MD1297Y - Procedeu de tratare biologică a cartofului semincer contra nematodului Ditylenchus destructor - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la parazitologie, în special la un procedeu de combatere biologică a nematodului Ditylenchus destructor la cartoful semincer şi poate fi utilizată în agricultură.Procedeul de tratare biologică a cartofului semincer contra nematodului Ditylenchus destructor include înmuierea cartofului semincer înainte de sădire într-o soluţie ce conţine lichid de cultură al tulpinii de bacterii Rhizobium japonicum CNMN-RB-06 cu titrul de 109 cel./ml şi apă, luate în raport de 1:200 respectiv, în decurs de 72 ore.

Description

Invenţia se referă la parazitologie, în special la un procedeu de combatere biologică a nematodului Ditylenchus destructor la cartoful semincer şi poate fi utilizată în agricultură.

Este cunoscut faptul că una dintre bolile cartofilor, mai nocivă şi cu un impact economic important, este ditilenhoza tuberculilor - boală cauzată de nematodul Ditylenchus destructor Thorne, 1945 - parazit exclusiv al tuberculilor, inclus în lista speciilor de carantină (e.g.EPPO). Daunele provocate de nematodul Ditylenchus destructor sunt esenţiale.

În scopul tratării materialului semincer de cartofi contra nematodului Ditylenchus destructor, sunt recomandate mai multe preparate de origine chimică: Carbofuran 5%, Furadan 5%, Heterofos 3%, Carbation 3% [1].

Neajunsul acestor preparate este că fiind de origine chimică sunt şi foarte toxice, iar aplicarea lor provoacă riscuri majore de poluare a apei, solului şi faunei, astfel afectând grav sănătatea omului şi animalelor. Prin urmare, autorii recomandă utilizarea acestora la cartoful semincer, doar în focare fitohelmintoze. La moment, folosirea produselor nematocide, de origine chimică, a fost radical redusă în majoritatea ţărilor, iar pentru combaterea nematozilor, printre care şi D.destructor, sunt căutate alternative mai puţin toxice.

Cele mai apropiate, după esenţa tehnică şi rezultatul obţinut, precum şi de perspectivă în protecţia plantelor la general şi tratarea cartofului semincer afectat, înainte de plantare, în special, sunt metodele noi de utilizare a biopreparatelor pe bază de microorganisme. Acestea nu exercită simptome de toxicitate asupra dezvoltării plantelor, dimpotrivă stimulează mecanismele de protecţie şi rezistenţă către diverşi agenţi patogeni, iar în final contribuie la sporirea recoltei.

În calitate de cea mai apropiată soluţie serveşte procedeul de tratare a cartofului contra nematodului Ditylenchus destructor, care include înmuierea cartofului înainte de sădire într-o soluţie ce conţine lichid de cultură cu un conţinut de tulpină de bacterii Pseudomonas fluorescens CNM-PFB-01 cu un titru de 109 cel./ml şi apă, luate în raport de 1:(100…500) respectiv, în decurs de 20 ore [2].

Dezavantajul acestui procedeu constă în nivelul scăzut de creştere a productivităţii plantelor. Astfel recolta de cartofi trataţi cu amestecul de lichid de cultură ce conţine tulpină de bacterii Pseudomonas fluorescens este cu 30...35% mai mare, comparativ cu cartofii netrataţi.

Actualmente, în majoritatea ţărilor dezvoltate (Marea Britanie, Germania, Franţa, Brazilia, SUA, Federaţia Rusă etc.), pentru combaterea speciilor parazite de nematozi sunt elaborate şi utilizate biopreparate nematocide pe bază de fungi prădători şi bacterii parazite din genurile Arthrobotrys, Catenaria, Paecilomyces, Pasteuria, Pseudomonas, Rhizobium etc. În sursele literare nu este descrisă acţiunea nematocidă a speciei de bacterii Rhizobium japonicum asupra nematodului

tuberculilor de cartofi Ditylenchus destructor. Conform standardelor internaţionale, cartoful semincer trebuie să fie liber de speciile parazite de nematozi nocivi pentru această cultură - Meloidogyne chitwoodi, M.fallax şi Ditylenchus destructor (standardul pentru cartofii de sămânţă EAK OOH S-1).

