CC BY
82
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
Известия ТСХА, выпуск 3, 2010 год
УДК 632.9:635.342
ИСПЫТАНИЕ БИОПРЕПАРАТОВ ПРОТИВ КОРНЕВЫХ ГНИЛЕЙ ОГУРЦА В ЗАЩИЩЕННОМ ГРУНТЕ
И.В. КОРСАК, Н.Н. СЕНАТОРОВА
(Кафедра фитопатологии РГАУ - МСХА имени К.А. Тимиря зева)
Проведена оценка антагонистической активности биоагентов по отношению к возбудителям корневых гнилей огурца. Установлены наиболее эффективные штаммы и изоля ты трихо дермы. Получены данные по их ростостимулирующему действию на растения. Производственные опыты подтверждают полученные результаты.
Ключевые слова: антагонисты, Pseudomonas, Bacillus, Serratia, биоагенты, Trichoderma, отсроченный антагонизм, ростостимулирующее действие.
Наиболее привлекательная альтернатива химическим пестицидам — природные агенты, регулирующие численность возбудителей болезней растений в естественных биоценозах. В последнее врем наметилась тен-денци возрастани роли биометода в общей системе интегрированной защиты растений. Особенность современного развити биологической защиты растений состоит в расширении сети региональных государственных биолабораторий и коммерческих фирм, обеспечивающих производство и применение биологических средств в защите растений [14, 15].
Выращивание здоровых растений и получение высоких урожаев хорошего качества в услови х защищенного грунта, невозможно без планомерной борьбы с болезня ми, в т.ч. с корневыми гниля ми [6]. Важную роль в подавлении развити болезней растений играют грибы-антагонисты, большинство из которых относитс к так называемым несовершенным грибам (отдел Anamorphic fungi) [2]. Они
обладают широким спектром антагонистических свойств: высокой конкуренцией за питательный субстрат, паразитизмом, гиперпаразитизмом, хищничеством, кроме того, они способны продуцировать антибиотики, угнетающие жизнедеятельность фитопатогенов и р дом других свойств [13, 14, 15]. Использование бактериальных биоагентов основано в большинстве случаев на механизме антибиоза, который играет главную роль в зоне ризопланы. Их использование направлено на существенные ограничения развития и снижение вредоносности популяции фитопатогенов, в первую очередь — возбудителей корневых гнилей культурных растений [4, 6, 8].
В последние годы все более перспективным становитс применение грибов-антагонистов рода Trichoderma, бактерий родов Pseudomonas, Bacillus, Serratia и ря д других. Они давно обратили на себ внимание фитопатологов большим разнообразием антагонистических свойств [6, 7]. В данной
работе была поставлена цель изыскать микроорганизмы-антагонисты,
способные подавлять развитие корневых гнилей огурца, оказывающих ростостимулирующее действие на растение и способствующих повышению урожайности и качества культуры.
Объекты и методы
Опыты проводили на кафедре фитопатологии РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, в биолаборатории ЗАО АФ «Косино» на гибриде огурца F1 Эстафета. Была использована коллекция штаммов и изолятов грибов рода Trichoderma, бактерий родов Pseudomonas, Bacillus и Serratia. Культуры грибов поддерживали на среде КГА, бактерий — на картофельном агаре и среде Кинг Б. Возбудители корневой гнили огурца — грибы родов Rhizoctonia и Fusarium — были выделены с корней огурца и из субстрата, идентифицированы общеприн тыми в фитопатологии методами и перенесены на картофельно-глюкозный агар (КГА). Взаимоотношения между патогенами и антагонистами испытывали in vitro методом одновременного посева и отсроченного антагонизма в чашках Петри на КГА. Засея нные чашки инкубировали при 22$24°С. Размер колоний патогенов и антагонистов, стерильной зоны определяли начиная с 5-го дня после посева.
В вегетационных опытах сравнивали способность испытуемых биоагентов подавл ть развитие корневых гнилей огурца, изучали их воздействие на рост и развитие растений. В варианте было три повторности по 10 растений в каждой.
Производственные опыты проводили в биолаборатории ЗАО АФ «Косино». Схема опыта включала контроль (без обработки), бактерии-антагонисты родов Pseudomonas, Bacillus, Serratia и разные штаммы и изоляты грибов рода Trichoderma.
Опыт проводили на естественном инфекционном фоне.
