Пероксид водорода как биологическая защита растений

Просмотры:
28.12.2017

Эффективное ведение современного сельского хозяйства предусматривает применение разнообразных химических препаратов широкого спектра действия, способствующих прорастанию семян, развитию культур и защите растений на всех стадиях роста от вредного воздействия бактерий и насекомых. Наряду с очевидной пользой (повышение количественных и качественных показателей урожайности, уменьшение трудозатрат, экономия ресурсов и пр.) пестициды оказывают негативное воздействие на экологическую обстановку, накапливаясь в почве и грунтовых водах, а при значительной концентрации в овощах и фруктах создают риски возникновения заболеваний у человека вследствие своей токсичности. 


В конце ХХ века в сельском хозяйстве начали применять пероксид водорода или же гидроген пероксид2О2), известный также как перекись водорода. Он представляет собой очень похожую на воду (Н2О) прозрачную бесцветную жидкость со слабокислой реакцией, растворимую в воде, эфире, спирте и обладающую «металлическим» вкусом. Пероксид водорода легко восстанавливается до обычной воды, теряя при этом атом кислорода, который и является окислителем, способным разрушать клетки болезнетворных микроорганизмов и вредных спор. 


Восстановление перекиси


Пероксид водорода благодаря сильному окислительному действию известен как прекрасный дезинфектант и способен выполнять роль фунгицида, бактерицида, стимулятора прорастания семян и даже повышать аэрационные свойства почвы, оставаясь при этом абсолютно экологически безопасным средством, не вызывающим негативных побочных действий. В США официальное применение препаратов на основе пероксида водорода осуществляется еще с 1977 года. Сегодня во многих странах выпускается большое количество дезинфицирующих и стерилизующих средств, содержащих Н2О2, которые обладают функциями пестицидов, фунгицидов, микробиоцидов, вирусоцидов, нематоцидов, моллюскицидов, альгицидов и др. 


Предпосевная обработка семян Н2О2 обеззараживает их, повышая иммунитет будущих растений, в результате чего всходы становятся более устойчивыми к погодным условиям. Применение водных растворов пероксида водорода в растениеводстве способствует укреплению корневой системы культур и улучшает их развитие. Н2О2 обладает свойствами стимулятора роста растений. При обработке посевного материала 1%-ным раствором пероксида наблюдается увеличение процента всхожести семян и более активное их прорастание, что объясняется смягчением околосеменной оболочки под воздействием окисляющего атома кислорода и удалением ингибитора, тормозящего ростовые процессы. Реакция восстановления находящегося в почве пероксида водорода улучшает насыщенность грунта кислородом, а также активирует работу корневой системы и лучшее обеспечение растений питательными веществами. Замечено, что поливы культур водными растворами Н2О2 невысоких концентраций (0,3%) и регулярное, равномерное опрыскивание растений (раз в 7 – 10 дней) ощутимо влияют на ростовые процессы в растениях и повышают их урожайность (до 20% и более), что успешно используется в фермерских хозяйствах Европы и США. 


Пероксид водорода


Перекись водорода и другие биопестицидные пероксисоединения широко используются в качестве фунгицидов широкого спектра действия в закрытом (теплицы, парники) и открытом растениеводстве для обеззараживания почвы, посадочного материала и растений. Продукты перекиси водорода применяют в качестве биологически безопасного профилактического средства для борьбы с патогенными болезнями растений. К примеру, они предохраняют растения (семена, саженцы, луковицы или черенки) от возникновения корневых и стволовых гнилей, вызываемых грибковыми возбудителями (Pythium, Phytophthora, Rhizoctonia, Fusarium или Thielaviopsis). 


Очень эффективна обработка водным раствором перекиси водорода виноградников, особенно в конце сезона, когда наблюдается угроза вспышек заболеваний (настоящая и ложная мучнистая роса, виноградная гниль). Раствор контактирует только с поверхностью зараженных растений, не проникая глубоко внутрь и влияя лишь на инфицированные ткани. Пероксид, как экологически безопасный фунгицид, успешно используется для борьбы с грибком Venturia inaequalis в производстве органических яблок. Кроме того, он предотвращает поражение плодов вредными насекомыми, среди которых находится и представляющий большую опасность для яблонь семяед яблонный большой (лат. Syntomaspis varians). Перекись водорода известна как альтернативный фунгицид для борьбы с ложной мучнистой росой в тыквенных культурах. 


Обработка пероксидом


Помимо применения в полевых и тепличных условиях, пероксид водорода обеспечивает контроль над заболеваниями овощей и фруктов в послеуборочный период. Например, предупреждает возможные поражения клубники и апельсинов серой гнилью (Botrytis cinerea), черной плесенью (Rhizopus stolonifer), пенициллином (Penicillium digitatum), а также розовую гниль картофельного гриба (Phytophthora erythroseptica). В некоторых тепличных и парниковых хозяйствах пероксид используют в рециркуляции оросительной воды для предотвращения распространения патогенных организмов, находящихся в почве. 


Механизм действия пероксида водорода в качестве фунгицида заключается в  разрушении клеточных мембран патогенных организмов, инактивации важных для их жизнедеятельности ферментов и белков, торможении ключевых метаболических процессов. В целом, пероксид водорода действует методом образования разрушающих гидроксильных свободных радикалов, которые могут поражать мембрану липидов, ДНК и других важных компонентов клеток. Высокая скорость восстановления пероксида до воды и атомарного кислорода объясняет его преимущества среди других биологических методов защиты растений. 


Перекись


При полной безопасности действия пероксида на окружающую среду, во время работы с его концентрированными водными растворами необходимо соблюдать правила техники безопасности, избегая попадания вещества в глаза и на открытые участки кожи во избежание получения ожогов.