Problema pe care o soluţionează prezenta invenţie este combaterea eficientă a nematodului Ditylenchus destructor prezent la cartoful semincer cu utilizarea unui biopreparat, care manifestă suplimentar acţiune stimulatoare asupra dezvoltării şi productivităţii.

Esenţa invenţiei constă în faptul că se propune un procedeu de tratare biologică a cartofului semincer contra nematodului Ditylenchus destructor, care include înmuierea cartofului semincer înainte de sădire într-o soluţie ce conţine lichid de cultură al tulpinii de bacterii Rhizobium japonicum CNMN-RB-06 cu titrul de 109 cel./ml şi apă, luate în raport de 1:200 respectiv, în decurs de 72 ore.

Rezultatul tehnic al prezentei invenţii constă în elaborarea unui procedeu de combatere a nematodului tuberculilor Ditylenchus destructor prezent la cartoful semincer, prin utilizarea lichidului de cultură al tulpinii de bacterii Rhizobium japonicum care în contact cu speciile parazite de nematozi posedă o toxicitate înaltă faţă de acest parazit şi provoacă mortalitatea acestuia în proporţie de 98%, totodată manifestă suplimentar un şir de capacităţi: stimulează încolţirea cartofului semincer, sporeşte creşterea, dezvoltarea şi productivitatea plantelor. Conform datelor din literatură, tulpinile Rhizobium spp. posedă capacitatea de a reduce bolile provocate de diverşi agenţi patogeni ai plantelor - fungi, bacterii, viruşi, provocând, paralel, acţiune stimulatoare asupra dezvoltării plantelor prin capacitatea sa de a produce compuşi fenolici, flavonoizi şi alte fitoalexine.

Tulpina de bacterii Rhizobium japonicum din familia Rhizobiaceae, genul Rhizobium, izolată din nodozităţile de culoare roză, de pe rădăcinile plantelor de soia, care au fost cultivate pe terenuri cu sol de tip ciornoziom, din zona de nord a Republicii Moldova (r-nul Râşcani, comuna Dămăşcani), de către cercetători din cadrul Institutului de Microbiologie şi Biotehnologie al AŞM în perioada anului 2006. Modul de obţinere - prin metoda analitică de selecţie. Data depozitării - 18.05.2012. Produsul sintetizat de tulpină: substanţe de stimulare a proceselor de creştere şi dezvoltare a plantelor de tipul auxinelor, citochininelor, giberelinelor.

Atingerea rezultatului menţionat a fost posibilă datorită utilizării lichidului de cultură al tulpinii de bacterii Rhizobium japonicum, care posedă capacitatea de a fixa în simbioză cu plantele leguminoase azotul molecular din atmosferă.

Invenţia se explică cu ajutorul desenelor din fig. 1-4, care reprezintă:

- fig. 1, cartof semincer Roko infestat cu Ditylenchus destructor,

- fig. 2, mortalitatea (%) nematodelor Ditylenchus în contact cu bacteriile Rhizobium şi Pc4,

- fig. 3, cartofi de soi Roko inoculaţi cu nematozi Ditylenchus destructor,

- fig. 4, cartofi Roko, înainte de plantare, inoculaţi cu nematozi Ditylenchus destructor şi supuşi tratării cu lichidul culural Rh.japonicum.

Analizele de laborator au fost efectuate la 14 soiuri de tuberculi de cartofi seminceri colectaţi din depozite în perioada de toamnă-iarnă-primăvară din diverse gospodării ale zonelor de nord, centru şi sud ale Republicii. Rezultatul investigaţiilor contra fitohelmintozelor la soiurile de catof semincer a demonstrat că sunt afectate cu D.destructor în proporţii variate. Prezenţa parazitului a fost depistată în majoritatea cazurilor la cartoful semincer din gospodăriile individuale (60% din totalul gospodăriilor cercetate).

