazole) | 0.1, 1, 10, 100 | 188-625 |
* Nilai disajikan sesuai dengan "Katalog pestisida dan bahan kimia pertanian" untuk tahun 2014.
Semua pestisida yang diteliti menyebabkan penurunan pembentukan oospora di media nutrisi. Konsentrasi pestisida yang diuji dalam media lebih rendah atau kira-kira sesuai (untuk imidacloprid) dengan konsentrasi yang diizinkan dalam fluida kerja (Tabel 3). Dalam percobaan kami, penekanan pembentukan oospora diintensifkan saat dosis obat meningkat, yang menunjukkan peningkatan efek setelah kontak dengan cairan kerja yang lebih pekat. Difenokonazol menyebabkan penurunan yang signifikan pada konsentrasi oospora tidak hanya pada percobaan pada media nutrisi, tetapi juga pada pengujian pada potongan daun kentang yang ditempatkan dalam cairan yang mengandung fungisida. Dengan demikian, pada varietas Vektar Belorusia, 32 oospora per 1 mm2 luas daun diamati dalam kontrol, pada konsentrasi difenokonazol dalam air 10 mg / l - 24, dan pada 100 mg / l - 12 oospora / mm2. Perbedaan konsentrasi oospora pada 100 mg / l fungisida dan dalam kontrol signifikan secara statistik (Elansky, Mytsa, tidak dipublikasikan).
Pestisida dapat memengaruhi berbagai proses dalam sel jamur. Dalam literatur, kami tidak dapat menemukan informasi yang sampai batas tertentu menjelaskan kemungkinan efek dari obat yang diteliti pada pembentukan oospora. Mari kita coba membuat beberapa asumsi tentang kerja difenokonazol. Mekanisme kerja fungisida adalah penghambatan enzim C14-dimetilase, yang memainkan peran kunci dalam biosintesis sterol. Sterol disintesis oleh jamur, tumbuhan, dan organisme lain serta merupakan bagian dari membran selnya. Oomycetes dari genus Phytophthora, tanpa adanya sterol, hanya mampu tumbuh secara vegetatif; pembentukan oospora sepenuhnya ditekan (Elliott et al., 1966).
Oomycetes tidak dapat mensintesis sterol sendiri; mereka memasukkan sterol yang diperoleh dari tanaman inang ke dalam membrannya, memodifikasinya. Dalam percobaan kami, kami menggunakan media agar oat yang kaya akan â-sitosterol dan isofukosterol (Knights, 1965), yaitu zat yang merangsang pembentukan oospora. Ada kemungkinan difenokonazol menghambat kerja enzim yang terlibat dalam modifikasi atau pemanfaatan senyawa sterol yang diperoleh dari tanaman. Hal ini pada gilirannya dapat mengurangi intensitas pembentukan oospora.
Dalam konsentrasi kecil, seperti yang ditunjukkan dalam penelitian kami, difenokonazol memiliki efek stimulasi yang lemah pada pertumbuhan miselium dan pembentukan oospora.
Penindasan pembentukan oospora dalam media nutrisi sebelumnya ditunjukkan untuk sediaan fungisida antiphytophthora. Jadi, dalam karya Kessel et al. (2002) menyelidiki lebih dari 10 obat komersial antiphitofluoroids. Fluazinam, dimethomorph, dan cymoxanil dalam konsentrasi non-letal sepenuhnya menekan pembentukan oospora dalam media agar-agar; metalaxil, maneb dan propamocarb menunjukkan efikasi sedang; mancozeb dan chlorothalonil secara praktis tidak berpengaruh pada pembentukan oospore. Dalam karya S.A. Kuznetsov (Kuznetsov, 2013), penghambatan pembentukan oospore pada media nutrisi dengan konsentrasi metalaxyl yang tidak mematikan ditunjukkan.
Percobaan kami menunjukkan bahwa preparat pestisida yang digunakan pada kentang, yang bahkan tidak memiliki efek penghambatan langsung terhadap pertumbuhan patogen penyakit busuk daun, menekan pembentukan oospora. Dengan demikian, perlindungan kimiawi kentang yang dilakukan dengan benar menggunakan fungisida, insektisida dan herbisida mengurangi kemungkinan pembentukan oospora pada daun tanaman.
Pekerjaan ini didukung oleh Russian Science Foundation (proyek No. 14-50-00029).
Artikel tersebut dipublikasikan di jurnal "Mycology and Phytopathology" (Volume 50, Issue 1, 2016).