CC BY
31
УДК 635.648:632.4:577.19
ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОПРЕПАРАТОВ ПРОТИВ КОРНЕВЫХ ГНИЛЕЙ БАМИИ
И.В. КОРСАК, Ю.М. СТРОЙКОВ, ХУСЕЙН АЛЬ-ДАХИЛЬ
(Кафедра защиты растений РГАУ - МСХА имени К.А. Тимиря зева)
Антагонистическую активность испытуемых биоагентов по отношению к возбудителям корневых гнилей бамии оценивали in vitro в чашках Петри на ИПС КГА. Наибольшей эффективностью характеризовались: штамм Rol-K-2 и изолят FM-1 грибов-антагонистов рода Trichoderma; из бактерий — Bacillus subtilis изолят 3 [11]. В вегетационных опытах на искусственном инфекционном фоне при использовании данных биоагентов отмечалось повышение энергии прорастания, всхожести семян и значительное снижение зараженности бамии корневыми гниля ми. По воздействию на энергию прорастания, всхожесть семян и зараженность растений корневыми гнилями биоагенты практически не отличались от таковых в вариантах с применением фундазола.
Ключевые слова: антагонисты, грибы рода Trichoderma, бактерии родов Pseudomonas, Bacillus, биоагенты, естественный инфекционный фон, искусственный инфекционный фон, штаммы, изоляты.
Сельскохозяйственные культуры повсеместно поражаются большим количеством болезней, развитие которых приводит к значительному снижению урожая и при сильном развитии заболевания к преждевременной гибели растений. В настоящее врем все более серьезной проблемой становятся корневые гнили, одним из возбудителей которых вл ютс грибы рода Fusarium и Rhizoctonia. Они широко распространены в самых разнообразных субстратах и вызывают заболевани многих видов растений [2, 18].
Выращивание здоровых растений и получение высоких урожаев хорошего качества невозможно без планомерной борьбы с болезн ми. Одним из самых эффективных приемов всегда я влялось применение химических препаратов [12]. Однако в свя зи с
остро встающими проблемами охраны окружающей среды от загря зне-ний и отрицательного воздействия химических средств на микрофлору все большее значение приобретает поиск и внедрение в производство приемов биологической защиты растений от болезней [4, 9, 11, 15].
В последние годы перспективными объектами для агробиотехнологии вл ютс грибы-антагонисты рода
Trichoderma, бактерии родов Bacillus и Pseudomonas [3, 5, 6, 7, 8, 16]. Они давно обратили на себ внимание фитопатологов большим разнообразием антагонистических свойств [10].
В течение нескольких лет на кафедре фитопатологии и лаборатории защиты растений РГАУ - МСХА провод тс опыты по испытанию некоторых штаммов и изол тов микроорга-низмов-антагонистов отношению к воз-
будителям корневых культур, в т.ч. к грибам рода Fusarium и Rhizocto-nia [4].
В данной работе была поставлена цель: изыскать наиболее эффективный способ подавления развития возбудителей корневых гнилей бамии (ризоктонии и фузариума).
Материалы и методы исследования
Исследования проводили на кафедре фитопатологии РГАУ - МСХА имени К.А. Тимиря зева в 2009 г. Были использованы штаммы и изоляты микроорганизмов-антагонистов: гри-
бов рода Trichoderma, бактерии родов Bacillus и Pseudomonas; возбудители корневых гнилей — изоляты Rh-7 гриба Rhizoctonia solani и FO-12 — Fusarium oxysporum [13, 14, 17].
Взаимоотношения между патогенами и антагонистами испытывали in vitro методом одновременного посева и отсроченного антагонизма в чашках Петри на КГА. Засея нные чашки ин-
Определяли энергию прорастания и всхожесть семя н. В каждом варианте было три повторности по 10 растений в каждой.