Pentru aprecierea gradului de atac al nematodului Ditylenchus destructor Thorne, 1945 a fost utilizată scara de 5 grade (Ivaniuc, Iliaşenco, 2010):

gradul I - soiuri de cartofi rezistente la invazie (0...1,0%); gradul II - soiuri slab afectate (1,0...10,0%); gradul III - moderat afectate (11,0...25,0%); gradul IV - serios afectate (26,0...50,0%); gradul V - puternic afectate, atacate mai mult de 50,0%.

Conform acestei scări, cartofii expuşi cercetărilor, cu o infestare de 11…30% în dependenţă de zonă, corespund soiurilor moderat afectate.

Cercetările au fost axate pe unul dintre soiurile cultivate pe larg în Republica Moldova - Roko. Conform Catalogului soiurilor de cartofi cultivaţi în Republica Moldova (2013), elaborat de Ministerul Agriculturii şi Industriei Alimentare, soiul Roko a fost înregistrat în Republica Moldova în anul 2011, iar ulterior reînregistrat. Cartoful alimentar Roko posedă aspect calitativ ca marfă, indicele calităţii de 95%, este preferat de cumpărători, datorită gustului plăcut. Cantitatea de amidon constituie 12…16%, iar recolta poate ajunge la 600 q/ha.

Este cunoscut faptul că principala sursă de răspândire a nematodului la cultivarea cartofului sunt tuberculii infestaţi, care se plantează primăvara ca material semincer. O altă sursă de afectare a cartofului o constituie solul, unde nematozii pot rămânea activi pe o perioadă de aproximativ 3…4 ani.

Conform celor 5 faze de dezvoltare a ditilenhozei, evaluate în cercetările precedente efectuate la soiul Roko, s-a observat că cei mai periculoşi sunt cartofii de sămânţă afectaţi în primele faze (1, 2), deoarece simptomele exterioare, care apar pe tuberculi în aceste faze, încă nu sunt vizibile nici la o examinare minuţioasă, de aceea asemenea cartofi, din neatenţie, ar putea fi plantaţi (fig. 1).

În faza a 2-a simptome de deteriorare la suprafaţa tuberculilor sunt observate doar la înlăturarea cojii (fig. 1-a). Pe această porţiune se observă acumularea indivizilor D.destructor. Conform recalculelor efectuate cele mai numeroase (50% din totalul de unităţi/g) sunt formele juvenile ale D.destructor (J2, J3, J4) cu dominanţa J2, (n =10,1 x 103 indivizi/g ţesut afectat), urmează ouăle 17,07%, apoi masculii 16,53% şi femelele 15,42% (fig. 1-b). La un tubercul de cartof afectat în faza a 2-a pot fi enumeraţi cca 31,6 x 103 unităţi de D. destructor. Numărul excesiv de larve, ce se hrănesc intens cu ţesutul sănătos al mezocarpului de cartof, în decursul a 18…20 de zile ajunge la stadiul matur. O singură femelă poate depune cca 200…250 ouă. În condiţiile Republicii Moldova D. destructor formează 4…5 generaţii, iar reproducerea intensă a parazitului provoacă majorarea densităţii indivizilor şi, în consecinţă, reducerea recoltei.