Комплексное применение био-
агентов включало внесение в лунку при посеве семя н и 2-кратное — под каждое растение в период вегетации (200 мл 0,5%-й суспензии). Первое внесение — через месяц после высадки на постоя нное место, второе — через 2,5-3 недели после первого. Определяли энергию прорастания и всхожесть семя н, биометрические показатели: количество и площадь листьев, высоту растений. Регуля рно, с интервалом в 1-1,5 недели, проводили учеты распространени и развития корневых гнилей, в дальнейшем определяли урожайность культуры [6]. В каждом варианте имелось 3 повторности по 15 растений в каждой.
По общеприн тым формулам рассчитывали распространенность и развитие болезни. Полученные данные обработаны дисперсионным методом при НСР05.
Результаты исследований
Нормальный рост, развитие и со-сто ние растений определ етс в первую очередь сложными конкурентными взаимодействия ми между разнообразными микроорганизмами, заселя ющими семена, надземные вегетирующие органы и, разумеется, корни растений. В свою очередь, почва, пронизанная корневой системой, представляет собой сложную экологическую нишу, заселенную нейтральными, полезными и вредными дл растений микроорганизмами [6, 15]. Большинство патогенов, против которых примен ютс грибы рода Trichoderma, принадлежат числу почвенных микроорганизмов. К таковым относ тс многочисленные возбудители корневых гнилей, в т.ч. грибы родов Fusarium и Rhizoctonia [2, 12]. Существует большое количество штаммов триходермы, среди кото-
рых нам необходимо было отобрать наиболее эффективные на определенной культуре (на огурце) против конкретных возбудителей болезни (фузариума и ризоктонии). Кроме того, широкое распространение в практике получают биопрепараты на основе различных штаммов бактерий рода Pseudomonas, Bacillus и Serratia. Была отмечена их способность выделять в окружающую среду несколько антибиотиков антигрибного и антибактериального действия . В течение нескольких лет на кафедре фитопатологии и лаборатории защиты растений РГАУ - МСХА проводили опыты по отбору и испытанию некоторых штаммов грибов и бактерий-антагонистов по отношению к одним из основных возбудителей корневых гнилей огурца — грибам р. Fusarium и Rhizortonia. С этой целью проводили совместный посев в чашки Петри на КГА антагонистов и патогенов. Таким образом, было установлено, что наибольшую антагонистическую активность про вили штаммы и изо-ляты: триходермы — МПП-3, Л-17, С-16, тК-14, Rol-K-2 и R3; бактерий — Bacillus subtillis-3(11), Pseudomonas fluorescens AP33, Ps. sp. PX2 и Serratia marcescens Sb 1. Следует отметить, что по отношению к ризоктонии достаточно высокую антагонистическую активность показали многие биоагенты. Наблюдение за их дальнейшим взаимодействием показало, что наибольший подавл ющий эффект был именно в этих вариантах.
В дальнейшем изучали вли ние отобранных биоагентов на посевные качества семян, рост, развитие и зараженность растений корневыми гнилями. Для решения этой проблемы были поставлены вегетационные опыты на кафедре фитопатологии РГАУ - МСХА имени К.А. Тимиря -зева.
По данным вегетационного опыта, перечисленные выше антагонисты
способствовали некоторому повышению энергии прорастания и всхожести семя н. При испытании на искусственном инфекционном фоне в контроле гибель растений от корневых гнилей составля ла более 91%. Применение вышеперечисленных биоагентов позволило снизить этот показатель в 5,5-7,3 раза. Кроме того, отмечалось более быстрое развитие растений: увеличивались высота, количество и площадь листьев, особенно в варианте с внесением штаммов и изоля тов триходермы Л-17, Rol-K-2 и R3. Опыты, проведенные в теплице биолаборатории ЗАО АФ «Косино», подтверждают ранее полученные результаты (рис. 1). Установлено существенное различие между вариантами при 0,05%-м уровне. На естественном инфекционном фоне (без внесени патогенов в почву) НСР05 составила
0,9, при внесении ризоктонии — 1,04 и фузариума — 0,99. Кроме того, в большинстве вариантов с применением биопрепаратов отмечалось более мощное развитие корневой системы и надземной части (рис. 2). Таким образом, применя емые биоагенты не только не угнетают рост и развитие растений, но и обладают некоторым ростостимулирующим действием, кроме того, способны длительное время сохран тьс на корн х растений. На основании полученных данных возможно было предположить использование всех испытуемых штаммов и изол тов дл борьбы с корневыми гнил ми огурца в услови х производства.
