CC BY
87
4. Vil'dflush I.R. i dr. Primenenie mikroudobrenij i regulyatorov rosta v intensivnom zemledelii. Rekomendacii. - Gorki: BGSKHA, 2015. - 48 s.
5. Orekhova A.N., Dudenko N.V. Vliyanie EHpina-EHkstra na urozhaj i kachestvo zerna ozimoj pshenicy v zasushlivyh usloviyah // Zemledelie. - 2014. - №2. - S. 38-40.
6. Petrichenko V.N., Turkina O.S. EHffektivnost' primeneniya kremnijorganicheskogo preparata EHnergiya-M s kompleksnymi vodorastvorimymi udobreniyami Akvarin i Ratvorin na stolovyh korneplodah //Zemledelie. - 2015. - № 5. - S. 27-30.
7. Gajsin I.A., Pahomova V.M. Polifunkcional'nye helatnye mikroudobreniya. Praktika primeneniya i mekhanizm dejstviya. - Kazan', 2016. - 316s.
8. Osipov A.I., SHkrabak E.S. Vliyanie nekornevogo pitaniya na urozhaj i kachestvo ovoshchnyh kul'tur //Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2018. - 2 (51). - S.35-41.
9. YAkushev V.P., Osipov A.I., YAkushev V.V. Potencial razvitiya otrasli rastenievodstva v RF s ispol'zovaniem informacionnyh tekhnologij tochnogo zemledeliya: materialy VI Mezhdunarodnogo foruma «Prodovol'stvennaya bezopasnost'». - SPb., 2016. - S. 66-73.
УДК 632.3 Б01 10.24411/2078-1318-2019-11052
Аспирант Ю.В. КОСУЛЬНИКОВ
(ФГБОУ ВО СПбГАУ, kullavayn@gmail.com)
ИЗУЧЕНИЕ ТОКСИЧНОСТИ РЯДА ПРОТРАВИТЕЛЕЙ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР ДЛЯ КЛУБЕНЬКОВЫХ БАКТЕРИЙ СОИ И ЛЮПИНА
Важной особенностью бобовых культур является их способность вступать в симбиотические взаимодействия с клубеньковыми бактериями. Такой симбиоз позволяет бобовым растениям усваивать азот воздуха, то есть приобщаться к практически неисчерпаемому источнику этого важнейшего элемента [1]. Трудно переоценить значимость данного процесса с экономической точки зрения, ввиду того, что производство минеральных азотных удобрений является одной из наиболее капиталоемких сфер агропромышленного комплекса. Более того, с точки зрения экологии, биологическая азотфиксация имеет ряд неоспоримых преимуществ над промышленной азотфиксацией. Ввиду своего естественного происхождения биологическая азотфиксация является безотходным и экологически безопасным для окружающей среды процессом [2].
Более широкому сельскохозяйственному использованию биологической азотфиксации в качестве источника азота препятствуют сложности получения эффективного бобово-ризобиального симбиоза в полевых условиях [3,6]. В частности, для образования на корнях бобовых растений мощной азотфиксирующей симбиотической системы необходима инокуляция семян биопрепаратами клубеньковых бактерий (особенно если бобовая культура высевается на данном поле впервые), что не гарантирует получение активного бобово-ризобиального симбиоза. Причин, по которым инокуляция не дает ожидаемого результата, может быть сразу несколько, в частности:
1. Инокулянт не соответствует минимальным критериям качества - слишком низкий титр препарата, несоответствие штамма бактерий конкретным почвенно-климатическим условиям и т.д.
2. Истекший срок годности инокулянта.
3. Несоблюдение требований эффективной инокуляции семян, таких как равномерная обработка семян рекомендуемым количеством препарата, соблюдение норм расхода инокулянта, использование прилипателей, своевременный посев инокулированных семян и т.д.
4. Инокуляция совместно с токсичным для ризобий протравителем.
