Против оидиума винограда работает опрыскивание молоком и сывороткой. Поэтому при выращивании огурцов, кабачков, тыквы, дынь и винограда молоко и сыворотка может регулярно использоваться в качестве биологической альтернативы обычным фунгицидам. Но каков их принцип действия? И насколько они эффективны? И если это работает, то почему эти средства до сих пор не используются широко в виноградарстве?
Сыворотка – это слегка кислая жидкость, которая образуется при приготовлении сыра, когда молоко сворачивается. Сыворотка по-прежнему содержит многие компоненты, которые также присутствуют в молоке, но не содержит жиры и казеин молочного белка, они перерабатываются в сыр. Тем не менее, сыворотка по-прежнему содержит исключительно большое количество аминокислот и белков, в том числе лактоферрин. Следовательно, это безусловно не отходы, и сыворотка широко используется в пищевой и фармацевтической промышленности, среди прочего, для производства ривеллы, рикотты или в качестве источника аминокислот и белков для пищевых добавок и детского питания. Но что в этих безвредных пищевых продуктах приводит к гибели целых популяций патогенных грибов?
Принцип действия
Давно известно, что молоко действует против грибков. Неизвестно какой именно компонент молока обеспечивает этот эффект. Похоже, что различные компоненты молока, включая сыворотку (белок), лактозу и лактоферрин, конкурируют с грибами 1-3 . Согласно научной литературе, действие молока против мучнистой росы, по-видимому, основано на двух (противоречащих друг другу) эффектах:
- Питательные вещества в молоке стимулируют рост микробов 3,4
- Кислородные радикалы, которые выделяются под воздействием солнечного света, среди прочего, из белков лактоферрина и лактопероксидазы, сокращают микробную жизнь 5 .
Молоко и молочные продукты содержат много аминокислот и белков, и являются питательной средой для грибков, бактерий и дрожжей. Теория состоит в том, что рост этих (доброкачественных) микробов на растении является естественным противовесом вредным грибам мучнистой росы. Они обладают так называемым энтомопатогенным действием на рост грибков, вызывающих мучнистую росу.
Напротив, свободные радикалы кислорода, высвобождаемые из белков, таких как лактоферрин и лактопероксидаза, вредны для микробной жизни и подавляют рост грибов. Кислородные радикалы – это молекулы с атомом кислорода, у которого есть неспаренный электрон. Эти радикалы возникают под воздействием, например, солнечного света и очень нестабильны. Атому кислорода нужны только парные электроны, и поэтому он будет реагировать со случайными другими молекулами, чтобы достичь этого. В результате кислородные радикалы повреждают клетки организма, а в данном случае также споры и гифы патогенного гриба 5 .
Исследователи продемонстрировали это также путем включения гена лактоферрина в зерно и в табак. В результате эти культуры начали вырабатывать лактоферрин и стали менее чувствительны к грибам 6 . Из-за этой модификации эти культуры теперь являются генетически модифицированными организмами, что, как правило, нежелательно для новых сортов винограда (тем более, что к гибридным сортам уже часто (несправедливо) относятся с подозрением.
Эффективность применения молока и сыворотки против мучнистой росы
Поэтому вместо этого мы придерживаемся применения безопасных средств, таких как молоко и сыворотка для борьбы с болезнями винограда. Многочисленные исследования на различных культурах дали оценку эффективности молока и сыворотки в борьбе с й мучнистой росой (в т.ч. оидиумом винограда). В таблице 1 представлен обзор этих исследований.
Таблица 1. Обзор влияния молока и сыворотки на мучнистую росу на различных культурах. Во всех случаях применялись водные растворы. Эффект обработок обычно выражается в «площади под кривой прогрессирования заболевания» (AUDPC), где прогрессирование заболевания сравнивается с необработанными растениями.