В ходе эксперимента возникла необходимость рассмотреть воздействие фундазола на рост и развитие колоний изучаемых антагонистов. Для этой цели в пробирках моделировали баковые смеси данного фунгицида с культурами биоагентов, выдерживали их в течение 1 ч. Затем проводили последовательные разведени и посев в чашки Петри на КГА (для триходер-мы) и на бактериальный картофель-
кубировали при 22-24°С. Размер колоний патогенов измер ли начина с 3-го дня после посева.
В вегетационных опытах на искусственном инфекционном фоне сравнивали способность испытуемых антагонистов подавл ть развитие корневых гнилей овощной культуры бамия, изучали их воздействие на энергию прорастания и всхожесть семя н. В качестве эталона был химический фунгицид фундазол. В опыте присутствовали варианты совместного приме-нени данного препарата с биоагентами. При создании инфекционного фона чистые культуры почвенных патогенов (изоляты ЙЬ-7 гриба Rhi-zoctonia solani и ГО-12 — Fusarium oxysporum) выращивали в чашках Петри на КГА. В стерильный питательный субстрат вносили патогенов из расчета 2 г сырого мицели на 1 кг субстрата. Через трое суток начинали закладку опыта по соответствующей схеме:
ный агар (дл бактерий родов Bacillus и Pseudomonas) по 0,1 мл суспензии из 7, 8 и 9-го разведения . После 48-часовой инкубации при температуре 28$30°С (для бактерий) и 22$24°С (дл грибов) подсчитывали количество колоний антагонистов. В каждом варианте было по три повторности.
Результаты исследований
Полученные данные приведены в таблицах 1 и 2. В проведенных опытах in vitro было установлено, что при одновременном посеве наибольшую антагонистическую активность по от-
Антагонист Патогены
Rhizoctonia solani Fusarium oxysporum
Контроль + +
Trichoderma harzianum штамм Rol-K-2 + +
Tr. sp. изолят FM-1 + +
Bacillus subtilis изол. 3(11) + +
Pseudomonas fluorescens штамм АР 33 + +
Ps. sp. изолят РХ2 + +
Т а б л и ц а 1
Подавление роста и развития колоний Rh. solani биоагентами (2009)
Вариант День учета
4-й 8-й
радиус колоний патогена, мм подавление роста колоний патогена, % радиус колоний патогена, мм подавление роста колоний патогена, %
Контроль (Rh. solani) 76,0 — 76,6 —
Tr. harzianum штамм Rol-K-2 0,44 99,4 0,6 100,0
Tr. sp. изолят FM-1 0,47 99,4 0,6 100,0
B. subtilis изолят 3 (11) 45,4 40,3 37,3 51,3
Ps. fluorescens штамм АР 33 50,2 33,9 75,9 0,91
Ps. sp. изолят РХ2 74,7 1,7 76,3 0,39
НСР0,01 12,6 — 22,8 —
Т а б л и ц а 2
Подавление роста и развития колоний F oxysporum биоагентами (2009)
Вариант День учета
4-й 8-й
радиус колоний патогена, мм подавление роста колоний патогена, % радиус колоний патогена, мм подавление роста колоний патогена, %
Контроль (F oxysporum) 73,1 — 79,8 —
Tr. harzianum штамм Rol-K-2 20,7 71,6 20,4 75,8
Tr. sp. изолят FM-1 21,7 70,3 49,9 74,4
B. subtilis изолят 3(11) 45,3 37,9 78,4 41,2
Ps. fluorescens штамм АР 33 45,4 37,7 79,8 1,7
Ps. sp. изолят РХ2 53,1 27,3 79,8 0,0
НСР0,01 13,4 — 16,8 —
ношению к ризоктонии и фузариуму проя вила триходерма: штамм Rol-K-2 и изоля т FM-1. При отсроченном антагонизме были получены аналогичные результаты. Как видно из таблицы 1 , уже на 4-й день учета в вариантах с триходермой наблюдаетс почти полное подавление ризоктонии. По отношению к фузариуму (см. табл. 2) подавление несколько меньше: в зависимости от дн учета оно составл ло от 70,3 до 76,0%. Из бактериальных биоагентов наибольшую антагонистическую активность показала Bacillus subtilis изолят 3 (11). По отношению к ризоктонии и фузариуму подавление
к восьмому дню учета составило соответственно 51,3 и 41,2%. В течение последующих двух недель было отмечено дальнейшее подавление патогенов.