Exemple de realizare a invenţiei

Exemplul nr. 1

Testarea a avut loc în condiţii de laborator, la temperatura cuprinsă între 25…27°C, prin metoda de contact (Kurt, 1973) la diverse intervale de timp: 1, 2, 4, 8, 21, 24, 48, 72 ore. La finalul experienţelor a fost verificată eficacitatea produsului testat. Populaţiile nematodului D.destructor au fost extrase din cartofi de soiul Roko, bolnavi de ditilenhoză, colectaţi din depozite. Contactul indivizilor D.destructor cu lichidul de cultură al tulpinilor din genul Rhizobium a avut loc în cutiile Petri cu diametrul de 5 cm (fiecare variantă fiind efectuată în 3 reprize). Investigaţiile au fost efectuate în şase variante. În fiecare cutie s-au adăugat, cu acul entomologic steril, câte 50 de indivizi de D.destructor. Apoi în cutiile Petri, peste nematozii selectaţi, s-a adăugat lichid de cultură al speciilor de bacterii din genul Rhizobium: lotul I - Rh.japonicum; II - Rh.japonicum 646 a; III - Rh. phaseoli; IV - Rh.meliloti; V - tulpina Pc4; lotul VI- martor s-a adăugat doar apă distilată.

Rezultatele experienţelor efectuate au demonstrat că printre speciile de bacterii cercetate din gen. Rhizobium, cu eficacitate sporită sau deosebită au fost speciile Rhizobium japonicum şi Rh.japonicum 646a, care au exercitat acţiune letală asupra speciei Ditylenchus destructor în proporţie de 70…80% la o expunere de 24 ore (fig. 2).

Conform rezultatelor obţinute, lichidul de cultură al tulpinii Rh. japonicum în raport de 1:200 respectiv, în contact direct în cutiile Petri cu speciile parazite de nematozi Ditylenchus destructor, la un interval de 72 ore, posedă toxicitate înaltă faţă de acest parazit şi provoacă mortalitatea în proporţie de 98%.

Exemplul nr. 2

Experienţe vegetative efectuate în perioada anilor 2014…2016 cu testarea capacităţii nematocide a lichidului de cultură al bacteriilor Rhizobium japonicum în contact cu cartofii seminceri de soiul Roko, inoculaţi cu nematodul tuberculilor Ditylenchus destructor Thorne, 1945, faza a 2-a de ditilenhoză. Tuberculii de cartofi seminceri de soiul Roko, din experiment în condiţii de laborator au fost preventiv inoculaţi cu un anumit număr de indivizi D.destructor (femele şi masculi), fiind ulterior expuşi incubării pe o perioadă de 2…2,5 luni (fig. 3) şi (fig. 4). În acest timp nematozii D.destructor au pătruns în ţesutul mezocarpului şi s-au reprodus. După verificarea tuberculilor inoculaţi la prezenţa nematozilor D.destructor, o parte dintre ei au fost supuşi tratamentului prin înmuiere în lichidul de cultură Rh. japonicum, iar o altă parte de cartofi afectaţi nu au fost trataţi, formând astfel lotul martor.

Schema testării contactului cartofilor seminceri de soiul Roko înmuiaţi în lichidul de cultură al bacteriilor Rhizobium japonicum în raportul următor:

1 - 1:50;

2 - 1:100;

3 - 1:200;

4 - martor, cartofi afectaţi fără tratament.

Titrul preparatului iniţial al culturii Rh. japonicum fiind de 6 x 109 cel./ml apă, luat în raport

de: cutia nr.1 - 1:50, 2 - 1:100, 3 - 1:200, 4 - martor, numai apă distilată.

Testările s-au efectuat la temperatura de 25°C, prin metoda de înmuiere, la o expunere de 16 ore (tab. 1).

Cartofii din lotul experimental, afectaţi artificial cu nematozi D.destructor, au fost plantaţi în ghiveciuri cu sol liber de nematozi. Pe toată perioada de vegetaţie s-au efectuat cercetări privind dezvoltarea plantelor. Scopul final fiind evaluarea eficacităţii diverselor raporturi de diluţii ale lichidului de cultură Rh.japonicum asupra nematozilor D.destructor.