В опытах применяли жидкую препаративную форму. Титр бактериальных препаратов составл л 2,7-5,8х109 бактериальных клеток в 1 мл. Биопрепараты на основе триходермы, полученные при глубинном культивировании, содержали хламидоспоры, обрывки мицелия, некоторое количество конидий, остатки питательной среды и биологически активные
~ 450
13 400
Я 350 ¡5 300
3 250 ! 200 3 150
Э 100 I 50 К 0
■
<*
^ ^ ^ - >ь Л4'^ ^ ,/ ^'г ^
\-
П Без патогенов I Ризоктония ПФ^зариум
Рис. 1. Биометрические показатели развития растений огурца (гибрид Р., Эстафета, лаборатория защиты растений РГАУ - МСХА, 2007-2008 гг)
вещества (БАВ); титр — 4,1$5,5х109 КОЕ/мл.
В нашу задачу входило исследование возможности комплексного применени биоагентов: регул рно
проводился учет их приживаемости на корнях растений, зараженности огурца в теплице корневыми гнил ми и урожайности культуры.
При учете поя вления, распростра-нени и развити корневых гнилей вы сн лись причины ее по влени (выдел ли патогенов в чистую культуру). Было выя влено, что основными возбудител ми данного заболевани в теплицах хозя йства я влялись грибы рода ризоктони — их численность из всего видового состава корневых патогенов составл ла более 59,5%; количество фузариума и пи-тиума — 23, 3 и 12,8% соответственно. Отмечены: Pythium debarianum, единичные колонии альтернарии, бактерий рода Рес1оЪас1егшт и др. (рис. 3).
При выращивании рассады огурца в теплице хозяйства были получены показатели, сходные с таковыми в вегетационном опыте. Данные по учету
распространенности и развити корневых гнилей представлены на рисунке 4.
Во всех вариантах с применением биоагентов наблюдалось снижение распространенности и развити корневых гнилей. Наибольшую эффективность показали штаммы и изол -ты грибов рода триходерма, особенно Rоl-K-2, ТК-14 и Л-17: по сравнению с контролем, развитие болезни снизилось в разные дни учета в 3,97-10,68,
2,87-8,91, 3,47-7,54 раза соответ-
ственно. Биологическа эффективность применени этих штаммов со-ставл ла соответственно 74,8-90,6%,
65,2-88,8%, 71,2-86,7%, что значительно выше, чем в других вариантах.
Проведение статистической обработки данных подтвердило существенные различи и позволило нам рассмотреть возможность их приме-нени на огурце с целью защиты данной культуры от корневых гнилей.
Урожайность при использовании штаммов триходермы Rol-K-2, ТК-14 и Л-17 по сравнению с контролем повысилась на 12,7-17,5%.
Рис. 2. Сырая масса растений огурца в разных вариантах обработки (гибрид Р. Эстафета, лаборатория защиты растений РГАУ - МСХА, 2007-2008 гг.)
Рис. 3. Соотношение основных почвенных патогенов в субстрате (теплица биолаборатории ЗАО АФ «Косино», 2007-2008 гг)
48-й ,
60-й день Де нь учета
75-й .
♦ Контроль —Планриз (эталон)
-Д—Pseudomonas sp-шт РХ2 -X—Bacillus s ubtilis шт.3(11)
S e rratia marcescens шт^Ь1
-•-Тр иходерма шт. С-16
—1—Тр иходерма шт. МПП-3
— Тр иходерма шт.ТК-14 Тр иходерма шт. Л-17
— —Триходерма шт-Rol- K-2
Тр иходерма шт. R3
день
Рис. 4. Распространенность и развитие корневых гнилей огурца (гибрид Р. Эстафета; биолаборатория ЗАО АФ «Косино», 2007-2008 гг.)
Во всех вариантах с применением биоагентов отмечалась их приживаемость и длительное сохранение на корн х испытуемых растений огурца.
Таким образом, высокая биологическая эффективность по отношению
к возбудител м корневых гнилей, способность к ростостимулирующему воздействию на растения, приживаемость и длительное сохранение на корн х, легкость применени позвол ют рекомендовать штаммы и изоля ты триходермы Л-17, Rol-K-2 и
ТК-14 против корневых гнилей огурца в условиях производства.
Выводы
1. Наиболее перспективными по от-
ношению к возбудителям корневых гнилей огурца являются биоагенты:
Pseudomonas fluorescens AP33, Pseudomonas sp. PX2, Bacillus subtilis 3(11), Serratia marcescens Sb 1, грибы-антагонисты рода Trichoderma: МПП-3,
С-16, Л-17, ТК-14, Rol-K-2, R3.
2. Вегетационные опыты 2007 — 2008 гг. подтвердили высокую антагонистическую активность указанных штаммов и изол тов как на естественном, так и на искусственном инфекционных фонах, а также их способность приживаться и сохраняться в течение длительного времени на корн х растений.
