CC BY
73
УДК 576.88
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ БИОПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ БРАССИНОСТЕРОИДОВ И ЭНДОМИКОРИЗНЫХ ГРИБОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ К ПАТОГЕНАМ (НА ПРИМЕРЕ ТОМАТА)
© 2017 А. Е. Рогулина1, Н. С. Малышева2
1 магистрант ЕГФ, направление подготовки 06.04.01 Биология направленности (профиля) Биоразнообразие и его охрана e-mail: ashalimanova@,list. ru 2докт. биол. наук, профессор кафедры общей биологии и экологии, директор НИИ паразитологии e-mail: malisheva64@,mail ru
Курский государственный университет
Представлены результаты исследований по изучению влияния регламентированной обработки растений томата регуляторами роста на основе 24-эпибрассинолида и продуктов метаболизма эндофитного гриба Mycelium radices var. Ledum с целью повышения их устойчивости к фитопатогенам различной систематической принадлежности.
Ключевые слова: регуляторы роста растений, биопрепараты, фитопатогены, фитогормоны, брассиностероиды, эндомикоризные грибы, устойчивость.
Получение высоких стабильных урожаев в значительной степени определяется качеством посевного (посадочного) материала [Emmert, Handelsman 1999: 98]. В настоящее время исследование регуляции роста и развития растений с помощью биостимуляторов является одной из центральных проблем современной физиологии растений. В зависимости от физиологического состояния растения, концентрации и состояния фитогормонов, последние могут стимулировать или тормозить тот или иной физиологический процесс, ускорять или замедлять его. Физиологически активные вещества, воздействуя на различные стороны жизнедеятельности растительного организма, способны прямо или косвенно влиять на устойчивость растений к патогенным микроорганизмам [Козьмина 1990: 101].
Для многих агрокультур проблема продолжительной комплексной устойчивости к биотическим стрессовым воздействиям на сегодняшний день остается нерешенной, поэтому для повышения качественных и количественных показателей урожайности приходится использовать дополнительные защитные мероприятия растений [Castle и соавт. 2003: 45]. Данная проблема особенно актуальна для культуры томата, плоды которого широко используются в питании детей и взрослых. По данным Института защиты растений, большое количество заболеваний растений томата может являться причиной гибели 30-50% урожая, а при сильном поражении потери урожая могут достигать 70-80%. Все это способствует активному поиску максимально экологизированных методов и средств, снижающих потери и стабилизирующих продуктивность растений [Поликсенова 2009: 48].
Одним из наиболее перспективных направлений фитосанитарной оптимизации овощных агроценозов является использование биологических средств защиты растений [Сергиенкои соавт. 2010: 28]. Применение синтетических или биогенных индукторов устойчивости способствует снижению количества повторений обработок ядохимикатами, что в конечном итоге позволяет сократить количественное содержание
пестицидов в сельскохозяйственной продукции, а также ускорить темпы роста растений с последующим повышением их урожайности [Поликсенова 2009: 49].
Исследования проводились в вегетационный период 2017 г. на территории агробиостанции Курского государственного университета, расположенной в северной части г. Курска.
В качестве объектов исследования использовали растения томата обыкновенного (Solanum lycopersicum L.) сорта «Волгоградский скороспелый 323», «Розовый фламинго», «Финиш» и регуляторы роста «Эпин-Экстра» (24-эпибрассинолид) и «Мицефит» (продукты метаболизма эндофитного гриба Mycelium radices var. Ledum, штамм НЖ-13).
В условиях открытого грунта нами была использована схема опыта, представленная в таблице 1. Установленные производителями оптимальные эффективные концентрации растворов испытуемых регуляторов роста растений послужили основой для постановки полевых опытов.
Таблица 1
Схема опытов в условиях открытого грунта Курской области
Препарат Концентрация препарата, (мл/л)
Контроль Н20
Эпин-Экстра 0,25
Мицефит 0,01
Опытный участок разбивали на зоны (зона контроля, зона «Эпин-Экстра», зона «Мицефит») с расстоянием относительно друг друга около 1 м. Каждая зона была разбита на делянки. Площадь каждой делянки - 4 м*\ Технический проем между
рядами составлял около 50 см, расстояние между лунками - около 40 см. Опыт проводили в трехкратной повторности.
Исследования включали в себя трехкратное применение исследуемых препаратов: предпосевное замачивание семян; опрыскивание рассады в фазе 2-4 настоящих листьев; опрыскивание вегетирующих растений томата (ежемесячно).
Учеты активности фитопатогенов и их проявлений на растениях томата проводили в течение всего периода вегетации в 2017 г. в соответствии с руководством по апробации овощных культур и кормовых корнеплодов, методикой полевого опыта в овощеводстве и бахчеводстве, методическими указаниями по селекции сортов и гибридов томата для открытого и защищенного грунта; идентификацию возбудителей болезней - по В.И. Билай; оценку распространения болезни томата и ее развития -комбинированным методом [Чумакова 1974: 98; Поляков 1984: 178; Палеева 2004: 176].