Din datele expuse în tabelul 1 rezultă că diverse concentraţii ale preparatului Rh. japonicum au exercitat acţiuni diverse asupra creşterii şi dezvoltării plantelor de cartofi. În concentraţii mai mari (1:50; 1:100) preparatul este toxic, iar plantele se dezvoltă mai slab, având un număr de lăstari (plantule, h-medie), precum şi un diametru al acestora (d- medie, mm), mai mic comparativ cu loturile unde cartofii au fost trataţi cu lichidul de cultură Rh.japonicum, în concentraţie mai mică (1:200). De asemenea, lichidul de cultură Rh.japonicum diluat în proporţii de 1:200 expus în lotul 3, a manifestat o înaltă eficacitate nematocidă. În acest lot s-a evidenţiat o sporire a dezvoltării plantelor, comparativ cu cele din alte loturi experimentale şi cu cel martor. Plantele aveau o înălţime medie cu 13,1 cm mai mare şi un număr de lăstari/plantă de 2 ori mai mare, diametrul tulpinii acestora fiind de 2,3 ori mai mare comparativ cu cele din lotul martor netratat (tab. 1) şi (fig. 5).

Tabelul 1

Evaluarea eficacităţii preparatului Rhizobium asupra dezvoltării plantelor de cartof

Nr. lotului Diluţia/ timpul expunerii Numărul lăstari/plantă Înălţimea medie(cm) Diametrul/mediu/ plantulă(mm) 1 1:50/16 ore 3 45,0 3,5 2 1:100/16 ore 4 50,3 3,8 3 1:200/16 ore 6 73,6 9,7 4 Martor 3 60,5 4,2

La recoltare numărul tuberculilor/plantă a fost în medie de 4 ori mai mare, iar greutatea acestora de 6,6 ori mai mare în lotul experimental comparativ cu lotul martor (tab. 2). Extensivitatea invaziei cu D. destructor la cartofii recoltaţi de pe lotul experimental trataţi cu lichidul de cultură Rh. japonicum era de 1…5 %, pe când la lotul martor, aceasta era cu mult mai înaltă atingând cota de 25…30%.

Tabelul 2

Rezultatele acţiunii preparatului Rhizobium japonicum, în diluţie de 1:200,

asupra productivităţii de cartof

Lotul Numărul mediu de tuberculi/ plantă E: M Masa tuberculi/ plantă (g) E: M Greutatea medie a unui tubercul (g) E: M Extensivitatea invaziei (%) Experienţa (E) 8 4 380,4 6,6 40,8 1,8 1-5 Martor (M) 2 - 50,8 - 20,6 - 25-30

Luând în calcul atât datele obţinute de noi, cât şi rezultatele cercetărilor efectuate, observăm că toate speciile de Rhizobium, printre care şi specia Rh.japonicum, posedă capacitatea de a fixa, în simbioză cu plantele leguminoase, azotul molecular din atmosferă, totodată manifestă suplimentar un şir de capacităţi: stimulează încolţirea cartofului semincer, sporireşte creşterea, dezvoltarea şi productivitatea plantelor. Conform datelor din literatură, tulpinile Rhizobium spp. posedă capacitatea de a reduce bolile provocate de diverşi agenţi patogeni ai plantelor - fungi, bacterii, viruşi, având paralel, acţiune stimulatoare asupra dezvoltării plantelor prin capacitatea sa de a produce compuşi fenolici, flavonoizi şi alte fitoalexine.

1. Onofraş L., Todiraş V., Mohova T., Prisacari S., Lungu A., Melnic M., Rusu Ş. Perspectiva utilizării bacteriilor de nodozităţi din genul Rhizobium în scopul stimulării creşterii şi dezvoltării plantelor cerealiere. Buletin Ştiinţific. Revista de Etnografie, Ştiinţele Naturii şi Muzeologie, fascicola Ştiinţele Naturii, Chişinău, 2013, v.16 (29), p. 97-103

2. MD 719 Y 2014.01.31

Claims (1)

1. Procedeu de tratare biologică a cartofului semincer contra nematodului Ditylenchus destructor, care include înmuierea cartofului semincer înainte de sădire într-o soluţie ce conţine lichid de cultură al tulpinii de bacterii Rhizobium japonicum CNMN-RB-06 cu titrul de 109 cel./ml şi apă, luate în raport de 1:200 respectiv, în decurs de 72 ore.