Последнее положение особенно часто является причиной неэффективной инокуляции, ввиду малоизученности вопроса степени совместимости того или иного биопрепарата с тем или иным протравителем семян. Самым простым решением данной проблемы является
разделение во времени (в 5-20 суток) процессов протравливания семян и их инокуляции, но это связано с существенными издержками. Поэтому сама возможность осуществления инокуляции семян одновременно с их протравливанием представляет интерес, так как совмещение данных приемов в одну операцию позволит сэкономить временные и трудовые ресурсы, а также уменьшить потери семян в связи с уменьшением числа обработок [4,5].
Цель исследования - определить возможность совместного применения протравителей семян зернобобовых культур с биопрепаратами на основе клубеньковых бактерий сои (ВгайугЫгоЫит ]аротсиш шт. 634б) и люпина (ВгайугЫгоЫит 1ир1п1 шт. 367а). В задачи исследования входило определение влияния протравителей различных марок (Синклер, Оплот, Триада) и их концентраций в баковом растворе, а также влияния времени выдержки таких растворов (4, 8, 24 часа) на выживаемость ризобий.
Материалы, методы и объекты исследования. В качестве бактериальных суспензий были исследованы препараты ризобий сои (В. ]аротсит шт. 634б) и люпина (В. 1ир1т шт. 367а).
Препараты готовились путем инокуляции изучаемыми штаммами полусинтетической питательной среды (таблица) с последующим ее недельным термостатированием на качалке и месячным выдерживанием в холодильнике.
Таблица 1. Состав полусинтетической питательной среды для получения жидких бактериальных культур ризобий и посевов разведений вариантов баковых растворов
на чашки Петри
Компонент среды Концентрация компонента среды (г/л)
К2НРО4 0,5
Ме8О4*7Н2О 0,2
№С1 0,1
Дрожжевой экстракт 1,0
Маннит 10,0
Были исследованы следующие марки фунгицидов:
СИНКЛЕР, СК, ДВ - флудиоксонил 75 г/л, (АО Фирма "Август");
ОПЛОТ, ВСК, ДВ - дифеноконазол 90 г/л, тебуконазол 45 г/л, (ЗАО Фирма "Август");
ТИРАДА, СК, ДВ -тирам 400 г/л, дифеноконазол 30 г/л, (ЗАО "Щелково Агрохим).
Определение токсичности фунгицидов было осуществлено путем приготовления бакового раствора данных протравителей и 20% раствора бактериальной суспензии. Исследовались две концентрации каждого протравителя - рекомендуемые производителем фунгицида и вдвое меньшие: для фунгицидов Синклер и Оплот такие концентрации составили 3% и 6%, для фунгицида Тирада, соответственно, 10% и 20%. Приготовленные растворы затем выдерживались при комнатной температуре без доступа света с периодическим посевом разведений через определённые интервалы времени на чашки Петри с агаризированной питательной средой (таблица). По прошествии восьми дней с момента посева осуществлялся подсчет образовавшихся колониеобразующих единиц (КОЕ) клубеньковых бактерий. Определялась динамика числа жизнеспособных бактериальных клеток в смеси с фунгицидами в условиях бакового раствора и влияние на нее следующих факторов: вид бактерий, марка и концентрация протравителя, прошедшее с момента смешения время. Повторность опыта - четырехкратная.
Результаты исследования. Подсчет числа выживших ризобий в различных вариантах баковых растворов с достаточной наглядностью показал негативное влияние протравителей на жизнеспособность клубеньковых бактерий. Если в контрольных вариантах (водный раствор биопрепарата) число колониеобразующих бактерий с течением времени заметно не меняется, то в вариантах с протравителями, за исключением пестицида Синклер, число живых ризобий падает практически до 0 в течение 24 часов, причем не только в рекомендуемых концентрациях протравителей, но также в У рекомендуемой концентрации. Вид кривых на графиках позволяет достаточно четко выстроить ряд протравителей в порядке увеличения их
токсичности для ризобий (в рекомендуемых концентрациях): Синклер, Оплот, Тирада. Но так как токсичности Оплота и Тирады лежат в достаточно близких интервалах, и учитывая в 3 раза большую рекомендуемую норму Тиары, можно признать именно пестицид Оплот самым токсичным из исследованных протравителей в пересчете на единицу препарата.