| Продукт (применение и концентрация) | Урожай (тепличный или открытый грунт) | Грибок, вызывающий болезнь | Степень влияния на заболевание |
| Молоко (1-2 раза в неделю, разные концентрации 5-50%) | Кабачок (тепличный) | Sphaerotheca fuliginea | Прогресс снижается на 90% при лечении два раза в неделю с разбавлением 3,8 – 11,4%. |
| Молоко (однократная обработка перед перед заражением, концентрация 30%) | Кабачок (тепличный) | Podosphaera xanthii | Снижение прогрессии на 88% |
| Молоко (каждые 7-12 дней и после дождя, концентрация 50%) | Тыква (открытый) | Podosphaera xanthii | Снижение прогрессии на 50-70% |
| Сыворотка (2 раза в неделю, концентрация 10-30%) | Огурец, кабачок (тепличный) | Podosphaera xanthii | На 71-94% меньше больных растений в зависимости от используемой концентрации сыворотки |
| Молоко (через 20 и 50 дней после заражения, концентрация 5,10 или 20%) | Соя (теплица) | Erysiphe diffusa | Снижение прогрессии на 40-72% |
| Молоко (еженедельно, разведение 10%) | Капуста (теплица) | Erysiphe polygoni DC. | Снижение прогрессии на 30% |
| Сухое молоко (раз в две недели, концентрация 30г/л ~ 20%) | Виноград (Вионье) (теплица) | Erysiphe necator | 15 г/л снижает прогрессирование на 65-96%, 30 г/л сухого молока предотвращает заражение оидиумом |
| Сухая сыворотка (1 раз в две недели, 15, 30 или 45 г/л) | Виноград (Вионье) (теплица) | Erysiphe necator | 15 и 30 г/л снижают прогрессирование на 58-79%, сыворотка 45 г/л предотвращает заражение мучнистой росой |
| Молоко (1-2 раза каждые две недели, концентрация 10%, 300-600 л/га) | Виноград (зеленый) (открытый грунт) | Erysiphe necator | 79% урожая является приемлемым по сравнению с 87% при обработке серой (3 г/л) |
| Сухая сыворотка 1-2 раза в две недели, 45 г/л, 300-600 л/га) | Виноград (зеленый) (открытый грунт) | Erysiphe necator | 76% урожая является приемлемым по сравнению с 87% при обработке серой (3 г/л) |
| Молоко (1-2 раза каждые две недели, концентрация 10%, 300-900 л/га) | Виноград (Шардоне) (открытый грунт) | Erysiphe necator | Снижает заболеваемость на 40% к моменту сбора урожая |
| Сухой сывороточный протеин (1-2 раза в две недели, 25 г/л, 300-900 л/га) | Виноград (Шардоне) (открытый грунт) | Erysiphe necator | Снижает заболеваемость на 46% к моменту сбора урожая |
К результатам этих исследований следует сделать ряд комментариев. Они проводились на разных культурах, с разной концентрацией и количеством применений, против разных грибов (все они вызывают мучнистую росу), в разном климате, в контролируемых условиях теплицы или в открытом грунте. Кроме того, состав молочного и сывороточного растворов всегда различается, поскольку молоко может быть пастеризованным, цельным или обезжиренным, свежим или приготовленным из молока и сухой сыворотки. Таким образом, существует довольно много переменных, которые могут повлиять на эффект. В любом случае, из этих исследований ясно следует, что:
- Молоко и сыворотка уменьшают заражение мучнистой росой (оидиумом)
- Эффект зависит от концентрации и количества обработок.
- Для наилучшего эффекта необходимо полное покрытие листьев молоком / сывороткой.
- Молоко и сыворотка особенно эффективны при слабом течении болезни. При высоком инфекционном фоне и/или при использовании восприимчивых сортов винограда сера и обычные фунгициды намного более эффективны.
- Применением молока и сыворотки невозможно сократить заболеваемость мучнистой росой до коммерчески приемлемых значений (<5%) в условиях высокого инфекционного фона и при использовании чувствительных сортов винограда.
