Эфирное масло тимьяна: новое эффективное средство в биозащите сахарной свеклы.

Современное сельское хозяйство стремится к повышению урожайности для обеспечения продовольствием растущего мирового населения и внедрению биологических препаратов для защиты растений. Это обусловлено экологическими требованиями и другими факторами.

В некоторых странах отзываются опасные для окружающей среды активные ингредиенты и снижается эффективность ранее широко используемых химических соединений. Патогены развивают устойчивость к часто применяемым активным веществам. 

Появление новых синтетических веществ на рынке редко, так как этот процесс дорогостоящий и затяжной. Поэтому в последние годы все больше внимания уделяется альтернативным методам защиты растений, основанным на использовании эфирных масел.

Эфирные масла - это вторичные метаболиты растений, которые защищают их от вредителей и болезней. Они обладают антибактериальными, противовирусными, противогрибковыми и отпугивающими свойствами. Именно поэтому эфирные масла находят применение в медицине, фармацевтике, косметике, ветеринарии, а также в качестве консервантов, пищевых добавок и отпугивателей насекомых.

Эфирные масла - это сложные смеси с сильными ароматами, содержащие около 20-60 компонентов с двумя или тремя преобладающими веществами, а другие встречаются в малых количествах. Состав эфирных масел зависит от условий выращивания растений, их частей, из которых получают масло, и генотипа растений.

В данном исследовании была изучена биологическая активность пяти коммерчески доступных эфирных масел: грейпфрута, розмарина, сосны, шалфея и тимьяна.

У этих масел была протестирована активность против различных патогенов, включая C. beticola, вызывающий церкоспорозную пятнистость листьев сахарной свеклы. Это первое сообщение об активности эфирного масла тимьяна в полевых условиях для борьбы с этим патогеном.

Сахарная свекла - один из основных источников сахара в мире. Более половины сахарной свеклы производится в Европейском союзе, а Польша является третьим крупнейшим производителем этой культуры в 2020 году.

Сахарная свекла подвержена атакам различных патогенов, включая C. beticola. Этот патоген вызывает церкоспорозную пятнистость листьев, что может привести к значительным потерям урожая.

Устойчивость к фунгицидам становится все большей проблемой

C. beticola развивается при температурах от 25 до 30 °C и высокой влажности воздуха. Низкие температуры и низкая влажность снижают его активность. Патоген размножается в сухие периоды дня и во влажные периоды ночью.

В Польше первые симптомы заболевания наблюдаются в конце июня. При благоприятных погодных условиях инфекция может привести к полной гибели листьев свеклы.

C. beticola продуцирует два типа токсинов, церкоспорин и бетиколины, которые причиняют вред растениям. Бетиколины вызывают потерю растворенных веществ, таких как аминокислоты и β-цианин, из корневых тканей растений. Токсины также влияют на транспорт веществ в клетке.

Церкоспорин разрушает клеточные мембраны, обеспечивая грибам доступ к питательным веществам.

Вследствие недостаточной защиты сахарная свекла может потерять до 40% урожая корнеплодов и до 10% урожая сахара, используемого для восстановления листьев.

Основным методом защиты от C. beticola является химическая обработка. Другие методы включают использование агротехнологий (севооборот, обработка почвы, устранение вторичных хозяев) и посев устойчивых сортов.

Вегетационный цикл патогена может повторяться несколько раз, требуя многократных обработок. Частые обработки могут привести к устойчивости патогена к фунгицидам, особенно если количество разрешенных синтетических веществ ограничено.

Фунгициды, разрешенные для использования в Европейском союзе для защиты сахарной свеклы от церкоспороза, основаны на трех различных группах активных веществ: триазолы, морфолины и стробилурины. Некоторые сорта меди и серы также используются.

Большинство восточноевропейских штаммов C. beticola устойчивы к азоксистробину, триазолам и морфолину.

C. beticola является патогеном не только для сахарной свеклы, но и для других видов свеклы, включая кормовую, столовую и мангольд. Это подчеркивает необходимость поиска альтернативных синтетическим фунгицидам средств защиты в органическом земледелии.

Роль эфирного масла тимьяна в борьбе со свекловичным церкоспорозом

Цель данного исследования заключалась в оценке in vitro активности коммерчески доступных эфирных масел грейпфрута, розмарина, сосны, шалфея и тимьяна против устойчивых к фунгицидам штаммов C. beticola и в полевых условиях выращивания сахарной свеклы.

Эфирное масло тимьяна оказалось наиболее эффективным против C. beticola согласно результатам in vitro тестирования. Минимальная ингибирующая концентрация для большинства изолятов гриба составила 0,313 мл/л. Масло тимьяна также демонстрировало сильное воздействие на мультирезистентные штаммы патогена.

Эффективность эфирного масла тимьяна была подтверждена в полевых экспериментах. Масло справилось с борьбой против C. beticola и оказало положительное влияние на урожайность сахарной свеклы.

Эти результаты свидетельствуют о перспективности использования эфирного масла тимьяна в защите сахарной свеклы. Однако его применение требует оптимизации в рамках устойчивых программ защиты, которые предусматривают сокращение использования синтетических фунгицидов.