В ходе исследований была установлена видовая идентификация бактериальных и грибковых болезней томата, а также их органотропная специализация. На основании полученных данных были произведены расчеты по показателям распространенности и развития идентифицированных болезней.
Согласно сравнительной оценке изучаемых препаратов на различных сортах томата, все применяемые препараты оказали положительное влияние на устойчивость растений. Наиболее эффективным за время исследований оказался «Мицефит», при обработке которым наблюдалось улучшение общего состояния растений, распространенность и развитие болезней при его использовании не превышала 50%.
Наблюдения показали, что исследуемые биостимуляторы обладают бактерицидной активностью. Использование регуляторов роста способствовало снижению показателей распространенности и развития бактериальной точечности томата (Pseudomonas syringae pv. tomato) - болезни, которая способна поражать листья,
Рогулина А. Е., Малышева Н. С. Изучение влияния биопрепаратов на основе
брассиностероидов и эндомикозных грибов на устойчивость сельскохозяйственных растений к патогенам (на примере томата)
стебли, черешки, цветки и даже плоды. Так, при обработке «Эпин-Экстра» сортов «Волгоградский скороспелый 323», «Розовый фламинго» и «Финиш» распространенность болезни была снижена по сравнению с контрольными вариантами на 23,3 %, 20%, 16,7% соответственно. Применение биостимулятора «Мицефит» позволило снизить данный показатель на 53,3%, 50% и 46,7%, по сравнению с контролем (рис. 1).
ЕВолгоградский скороспелый 323 ^ Розовый фламинго □ Финиш
Рис. 1. Распространенность (%) бактериальной точечности плодов томата различных сортов в условиях применения регуляторов роста
Подобная тенденция наблюдалась и при расчете показателя развития бактериальной точечности плодов. Обработка препаратом «Эпин-Экстра» позволила снизить вредоносность данной болезни на сортах «Волгоградский скороспелый 323» -на 26%, «Розовый фламинго» - на 25,3%, «Финиш» - на 28%; при обработке стимулятором «Мицефит» - на 38%, 34,7% и 33,7% соответственно (рис. 2).
80 70 60 50 40 30 20 10 0
50
52
72
44
38,3
17,3
12
Контроль Эпин-Экстра Мицефит
О Волгоградский скороспелый 323 Б Розовый фламинго □ Финиш
Рис. 2. Развитие (%) бактериальной точечности плодов томата в условиях действия биостимуляторов «Эпин-Экстра» и «Мицефит»
Исследование регуляторов роста позволило установить, что выбранные препараты в значительной мере обладают и фунгицидными свойствами. В результате обследований опытного участка было обнаружено одно из самых опасных заболеваний пасленовых культур - фитофтороз. Все контрольные образцы были подвержены патогенному воздействию РЬуШрЬШога тГев1апв. «Эпин-Экстра» оказал значительное противомикозное воздействие на образцах раннеспелого сорта - ни одно растение не пострадало от фитофторозного заражения. Разница показателей распространенности и развития болезни при воздействии регулятора роста на основе брассиностероидов составила: «Розовый фламинго» - 8% и 2%, «Финиш» - 6,7% и 1,3% соответственно.
Высокую биологическую активность показал препарат «Мицефит»: в вариантах «Волгоградский скороспелый 323» и «Розовый фламинго» фитофторозного заражения не было обнаружено, разница между показателями распространенности и развития болезни в варианте с сортом «Финиш» составила 13,3% и 2,7% соответственно, по сравнению с контролем. Графически результаты отображены на рисунках 3 и 4.
25
20
15
10
ЕЗ Волгоградский скороспелый 323
П Розовый фламинго в Финиш
Контроль
Эпин-Экстра
Мицефит
Рис. 3. Распространенность (%) фитофтороза в условиях применения регуляторов роста «Эпин-Экстра» и «Мицефит»
4,5 4 3,5 3
2,5 2 1,5 1
0,5 0
и Волгоградский скороспелый 323
S Розовый фламинго □ Финиш
Контроль Эпин-Экстра Мицефит
Рис. 4. Развитие (%) фитофтороза в зависимости от применения биостимуляторов
5
0
Рогулина А. Е., Малышева Н. С. Изучение влияния биопрепаратов на основе
брассиностероидов и эндомикозных грибов на устойчивость сельскохозяйственных растений к патогенам (на примере томата)
Таким образом, в ходе исследования было установлено, что наибольшее количество внешне здоровых растений было отмечено в вариантах с сортом «Волгоградский скороспелый 323». Можно сделать вывод, что чем в более ранние сроки происходит плодоотдача, тем сопряженность развития растения с возбудителем болезни становится меньше. Это и обеспечивает снижение суммарной поражаемости растений томата. Вторым по эффективному стимулированию защитных свойств был сорт «Розовый фламинго», растения сорта «Финиш» показали самые низкие показатели по устойчивости к фитопатогенам.