В частности, в теплице молоко и сыворотка оказывают большое влияние на интенсивность заболевания. Развитие заражения, то есть скорость распространения мучнистой росы, в значительной степени замедляется за счет опрыскивания молоком и сывороткой. Однако из-за внешних факторов, действующих в открытом грунте: дождя, ветра, солнца, микроорганизмов и других факторов может быть большая разница в эффективности между закрытым грунтом и виноградником в полевых условиях. Важным фактором воздействия молока и сыворотки является степень, в которой они покрывают части растения. Если покрытие плохое, например, из-за дождя или загущения кустов это все равно приводит к недопустимому распространению оидиума на винограднике 2.. Кроме того, молоко и сыворотку необходимо распылять в профилактически, и они не работают как лечебные фунгициды. Таким образом, прогрессирование болезни и распространение оидиума по виноградникам продолжается, несмотря на лечение молоком и сывороткой. Тем не менее, одно из исследований в закрытом грунте показало, что при низком уровне заболевания обработка высокими концентрациями молока и сыворотки (30 г/л и 45 г/л) может снизить заражение мучнистой росой 1 .
Применение молока и сыворотки в виноградарстве
Молоко и молочные продукты – интересная альтернатива обычным фунгицидам в виноградарстве. Их нанесение недорогое, безвредное для окружающей среды, а распыление можно проводить с помощью имеющегося оборудования. Кроме того, из-за своей пищевой ценности сыворотка, по-видимому, даже стимулирует рост почвенных грибов, таких как микориза 12 . Сыворотка (но не молоко) была зарегистрирована в ЕС в 2016-м году в качестве пищевого продукта, который также может использоваться для защиты растений. Однако он еще не зарегистрирован для использования в открытом грунте, для винограда или для грибка Erysiphe necator , вызывающего оидиум винограда 13,14 . Использование молока и сыворотки на винограднике пока просто запрещено.
Однако, если сыворотка будет разрешена для использования на виноградниках, какая концентрация потребуется? И соответствует ли это действующим правилам ЕС по использованию сыворотки для защиты растений?
Требуемая концентрация сыворотки для защиты винограда
Согласно правилам ЕС, для опрыскивания одного гектара можно использовать от 6 до 30 литров сыворотки, растворенной в 1000-1500 литрах воды. Сыворотка состоит на 6% из твердых веществ, поэтому 1 литр сыворотки равен примерно 60 граммам сухой сухой сыворотки. Это соответствует от 60 до 80 граммов активного вещества, которое может присутствовать в жидкой сыворотке. Исходя из этих данных, максимально возможная концентрация, которую можно использовать для опрыскивания, составляет 2,4 г/л (т.е. 30 литров сыворотки x 80 г на 1000 литров воды). Эта концентрация резко контрастирует с концентрацией сыворотки 45 г/л, рекомендованной для использования на виноградниках 1,2.. В дополнение к тому факту, что эта концентрация, вероятно, слишком мала для достижения достаточного эффекта. Сыворотку также можно использовать только 3-5 раз с минимальным интервалом в 7 дней. Преимущество в том, что нет периода ожидания, поэтому виноград можно опрыскивать сывороткой до сбора урожая. Таким образом, опрыскивание можно использовать в сочетании с другими традиционными пестицидами, особенно в конце сезона.
Влияние на вино?
Когда виноград опрыскивают молоком или сывороткой незадолго до сбора урожая, остатки могут попасть в сусло. При более высоких концентрациях молоко и сыворотка даже оставляют видимый слой на винограде 1,2 . Хотя это не вредно для употребления и похоже, что не влияет на pH и содержание сахара в сусле 2 , это все же может повлиять на вино. Однако, насколько мне известно, нет исследований о влиянии остатков молока и сыворотки на вкус и качество вина, или о влиянии этих молочных белков на процесс брожения.
Прохладный климат
Молоко и сыворотка работают против мучнистой росы. Исследования австралийских виноградарей показывают многообещающие результаты 2,11 . Но сами исследователи отмечают, что эффективность молока и сыворотки также следует проверять на виноградниках с более высокой влажностью, меньшей интенсивностью солнца и большим количеством осадков 2 . Поэтому очень желательно изучить влияние этих молочных продуктов на виноградники в более прохладном климате. Полная защита в открытом грунте молоком и сывороткой от мучнистой росы кажется маловероятной (особенно с учетом текущих разрешенных концентраций в ЕС), но их применение может сократить использование обычных средств защиты растений. Однако, чтобы можно было использовать сыворотку и молоко на винограднике, они должны быть сначала разрешены в качестве средств защиты растений для виноградарства.
