Введение к работе
Актуальность темы, Характерной особенностью последних лет является стремление к снижению отрицательного влияния хозяйственной деятельности человека на окружающую среду. Именно этим объясняется вновь возросший интерес к поиску новых экологически безопасных средств защиты растений и, в частности к вторичным метаболитам растительного происхождения, регулирующим многие биологические процессы в биоценозах. Результаты работ в этом направлении свидетельствовали о возможности нахождения ряда принципиально новых групп молекул с высокой биологической активностью и создания на их основе высокоэффективных и экологически безопасных пестицидов. Именно биологически активные вещества растительного происхождения послужили прототипами при создании таких групп пестицидов, как пиретроиды и органические карбаматы. В последнее время по тому же пути ведется создание препаратов на основе встречного синтеза терпеноидов, хроменов и азадирахтинов, обнаруженных ранее у представителей тропической и субтропической флоры. Предполагается, что на основе растительных метаболитов могут быть созданы как препараты, характеризующиеся высокой избирательностью действия на целевые объекты, так и средства защиты растений, не только обладающие более широким спектром действия, но и сочетающие в себе несколько типов биологической активности. Особенно широкое применение препараты этого типа могут найти при работе в защищенном грунте, где используются биологические агенты и ограничено применение традиционных пестицидов.
Цель работы: оценка возможности создания эффективных средств защиты тепличных культур от вредных организмов на основе биологически активных веществ (БАВ), продуцируемых растениями местной флоры.
Задачи исследований: 1) первичный скрининг растительных экстрактов на выявление типа биологической активности; 2) лабораторная оценка отобранных экстрактов по спектрам и уровню активности для тест-объектов; 3) характеристика химического состава наиболее перспективных препаратов и разработка лабораторного метода их препаративного получения; 4) оценка эффективности препаратов в условиях вегетационных, мелкоделяночных и производственных испытаний.
Научная новизна работы. Среди 147 испытанных видов растений выявлено 125 видов - продуцентов БАВ, в различной степени подавляющих развитие вредителей и болезней тепличных культур. В том числе: с инсектоакарицидной активностью - 100 видов, с фун-гицидной и бактерицидной активностью - 37 видов, влияющих на поведение насекомых - б видов.
Показано, что экстракты ели европейской Picea excelsa L. обладают комплексной биологической активностью для основных вредителей и возбудителей заболеваний тепличных культур. Методами УФ-, ИК- и масс-спектрометрии установлено, что инсектоакарицид-ная и фунгицидная активность обусловлена присутствием: а- и р-пиненов, камфена, лимонена, а- и (і- кариофилленов, камфоры, 1,8-цинеола, 1,2,3,4,5, б,7,8-октагидро-1,4-диметил-7-(1-метилэтиледен) азулена. Основным действующим веществом, ответственным за бактерицидную активность является 1-(2-метилпентен-2)-1,9-диметал-5,5-диметил-4,8-дегадронафтален.
Практическое значение работы. Определен список растительных видов, перспективных для выделения и идентификации БАВ -возможных прототипов новых химических средств защиты растений (ХСЗР). Разработаны лабораторные методики препаративного получения биопрепаратов с инсектофунгицидной, бактерицидной активностью и препарата "Комплексный" на основе БАБ из хвои ели европейской для использования в защищенном грунте. На основе результатов проведенных исследований начато составление лабораторного регламента получения биопрепарата "Комплексный".
Получен патент РФ № 2154942 на изобретение: "Способ получения средства защиты растений из хвои Рг'сеа excelsa L."
Апробация работы. Основные материалы диссертации были представлены на совещании "Поиск и использование биологически активных веществ в защите растений: состояние и перспективы" (Санкт-Петербург, ВИЗР, 1998); отчетно-плановой сессии ВИЗР (Санкт-Петербург, ВИЗР, 1999); XlVth Plant Protection Congress (Jerusalem, July 25-30 1999); симпозиуме МОББ "Биологически активные вещества в защите растений" (г.Анапа, 30 августа - 4 сентября 1999 г.); семинаре - презентации "Биотехнология - 2000" (г.Пущино. 26-28 сентября 2000 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 13С страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы (глава 1), материалов и методов исследований (глава 2) экспериментальной части (глава 3 и 4), выводов, практических рекомендаций, списка литературы (222 наименования), и приложения Работа иллюстрирована 29 таблицами и 13 рисунками.
Обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследований.