CC BY
15
DOI 10.31588/2413 -4201-1883-246-2-172-176
УДК 619:633.1:631.582:579
МИКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ РАЙОНОВ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН
Потехина Р.М.1 - к.б.н., Ларина Ю.В.2 - к.б.н., Маланьев А.В.1 - к.б.н.,
Тарасова Е.Ю.1 - к.б.н.
1ФГБНУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности» 2ФГБОУ ВО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины
имени Н.Э. Баумана»
Ключевые слова: озимая пшеница, микромицеты, фитопатогенны, севооборот, контаминация семян, микозы, заболевания желудочно-кишечного тракта
Keywords: winter wheat, micromycetes, phytopathogenic, crop rotation, seed contamination, mycoses, diseases of the gastrointestinal tract
Озимая пшеница очень ценная зерновая культура, которая составляет весьма значимую кормовую базу для сельскохозяйственных животных и птиц [2]. Основная функция в повышении урожайности возлагается на своевременную защиту семенного материала от фитопатогенов, которые хорошо передаются и сохраняются в семенах [5]. Поражение семян фитопато-генами приводит к снижению урожайной способности до 65 %, увеличивает необходимость применения пестицидов для обработки семян и посевов. Контаминирован-ные семена плесневыми микромицетами, теряют всхожесть, силу роста, нарушается нормальное течение биохимических процессов в корневой системе озимых [1, 6]. При благоприятном воздействии климатических условий, тепла, холода и влажности поражение семян плесневыми грибами происходит молниеносно, что в дальнейшем приводит к передаче и поддержке болезней внутри поля, создавая и приумножая очаг инфекции. В условиях севооборота создаются особенные условия в зерновых культурах, которые вызывают нарушения биологического равновесия между патогенной и сапрофитной микрофлорой [3, 4].
Плесневелые грибы рода Fusarium, Aspergillus, Penicillium вырабатывают токсины и микотоксины, которые являются наиболее опасными канцерогенами для человека и животных. Инфекция может не
только привести к снижению урожайности, также споры грибов, попадая в организм, могут вызывать аллергические заболевания, аспергиллез легких, оппортунистические микозы и заболевания желудочно-кишечного тракта.
Материал и методы исследований. Для проведения микологического анализа почвы и озимых растений отбирали пробы на территории Вернеуслонского, Кайбицкого и Бунинского районов Республики Татарстан. Отбор проб почвы и озимой пшеницы проводили на открытых площадках, вблизи дорог, населенных пунктов и внутри засеянного поля. Пробы отбирали с поверхностного слоя почвы (не более 15 см глубиной), с каждой площадки отбирали по 2 образца почвы и озимых (примерно по 150 г каждая проба) в отдельный двойной стерильный зип-пакет. Пробы почвы с озимыми культурами хранились в холодильнике - 20 0С, до проведения микологических исследований. Всего было отобрано 18 проб почвы и 18 проб озимой пшеницы с исследуемых полей.
Для определения общего числа грибов (ОЧГ) готовили почвенную суспензию: 1 грамма влажного образца почвы вносили в 10 мл автоклавированной воды с температурой 23 0С с последующем взбалтыванием на шуттель-апарате в течение 10 минут при 160 об/мин. После взбалтывания готовили 10-кратные серийные разведения полученной суспензии: 1:10, 1:100,
1:1000. С каждого разведения по 1 мл взвеси переносили на агаризированную среду Чапека с добавлением медицинской желчи для подавления сопутствующей микрофлоры. В состав питательной среды Чапека с желчью входили: сахароза - 30 г; натрий азотнокислый - 2 г; калий фосфорнокислый однозамещенный - 1 г; магний сернокислый - 0,5 г; калий хлористый -0,5 г; железо сернокислое закисное -0,01 г; желчь медицинская - 100 мл; вода дистиллированная - 1000 мл; агар-агар -25 г; рН 5,0-5,5. Все образцы почвы исследовали в двух повторностях, соблюдая условия асептики во избежание контаминации посевов микромицетами. Инкубирование посевов почвенных суспензий про-
водили при температурном режиме 23 °С в течении 5 суток. Дополнительно исследовали субэпидермальную микробиоту корней на наличие поражений озимых растений микромицетами. Перед посевом корневую систему растений, тщательно обрабатывали в слабом растворе дезинфектанта (3 % раствор формалина) в течении 1,5 минуты и промывали в дистиллированной воде, очищая от второстепенных примесей. Корешки растений измельчали равномерно и распределяли по всей поверхности чашки Петри.
Подсчет суммарного количества грибов в 1 г материала (ОЧГ) рассчитывали по формуле:
X = Lc:(0,1*Vi +0,01*V2 + 0,001*Уз\
где X - суммарное число грибов, выраженное количеством колониеобразу-ющих единиц (КОЕ) в 1 г продукта; £с -сумма колоний на всех чашках, подсчитываемая в посевах всех трех последовательно разведенных взвесей; Vi- объем взвеси 1 (разведение10-1); V2- объем взвеси 2 (разведение 10-2); V3 - объем взвеси 3 (разведение 10-3)
Родовую и видовую идентификацию грибов проводили с помощью специальных определителей и атласов [1, 6].
Исследование содержания нитратов в почве проводили ионометрическим методом по ГОСТ 26951-86.
Результат исследований. В результате микологического анализа проб почвы и озимых растений из разных районов Республики Татарстан, были выделены полевые изоляты грибов рода Fusarium, Aspergillus, Pénicillium, Trichoderma, Mucor.
Результаты исследования показали, что мицелиальные грибы очень разборчивы в местах обитания, многое зависит от pH кислотности и наличия солей в почвенных субстратах. При осмотре озимой культуры пшеницы в Вернеуслонском районе (суглинистая почва), произраставшей вдоль дорог, установлено, что растения отличались слабой корневой системой и единичными сеянцами (Рисунок 1). Расте-
ния пшеницы внутри поля характеризовались обилием ростков, укрупненной корневой системой (pH почвы - 7,15±0,7), в Кайбицком и Буинском районах (в черноземной почве) - ростки пшеницы были крепкими, мочковатая корневая система укрепившаяся, pH почвы в Кайбицком районе составил 6,35±0,4 в Буинском -6,63±0,8 (Рисунок 2).
Результаты микологического анализа выделенных из почвы грибов представлены в таблице 1, 2
Мицелиальные грибы, заселяющие ризосферу (узкий участок почвы, прилегающий к корням растения), находятся в тесном симбиотическом взаимодействии и влияют на рост и развитие растений. В исследуемых почвенных субстратах выделялись грибы рода Fusarium, Aspergillus, Penicillium, которые могут быть продуцентами разнообразных фитотоксинов, задерживающих рост и развитие растений. При микологическом анализе наиболее высокий показатель ОЧГ был зарегистрирован в Верхнеуслонском районе - 25,1х103±0,11, где преобладают суглинистые почвы, чуть меньше, где преобладает чернозем: в Бу-инском и Кайбицком районах -20,1х103±0,08 и 22,2х103±0,10 соответственно (Таблица 2). Прослеживается корреляция между показателями ОЧГ и рН: чем кислее среда, тем меньше ОЧГ, веро-
ятно, это связано с уменьшением доступности питательных веществ, необходимых для роста и развития плесеней.
При исследовании влияния содер-
жания нитратов в почве на рост и развитие плесневелых грибов (ОЧГ) и характер почвы, корреляционной зависимости данных показателей не установлено (Таблица 2).