Заметного отличия в устойчивости ризобий сои (рис. 1, 2) и люпина (рис. 3, 4) к различным концентрациям различных протравителей не просматривается, за исключением данных по суточному выдерживанию бактерий в контакте с пестицидом Синклер - ризобии сои показывают себя несколько более устойчивыми.
450
т -с
= -
3 ® и О
*5 &
е в.
к
я
■о о
ы
С
400 350 300 250 200 150 100 50 0
-К
•*■.......N
0 часов
4 часа
8 часов
24 часа
■Контроль
3%р-р пестицида Синклер
■ 3%р-р пестицида Оплот
чЛ** 10%р-р пестицида Тирада
Время, прошедшее с момента приготовления бакового раствора
Рис. 1. Динамика сокращения титра ризобий сои в смеси с исследуемыми фунгицидами в ^рекомендуемой производителем концентрации
450
т
Е -
э в о о '2
е ы а
я
В ■о о
ы О
400 350 300 250 200 150 100 50 0
0 часов
4 часа
24 часа
■Контроль
6%р-р пестицида Синклер
■ 6% р-р пестицида Оплот
>ч**• 20%р-р пестицида Тирада
Время, прошедшее с момента приготовления бакового раствора
Рис. 2. Динамика сокращения титра ризобий сои в смеси с исследуемыми фунгицидами в рекомендуемой производителем концентрации
В то же время можно утверждать, что различие в токсичности для ризобий различных концентраций одного и того же протравителя имеет значительно меньшее влияние, чем различие в токсичности между марками исследованных протравителей. Так, увеличение концентрации в растворе пестицида Синклер с 3% до 6% лишь в 1,25-2 раза уменьшило
число жизнеспособных ризобий сои и люпина (8 часов после смешивания). В то же время токсичность 3% Синклера и 3% Оплота различалась в 3-4 раза, а 6% Синклера и 6% Оплота уже в 8-10 раз (рис. 1, 2, 3, 4).
Показано, что удвоение концентрации протравителей вызвало заметное снижение числа ризобий в случае фунгицидов Оплот и Тирада лишь на 8 час. а для фунгицида Синклер только через сутки после смешения. В случае обоих концентраций протравителей достаточно наглядна большая токсичность для ризобий сои фунгицидов Оплот и Тирада, по сравнению с фунгицидом Синклер. В то же время число выживших ризобий сои в контакте с обоими концентрациями Синклера за 24 часа сократилось более чем в 2 раза, что однозначно указывает на токсичность протравителя для бактерий. Вероятно, в случае совмещения операций протравливания семян сои фунгицидом Синклер и их инокуляции достаточно лишь соответствующим образом увеличить норму расхода инокулянта, в то время как фунгициды Оплот и Тирада стоит признать непригодными для протравливания совместно с инокуляцией при любых концентрациях фунгицидов и нормах расхода инокулянтов.
с\ гш
г*}
5 -
^
I а
Iе
й ш о
■н
Ы
С
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
г п * 1 * \ ' ¥
Л \
•Л *> > к
•Л \
\
•
■Контроль
3%р-р пестицида Синклер
3%р-р пестицида Оплот
10%р-р пестицида Тирада
0 часов 4 часа 8 часов 24 часа
Время, прошедшее с момента приготовления бакового раствора
Рис. 3. Динамика сокращения титра ризобий люпина в смеси с исследуемыми фунгицидами в У рекомендуемой производителем концентрации
в\ №
>а ю е а с
О О
ы С
Ы
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
■Контроль
6%р-р пестицида Синклер
■ б%р-р пестицида Оплот
■ 20%р-р пестицида Тирада
0 часов 4 часа 8 часов 24 часа
Время, прошедшее с момента приготовления бакового раствора
Рис. 4. Динамика сокращения титра ризобий люпина в смеси с исследуемыми фунгицидами в рекомендуемой производителем концентрации
Для ризобий люпина наблюдается похожая закономерность - удвоение концентрации протравителей вызывает заметное уменьшение числа выживших ризобий для фунгицидов Оплот и Тирада на 8 час., а для фунгицида Синклер - лишь через сутки после смешения. Ризобии люпина оказались менее устойчивыми к фунгициду Синклер - через 24 часа контакта рекомендуемой концентрации протравителя с бактериями число последних сократилось на порядок.