Совместное применение пестицидов, особенно биологических и химических, требует большой осторожности, так как каждый из них представляет собой сложную, хорошо сбалансированную по различным по-казател м систему и предназначен в основном дл индивидуального применения. В смеси же действующие, а часто и вспомогательные вещества химического препарата вступают во
взаимодействие с живым объектом — продуцентом биопрепарата. Взаимодействие такого характера может привести к потере активности или гибели антагонистов в результате содержания в химических препаратах токсичных для данных микроорганизмов веществ.
Известно, что совместимыми считаются такие препараты, которые при смешивании с другими веществами не измен ют свойств последних и показывают такую же эффективность, как и при раздельном применении. Препаратами, совместимыми с испытуемыми биоагентами, являются те, у которых процент колониеобразующих единиц по отношению к контролю выше 80. Это означало бы, что данные препараты либо не оказывали отрицательного вли ни на продуценты биопрепаратов, либо это вли ние было незначительным. Точно предсказать взаимодействие химических и биологических препаратов можно только опытным путем. Чтобы понять, какое воздействие на антагонистов оказывал фундазол достаточно рассмотреть результаты, приведенные в таблице 3. Во всех вариантах показано, что фундазол в значительной степени подавл ет развитие антагонистов.
Параллельно велась работа по определению воздействи различных способов обработки на возбудител корневой гнили бамии (ризоктонии) в вегетационном опыте по схеме, при-
веденной в таблице 4. Вначале была отработана необходима концентрация патогена, которая вызывала бы гибель как минимум 90% растений. Она составила 2 г сырого мицели на 1 кг почвы. В вазоны, за три дня до посева, вносили гомогенезированный мицелий ризоктонии. В опытах при-меня ли жидкую препаративную форму. Биопрепарат триходермин при глубинном культивировании содержит хламидоспоры, обрывки мицелия , некоторое количество конидий, остатки питательной среды и биологически активные вещества [1]. Бактериальные препараты содержат живую культуру соответствующих бактерий.
Согласно полученным данным, энергия прорастания и всхожесть семя н бамии в контроле без внесения антагонистов и ризоктонии составила соответственно 68,9 и 89,5%. Внесение патогена способствовало снижению данных показателей на 24,7 и 41,7%. Во всех вариантах обработки сем н, почвы, комплексного применения (сем н и почвы) энерги прорастани сем н практически не отличалась от таковой в контроле (без патогенна), т.е. они не оказывали отрицательного воздействи на данный показатель. Всхожесть семя н при внесении антагонистов и фундазола в почву была несколько ниже, чем при обработке сем н и комплексном применении препаратов. Кроме того, комплексное применение всех препаратов способствовало значительному снижению
Т а б л и ц а 3
Выживание антагонистов в баковой смеси с фундазолом
(0,1%-й раствор фундазола; 2009 г)
Вариант Концентрация антагонистов в рабочей суспензии (КОЕ/ мл) — контроль % КОЕ в баковой смеси с фундазолом (по отношению к контролю)
Ps. fluorescens штамм АР 33 (планриз) 2,3 х 106 27,5
Ps. sp. Изолят РХ2 3,1 х 106 19,3
B. subtilis изолят 3(11) 2,1 х 106 31,8
Trichoderma sp. Изолят РК-1 4,3 х 106 11,7
Tr. harzianum штамм Rol-K-2 (эталон) 5,1 х 106 10,1
Т а б л и ц а 4
Энергия прорастания семян и зараженность рассады бамии корневыми гнилями (%) в разных вариантах обработки на искусственном инфекционном фоне (2009)
Энергия Всхо- Заражен- Эффектив-