Рисунок 1 - Озимая пшеница с Верхне- Рисунок 2 - Озимая пшеница с Кайбицко-
услонского района (суглинистая почва) а) го района (чернозем) а) пшеница, произ-
пшеница, произраставшая вблизи дороги. раставшая вблизи дороги. б) пшеница,
б) пшеница, произраставшая внутри поля произраставшая внутри поля
Таблица 1 -М икологический анализ почвы выделенных грибов
Наименование ОЧГ Выделенные микромицеты рН почвы
Вернеуслонский район
Проба 1 24,3х103 ±0,10 Aspergillus flavus, Fusarium spp., Penicillium spp., Mucor spp. 7,15±0,7
Проба 2 19,6х103 ±0,12 Fusarium sporotrichioides, Penicillium notatum, Mucor spp. 7,19±0,4
Проба 3 21,6х103 ±0,14 A. fumigatus, F. graminearum, Rhizopus nigrican, Tricho-derma veride 7,30±0,2
Проба 4 25,1х103 ±0,11 A. niger, F. graminearum, Trichoderma harzianum, Penicillium spp. 7,17±0,3
Проба 5 22,9х103 ±0,10 Fusarium sporotrichioides, Trichoderma spp. Rhizopus spp. 7,28±0,4
Проба 6 21,9х103 ±0,11 Fusarium sporotrichioides, Trichoderma spp. Rhizopus spp. 7,11±0,1
Кайбицкий район
Проба 1 18,9х103 ±0,13 Fusarium spp., Penicillium spp., Mucor spp. 6,25±0,1
Проба 2 19,9х103 ±0,17 Fusarium sporotrichioides, Penicillium notatum, Mucor spp. 6,48±0,4
Проба 3 18,3х103 ±0,11 A. fumigatus, F. graminearum, Rhizopus nigrican, Trichoderma veride 6,30±0,2
Проба 4 18,1х103 ±0,13 A. niger, F. graminearum, Penicillium spp. 6,19±0,7
Проба 5 20,1х103 ±0,08 Fusarium sporotrichioides, Trichoderma spp., Rhizopus spp. 7,02±0,1
Проба 6 12,8х103 ±0,14 Fusarium culmorum, Trichoderma spp., Rhizopus spp. 7,04±0,8
Буинский район
Проба 1 22,2х103 ±0,10 Aspergillus flavus, Fusarium spp., Penicillium spp., Mucor spp. 7,23±0,5
Проба 2 19,1х103 ±0,16 Fusarium culmorum, Penicillium notatum, Mucor spp. 7,34±0,9
Проба 3 11,4х103 ±0,14 A. fumigatus, F. graminearum, Rhizopus nigrican, Trichoderma veride 7,45±0,4
Проба 4 15,1х103 ±0,10 A. niger, F. graminearum, Penicillium spp. 7,27±0,1
Проба 5 12,9х103 ±0,15 Fusarium sporotrichioides, Trichoderma spp. Rhizopus spp., 7,19±0,9
Проба 6 21,3х103 ±0,17 Fusarium culmorum, Trichoderma spp., Rhizopus spp. 7,11±1,7
Таблица 2 - Содержание нитратов в исследуемых почвах по отдельным районам РТ.
№ Наименование пробы Содержание нитратов мг/кг
Верхнеуслонский район
1 2,8±0,006
2 Почва суглинистая (около дорог) 2,9±0,004
3 2,6±0,002
4 2,8±0,001
5 Почва суглинистая (поле) 1 км 3,19±0,012
6 3,10±0,010
Кайбицкий район
1 2,9±0,012
2 Почва чернозем (около дороги) 3,10±0,010
3 2,8±0,015
4 3,21±0,013
5 Почва чернозем (поле) 1км 3,8±0,015
6 2,8±0,018
Буинский район
1 3,3±0,018
2 Почва чернозем (около дороги) 3,8±0,004
3 3,8±0,015
4 5,6±0,006
5 Почва чернозем (поле) 1км 4,2±0,012
6 3,6±0,010
Заключение. Микологический анализ почвы показал, что все исследуемые районы Республики Татарстан были поражены на 33 % грибами рода Fusarium. Преобладание в почве микромицетов грибов рода Fusarium является одним из возбудителей фузариоза. Фузариоз алимен-тарн -токсическая алейкия, появляющаяся при поедании кормов, пораженных мицелием и спорами гриба рода Fusarium и сопутствует поражением у сельскохозяйственных животных центральной нервной системы и нарушением работы желудочно-кишечного тракта. При контаминации плесневых микромицет, поражаются сосуды растений, что приводит к снижению качества зерна и недобора урожая. Учитывая то, что использование устойчивых сортов пшеницы является одной из основных стратегий уменьшения потерь и ущерба, вызываемых контаминацию плесневых грибов у растений. Только систематический мониторинг и профилактические мероприятия при севообороте, могут гарантировать хороший урожай.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Кулько, А.Б. Атлас условно - патогенных грибов рода Aspergillus возбуди-
телей бронхолегочных инфекций / А.Б. Кулько. - М.: Изд. «Новости», 2012.
- 155 с.
2. Литвинов, М.А. Определитель микроскопических почвенных грибов / М.А. Литвинов. - Л.: Изд. «Наука», 1967. -303 с.
3. Методические указания по выделению и количественному учету микроскопических грибов в кормах, кормовых добавках и сырье для производства кормов. Утв. 14.07.03 г. - Москва, 2003. - 8 с.
4. Потехина, Р.М. Микологическая оценка кормов в Республике Татарстан / Р.М. Потехина [и др.] // Ветеринарный врач. - 2019. - № 1.- С. 19-24.