Выводы. Клубеньковые бактерии сои и люпина практически не отличаются по своей устойчивости к различным концентрациям исследованных пестицидов, за исключением данных по суточной выдержке с пестицидом Синклер - ризобии сои показывают себя несколько более устойчивыми. Сами пестициды можно выстроить в ряд в порядке увеличения их токсичности для ризобий: Синклер, Оплот, Тирада (при рекомендуемых нормах расхода данных пестицидов).
Из изученных протравителей только фунгицид Синклер можно признать относительно совместимым с ризобиями сои и люпина, так как только с ним выживает более половины бактерий сои и значительная доля ризобий люпина при контакте с протравителем в течение 8 часов после приготовления совместного бакового раствора. Вероятно, при этом возможна компенсация гибели бактерий путем простого увеличения нормы расхода инокулянта.
Литература
1. Посыпанов Г.С. Об условиях бобово-ризобиального симбиоза и его роль в повышении урожайности бобовых культур. - В. 3. - М.: ТСХА, 1972. - 28 с .
2. Жеруков Б.Х. Биологический азот в сельском хозяйстве: проблемы, решения и перспективы развития // Известия Горского государственного аграрного университета. -2010. - Т.47, №2. - С.43-47.
3. Кокорина А.Л., Кожемяков А.П. Бобово-ризобиальный симбиоз и применение микробиологических препаратов комплексного действия - важный резерв повышения продуктивности пашни: лекция. - СПб.: Изд-во СПбГАУ, 2010. - 50 с.
4. Борзенкова Г.А. Система рационального примененния протравителей и оптимизация их совместного использования с биопрепаратами и ФАВ в защите гороха от болезней в условиях юга Нечерноземной зоны России // Зернобобовые и крупяные культуры. - 2012. -№1. - С. 90-98.
5. Щербина Е.А. Совмещение нитрагинизации семян гороха с протравливанием ТМТД: сборник научных трудов ВНИИЗБК, 1976. - Т.6. - С. 127-132.
6. Krapp A. Plant nitrogen assimilation and its regulation: a complex puzzle with missing pieces // Current Opinion in Plant Biology. 2015. V. 25. P. 115-122. doi:10.101б/j.pbi.2015.05.010.
Literatura
1. Posypanov G.S. Ob usloviyah bobovo-rizobial'nogo simbioza i ego rol' v povyshenii urozhajnosti bobovyh kul'tur. - V. 3. - M.: TSKHA, 1972. - 28 s.
2. ZHerukov B.H. Biologicheskij azot v sel'skom hozyajstve: problemy, resheniya i perspektivy razvitiya // Izvestiya Gorskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2010. - T.47, №2. -S.43-47.
3. Kokorina A.L., Kozhemyakov A.P. Bobovo-rizobial'nyj simbioz i primenenie mikrobiologicheskih preparatov kompleksnogo dejstviya - vazhnyj rezerv povysheniya produktivnosti pashni: lekciya. - SPb.: Izd-vo SPbGAU, 2010. - 50 s.
4. Borzenkova G.A. Sistema racional'nogo primenenniya protravitelej i optimizaciya ih sovmestonogo ispol'zovaniya s biopreparatami i FAV v zashchite goroha ot boleznej v usloviyah yuga Nechernozemnoj zony Rossii // Zernobobovye i krupyanye kul'tury. - 2012. - №1. - S. 90-98.
5. SHCHerbina E.A. Sovmeshchenie nitraginizacii semyan goroha s protravlivaniem TMTD: sbornik nauchnyh trudov VNIIZBK, 197б. - TA - S. 127-132.
6. Krapp A. Plant nitrogen assimilation and its regulation: a complex puzzle with missing pieces // Current Opinion in Plant Biology. 2015. V. 25. P. 115-122. doi:10.1016/j.pbi.2015.05.010.