В производственном опыте использование регуляторов роста растений доказало эффективность их применения с целью повышения урожайности культуры томата (табл. 2).
Таблица 2
Урожайность испытуемых сортов томата в зависимости от применения регуляторов роста растений
Вариант кг/ м2, 12.09.17 г. Прибавка
+/-, % +/- к контролю, кг
Волгоградский скороспелый 323 (Контроль) 9,1 100 -
Волгоградский скороспелый 323 (Эпин-Экстра) 9,9* 108,7 +0,8
Волгоградский скороспелый 323 (Мицефит) 11,2** 123,1 +2,1
Розовый фламинго (Контроль) 8,2 100 -
Розовый фламинго (Эпин-Экстра) 8,7 106,1 +0,5
Розовый фламинго (Мицефит) 9,3* 113,4 +0,6
Финиш (Контроль) 7,6 100 -
Финиш (Эпин-Экстра) 7,9 104 +0,3
Финиш (Мицефит) 8,3 109,2 +0,7
* достоверные различия по сравнению с контролем при р < 0,05;
** достоверные различия по сравнению с контролем р < 0,01.
Анализируя данные, представленные в таблице 2, необходимо отметить, что введение в агротехнику выращивания культуры томата применения биостимуляторов способствовало выполнению более полной морфогенетической программы культуры, следствием чего стало формирование большего количества плодов. Наибольшая урожайность наблюдалась в варианте «Волгоградский скороспелый (Мицефит)» и составила 11,2 кг/ м2, что на 2,1 кг/ м2 превышало контрольные показатели. Прибавка показателя урожайности наблюдалась и в вариантах «Розовый фламинго (Мицефит)» -0,6 кг/ м2 (уровень значимости 0,05) и «Финиш (Мицефит)» - 0,7 кг/ м2 (не существенна). Применение регулятора «Эпин-Экстра» позволило повысить данный показатель на сорте «Волгоградский скороспелый 323» на 0,8 кг/ м2 (уровень значимости 0,05), в вариантах «Розовый фламинго» и «Финиш» наблюдалась не существенная прибавка -0,5 кг/ м2 и 0,3 кг/ м2 соответственно.
В результате исследований было установлено, что системное применение регуляторов роста при выращивании томата является важным условием для обеспечения благополучного фитосанитарного состояния растений.
Опыты показали, что регулятор роста «Мицефит» наиболее выраженно стимулировал защитные реакции растений томата к фитопатогенам бактериальной и грибковой природы. Данный препарат способствовал более эффективной устойчивости
к некоторым бактериальным и грибковым заболеваниям по сравнению с образцами, обработанными регулятором роста «Эпин-Экстра», и контролем.
Оптимальные результаты по патогеноустойчивости были получены на сорте «Волгоградский скороспелый 323». Растения этого сорта на опытных участках агробиостанции в наименьшей мере были поражены болезнями.
Применение регуляторов роста растений позволило повысить показатель урожайности культуры томата. Наибольшее значение показателя соответствовало варианту «Волгоградский скороспелый (Мицефит)».
Таким образом, становится очевидной полифункциональность разного рода регуляторов роста и необходимость изучения их в качестве индукторов устойчивости и факторов повышения урожайности сельскохозяйственных культур.
Библиографический список
Козьмина А.М. Регуляторы роста растений. М.: Агропромиздат, 1990. 192 с.
Палеева Т.В. Определитель болезней и вредителей растений. М.: Эксмо, 2004.
187 с.
Поликсенова В.Д. Индуцированная устойчивость растений к патогенам и абиотическим стрессовым факторам (на примере томата) // Вестник БГУ. №1. 2009. С. 48-60.
Поляков И.Я., Персов М.П., Смирнов В.А. Прогноз развития вредителей и болезней сельскохозяйственных культур. Л.: Колос, 1984. 320 с.
Сергиенко В.Г., Ткаленко А.Н., Титова Л.В. Использование биопрепаратов для защиты овощных культур от болезней // Защита и карантин растений. 2010. №7. С. 28-30.
Чумакова А.Е. Основные методы фитопатологических исследований. М.: Колос, 1974. 190 с.
Emmert E.A.B., Handelsman J. Biocontrol of plant disease: a (Gram-) positive perspective // FEMS Microbiology Letters. 1999. №171. 171 p.
Castle J., Montoya T., Bishop G.J. Selectedphysiological responses of brassinosteroids: A historicapproach // Brassinosteroids. Bioactivity and CropProductivity (Eds. S. Hayat, A. Ahmad). Dordrecht: Kluwer Academic Publisher, 2003. P. 45-68.