3. Основными возбудителями корневых гнилей в теплицах хозяйства являлись грибы рода ризоктония — их
численность из всего видового состава корневых патогенов составляла более 59,5%; количество фузариума — 23,3% и питиума — 12,8%. Отмечались единичные колонии альтернарии, бактерий рода РесІоЬасІегіиш и др.
4. Производственными испытаниями показана высокая эффективность комплексного применения, включающего внесение в лунку при посеве сем н и 2-краное внесение под каждое растение в период вегетации (200 мл 0,5%-й суспензии), штаммов и изолятов трихо-дермы Rol-K-2, ТК-14 и Л-17 против корневых гнилей огурца: по сравнению с контролем развитие болезни снизилось в разные дни учета в 3,97-10,68,
2,87-8,91, 3,47-7,54 раза соответственно. Биологическая эффективность при-менени этих штаммов составл ла соответственно 74,8-90,6%; 65,2-88,8%;
71,2-86,7%. Кроме того, прибавка урожайности при использовании данных штаммов по сравнению с контролем составляла 12,7-17,5%.
Библиографический список
1. Актуальные вопросы биологизации защиты растений / Под ред. М.С. Соколова, Е.П. Угрюмова. Пущино, 2000.
2. Ахатов А.К., Джалилов Ф.С., Белошапкина О.О., Стройков Ю.М., Чи-жов В.Н., Трусевич А.В. Защита овощных культур и картофеля от болезней. М., 2006. С. 45—60, 70—114.
3. Бондаренко Н.В. Биологическая защита растений. М.: Агропромиздат, 1987.
4. Джалилов Ф.С., Корсак И.В., Перебитюк А.Н. Использование флуоресцирующих псевдомонад для защиты капусты от бактериальных болезней // Известия ТСХА, 1994. Вып. 2. С. 93—98.
5. Захаренко В.А. Биологическая защита растений как фактор оптимизации фитосанитарного состояния растениеводства // Актуальные вопросы биологизации защиты растений. Пущино, 2000. С. 11—25.
6. Корсак И.В. Применение биологических препаратов против корневых гнилей огурца. М.: ТСХА, 2002.
7. Николаева С.И., Харбур М.В. Применение триходермина в борьбе с корневыми гнилями / Сб. Болезни сельскохозяйственных культур и их антагонистов. Киев: Штиинца, 1982. С. 41—46.
8. 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.
9. Смирнов В.В., Киприанова Е.А. Бактерии рода Pseudomonas. Киев: Наукова Думка, 1990.
10. Соколов М.С., Монастырский О.А., Пикушова Э.А. Экологизация защиты растений. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1994.
11. Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. Справочное издание, 2009.
12. Твердюков А.П., Никонов П.В., Ющенко Н.П. Биологический метод борьбы с вредителями и болезнями в защищенном грунте. М.: Колос, 1993.
13. Чекалова К.В., Марквичев Н.С. Сравнительная оценка биологических препаратов на основе грибов рода Trichoderma // Гавриш, 2005. С. 23-24.
14. Штерншис М.В., Джалилов Ф.С., Андреева И.В., Томилова О.Г. Биопрепараты в защите растений. Новосибирск, 2000.
15. Штерншис М.В., Джалилов Ф.С., Андреева И.В., Томилова О.Г. Биологическая защита растений. М.: КолосС, 2004.
16. Экологически безопасные и беспестицидные технологии получения растениеводческой продукции / Материалы Всероссийского науч.-пр. совещания. Пу-щино, 1994. Ч. I. Ч. II.
17. Cubeta M.A., Mozley S.E.,and Porter D. Laboratory Exercises with Zoospo-ric Fungi. Eds. R. Trigiano and M. Windham, CRC Press, 2001.
18. Cubeta M.A. , and R. Vilgalys. Population biology of the Rhizoctonia solani complex// Phytopathology, 1997. V. 87. Р. 480-484.
SUMMARY
Evaluation of antagonistic activity of bioagents towards cucumber root rot causative agents has been made. The most effective trichoderm strains and isolates have been found. Data on their growth stimulating effect on crops have been gathered. Field experience confirms the results obtained.
Key words: antagonists, Pseudomonas, Bacillus, Serratia, Trichoderma, bioagents, delayed antagonism, growth-stimulating effect.
Корсак Ирина Владимировна — к. б. н. Тел. (495) 976-03-78.
Сенаторова Наталья Николаевна — асп. каф. фитопатологии РГАУ -МСХА имени К.А. Тимиря зева. Тел. (495) 580-53-20.