Вариант прораста- жесть ность ность
ния семян семян рассады обработки
Контроль (без патогена) 68,9 89,5 0,0 —
Контроль (Rh. solani) 44,2 47,8 59,6 —
Обработка семян
Trichoderma harzianum штамм Rol-K-2 эталон 66,7 85,4 13,5 77,3
Trichoderma sp. изолят РК-1 64,6 84,5 13,8 76,8
Bac. subtilis изолят 3(11) 63,9 82,5 17,9 69,9
Фундазол (4 г/кг семян) 68,6 86,6 12,7 78,6
Внесение препаратов в почву
Trichoderma harzianum штамм Rol-K-2 эталон 64,8 76,2 20,8 65,1
Trichoderma sp. изолят РК-1 65,3 76,8 22,6 62,1
Bac. subtilis изолят 3(11) 63,3 73,6 26,2 56,0
Фундазол (4г/кг семян) 65,3 78,9 24,7 58,5
Обработка семян и внесение препаратов в почву
Trichoderma harzianum штамм Rol-K-2 эталон 67,9 88,9 7,6 87,2
Trichoderma sp. изолят РК-1 65,8 90,8 8,3 86,1
Bac. subtilis изолят 3(11) 65,6 86,4 13,4 77,5
Фундазол (4 г/кг семян) 64,7 91,7 8,3 86,1
НСР0,05 5,8 7,9 3,6 4,4
зараженности растений корневыми гнилями, чем их раздельное использование. Эффективность обработки в случае составл ла от 77,5 до 87,2%. Следует отметить, что воздействие биоагентов на энергию прорастани , всхожесть семя н и зараженность растений корневыми гнил ми практически не отличалось от вариантов с применением химического препарата фундазол. Таким образом, возможно, используемые в наших опытах биоагенты могут витьс
альтернативой данному препарату в защите бамии от корневых гнилей и дадут возможность соблюдать принцип охраны окружающей среды от чрезмерного загр знени дохимика-
тами.
Выводы
1. При одновременном посеве и при отсроченном антагонизме патогенов с грибами рода Trichoderma, бактерия ми ро-
дов Bacillus и Pseudomonas наибольшую антагонистическую активность проявили грибы рода триходерма: во всех вариантах уже на 4-й день учета наблюдалось почти полное подавление ризо-ктонии. По отношению к грибу рода фузариум подавление несколько меньше: в зависимости от дня учета оно составляло от 70,3 до 76,0%.
2. Биоагент Bacillus subtilis изол т 3(11) из всех бактериальных биоагентов показал наибольшую антагонистче-скую активность: по отношению к ри-зоктонии и фузариуму: подавление к 8-му дню учета составило соответственно 51,3 и 41,2%. В течение последующих двух недель было отмечено практически полное подавление патогенов.
3. Энергия прорастания и всхожесть
сем н бамии в контроле без внесени антагонистов и ризоктонии составила соответственно 68,9 и 89,5%. Внесение патогена способствовало снижению
данных показателей на 24,7 и 41,7%. Биологические препараты и фундазол
не оказывали отрицательного воздействия на энергию прорастания и всхожесть семян. Комплексное применение всех препаратов на искусственном инфекционном фоне способствовало значительному снижению зараженности растений корневыми гнил ми. Эффек-
тивность обработки в данном случае составляла от 77,5 до 87,2%.
4. Воздействие биоагентов на энергию прорастания, всхожесть семян и зараженность растений корневыми гнилями практически не отличалось от таковых в вариантах с применением фундазола.
Библиографический список
1. Алимова t.K., Захарова m.c., егорова С.Ю.. Лещинская И.Б., Литвинова Л.И. Кинетика Trichoderma harzianum Rifai Г-432 в тепличном грунте // Микология и фитопатология, 1966. Т. 30. Вып. 3. С. 48-54.
2. Ахатов А.К., Джавлилов t.C., Белошапкина О.О., Стройков Ю.М., Чи-жов В.т., Трусевич А.В. Защита овощных культур и картофеля от болезней. М., 2006. С. 45-60, 70-114.
3. Джалилов t.C., Корсак И.В., Перебитюк А.т. Использование флуоресцирующих псевдомонад дл защиты капусты от бактериальных болезней // Извести ТСХА, 1994. Вып. 2. С. 93-98.