5. Струнникова, В.Ю. Особенности колонизации растений ячменя почва обитающим грибом Fusarium culmorum / В.Ю Струнникова [и др.] // Микология и фитопатология. - 2013. - Т. 47 - Вып 3. -С. 197-203.
6. Хоулт, Дж. Определитель бактерий Берджи / Дж. Хоулт, Н. Крига [и др.].
- М.: Изд. «Мир», 1997. - Т. 1 (в 2 т.) - 482 с.
МИКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ С РАЙОНОВ РЕСПУБЛИКИ
ТАТАРСТАН
Потехина Р.М., Ларина Ю.В., Маланьев А.В., Тарасова Е.Ю.
Резюме
Микологический анализ показал, что больше всего выделялись грибы рода Fusarium -33 %, Penicillium - 17 %, Aspergillus - 10 %, Alternaria - 13 %, Trichoderma - 11 %, Mucor -12 %, дрожжевые грибы - 6 %. Важное значение в симбиотическом обитании мицелиальных грибов зависит наличие в почве pH, солей, минеральных удобрений. В Вехнеуслонском районе преобладает суглинистая почва, ростки озимой пшеницы, произраставшей вдоль дорог, отличались слабой корневой системой и единичными сеянцами (pH почвы - 7,15±0,7). В Кайбицком и Буинском районах (в черноземной почве) - ростки пшеницы были крепкими, мочковатая корневая система укрепившаяся, pH почвы в Кайбицком районе составил 6,35±0,4 в Буинском - 6,63±0,8. При микологическом анализе наиболее высокий показатель общего числа грибов (ОЧГ) был зарегистрирован в Верхнеуслонском районе - 19,6х103±0,12 до 25,1х103±0,11, в основном выделялись грибы рода Fusarium. В Кайбицком районе ОЧГ составило: (12,8х103 ±0,14 до 20,1х103±0,08) выделялись грибы рода Aspergillus, Fusarium. В Буинском районе ОЧГ составило: (11,4х103±0,14 до 22,2х103±0,10) в основном выделялись грибы Rhizopus spp, Trichoderma spp. Fusarium. Прослеживалась корреляция между показателями ОЧГ и рН: чем кислее среда, тем меньше ОЧГ. На рост и развитие плесневелых грибов не влияет содержание нитратов в почве, так содержание нитратов в пробах почвы из Верхне-услонского района составило 2,8±0,006, Кайбицкого - 3,2±0,011 до 5,60±0,018, Буинского 3,10±0,010 до 3,2±0,012.
MYCOLOGICAL ASSESSMENT OF WINTER WHEAT FROM AREAS OF THE REPUBLIC OF TATARSTAN
Potekhina R.M., Larina Yu.V., Malaniev A.V., Tarasova E.Yu.
Summary
Mycological analysis showed that fungi of the genus Fusarium - 33 %, Penicillium - 17 %, Aspergillus - 10 %, Alternaria - 13 %, Trichoderma - 11 %, Mucor - 12 %, yeast fungi - 6 % were most distinguished. The importance in the symbiotic habitat of filamentous fungi depends on the presence of pH, salts, and mineral fertilizers in the soil. In the Vekhneuslonskiy district, loamy soil predominates, the sprouts of winter wheat growing along the roads were distinguished by a weak root system and single seedlings (soil pH - 7,15±0,7). In the Kaibitskiy Buinskiy districts (in the chernozem soil) - wheat germs were strong, the fibrous root system was strengthened, the pH of the soil in the Kaibitskiy region was 6,35±0,4, in Buinskiy - 6,63±0,8. In mycological analysis, the highest indicator of the total number of fungi (TPG) was recorded in the Verkhneuslonsky region -19,6х103±0,12 to 25,1х103±0,11, mainly fungi of the genus Fusarium were isolated. In the Kaibitsky district, the HPG was: (12,8х103±0,14 to 20,1х103±0,08) fungi of the genus Aspergillus, Fusarium were isolated. In the Buinsky district, the TPG was: (11,4х103±0,14 to 22,2х103±0,10), the fungi Rhizopus spp, Trichoderma spp. Fusarium. There was a correlation between the indicators of TPG and pH: the more acidic the environment, the less TPG. The growth and development of moldy fungi is not affected by the content of nitrates in the soil, so the content of nitrates in soil samples from the Verkhneuslonsky district was 2,8±0,006, Kaibitsky - 3,2±0,011 to 5,60±0,018, Buinsky 3,10±0,010 to 3,2±0,012.