4. Корсак И.В. Применение биологических препаратов против корневых гнилей огурца. М.: Изд-во МсХА, 2001.
5. Рекомендации по применению средств биологического происхождения в системе защиты плодово- годных, овощных культур и картофел от вредителей и возбудителей болезней / Под ред. Б.А. Борисова. М., 2001.
6. Рубан е.Л. Физиология и биохимия представителей рода Pseudomonas. М.: Наука, 1986.
7. Смирнов В.В., Киприанова e.A. Бактерии рода Pseudomonas. Киев: Наукова Думка, 1990.
8. Твердюков А.П., тиконов П.В., Ющенко т.П. Биологический метод борьбы с вредителями и болезнями в защищенном грунте. М.: Колос, 1993.
9. Чекалова К.В. , Марквичев т.С. Сравнительна оценка биологических препаратов на основе грибов рода Trichoderma // Гавриш, 2005. С. 23-24.
10. Штерншис М.В., Джалилов t.C., Андреева И.В., Томилова О.С. Биологическая защита растений. М.: КолосС, 2005.
11. Экологические безопасные и беспестицидные технологии получения растениеводческой продукции / Матер. Всерос. науч.-прак. совещания. Пущино, 1994. Ч. I, II.
12. Chet I., Inbar J., Hadar. Fungal antagonists and mycoparasites. In: Wicklow DT. Sodersstrom B (eds) The Mycota IV: Environmentaland microbial relationships. Springer-Verlag, Berlin. 1997. P. 165-184
13. Grondona I., Hermosa R., Tejada M., Gomis M.D., Mateos P.F., Bridge P.D., Monte E,. Garcia-Acha. Physiological and biochemical characterization of Tricho-derma harzianum, a biological controlagent against soilborne fungal plant pathogens // Appl. Environ. Microbiol., 1997. 63:3189-3198.
14. Hermosa M.R., Grondona I,. Iturriaga E.A., Diaz-Minguez J.M., Castro C., Monte E., Garcia-Acha I. Molecular characterization and identification of biocontrol isolates of Trichoderma spp. // Appl. Environ. Microbiol., 2000. 66: 18901898.
15. Kloepper J.W., Leong J., Teinze M., Schroth M.N. Enhanced plant growth by siderophores produced by plant growth-promoting rizobacteria // Nature. 286, 1980. P. 885-886.
16. Lemanceau P. Effets benefiques de rhizobacteries sur les plantes: exempl des Pseudomonas spp. Fluorescens // Agronomie, 1992. V. 12. № 6. P. 413-437.
17. Monte E. Understanding Trichoderma: between biotechnology and microbial ecology. Int Microbiol., 2001. 4: 1-4.
18. Moussa T.A.A. Studies on biological control of sugarbeet pathogen Rhizocto-nia solani Kuhn. J. Biol. Sci., 2002. 2(12): 800-804.
Рецензент — д. с.-х. н. Ю.А. Юлдашбаев
SUMMARY
Antagonistic activity of bio - agents under test, against okra root rot causative agents has been estimated in vitro, in Petri dish. Both Rol - K - 2 and isolate FM -1of fungi antagonists against Trichoderma genus are characterized as the most efficient; from Bacillus subtilis - isolate 3 (11). During vegetative tests, against artificial infectious background, use of these bio - agents results in both germination rate increase and considerable drop in okra infection rate. A s to effect on both germination rate and on infectiousness with root rots, these bio - agents, practically, do not differ from those including Fundazol use.
Key words: antagonists, Trichoderma fungi, Pseudomonas, Bacillus bacteria, bio - agents, natural infectious background, artificial infectious background, strains, isolates.
Корсак Ирина Владимировна — к. б. н. Тел. (499) 976-03-78.
Стройков Юрий Михайлович — к. б. н. Тел. (499) 976-03-78.
Зл. почта: [email protected].
Хусейн Аль-Дахиль — к. б. н. Университет Альфурат г. Дейр Зззор; Сирия.
