CC BY
136
ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ
ВЛИЯНИЕ БАКТЕРИЙ И МИКРОМИЦЕТОВ-АНТАГОНИСТОВ НА РАЗВИТИЕ КОРНЕВЫХ ГНИЛЕЙ У РАСТЕНИЙ ТОМАТА И ОГУРЦА В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ТЕПЛИЦАХ АГРОКОМБИНАТА «МОСКОВСКИЙ»
Е.А. Малашкина1, В.В. Котова1, Е.Н. Пакина1,
Т.А. Суркова2, К.В. Слободянюк1
'Кафедра ботаники, физиологии, патологии растений и агробиотехнологии Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, 8/2, Москва, Россия, 117198
2Агрокомбинат «Московский» пос. Московский, Московская область, Россия, 142784
В статье рассказывается об осуществлении мониторинга распространения корневых гнилей и сопутствующих микромицетов на растениях томата и огурца в условиях производственных теплиц агрокомбината «Московский», а также проведении оценки влияния различных бактерий-антагонистов на интенсивность развития корневых гнилей.
Несмотря на высококачественную технологию выращивания овощных культур и систему защитных мероприятий, агрокомбинат «Московский» ежегодно несет большие потери урожая из-за болезней растений инфекционной и неинфекционной природы, появление которых связано с нарушениями освещенности, температуры, относительной влажности воздуха и почв, а также механических повреждений растений и нарушения минерального питания. Наши исследования были посвящены изучению природы наиболее опасных заболеваний — корневых гнилей томата и огурца в условиях производственных теплиц [3]. В процессе исследования корневой системы растений томата и огурца за вегетационный период было выявлено более 20 возбудителей корневых гнилей и сопутствующих микромицетов (табл. 1). В табл. 1 представлены данные по анализу корневой системы растений (больных), которые свидетельствуют о том, что наиболее распространенными в условиях хозяйства являются грибы Fusarium spp. — 54% на томатах и 45% на огурце, а также Pythium spp. — 54% на томатах и 79% на огурце.
Таблица 1
Распространенность возбудителей корневых гнилей и сопутствующих микромицетов на растениях томата и огурца
Микромицеты (род) Распространенность, %
на томатах на огурцах
Acremonium 3 0
Actinomycetes 1 7
Alternaria 0 9
Anguillospora 0 4
Aspergillus 1 6
Botrytis 0 4
Cephalosporium 9 8
Chaetomium 5 23
Cladosporium 1 2
Coniothyrium 1 0
Cylindrocarpon 1 0
Doratomyces 2 37
Fusarium 54 45
Gliocladium 6 8
Mucorales (Rhizopus, Mucor и др.) 3 23
Myrothecium 1 1
Nigrospora 0 1
Penicillium 1 8
Phoma 1 0
Pythium 54 79
Rhinotrichum 1 6
Saprolegnia 1 5
Trichoderma 11 11
Trichothecium 0 1
Другие 7 2
Среднее кол-во родов микромицетов на 1 растении (ед.) 2,2 2,9
Общее кол-во родов определенных микромицетов (ед.) 19 22
Кол-во проанализированных растений (шт.) 334 91
На производственных посадках огурца в период вегетации преобладали в качестве возбудителей корневых гнилей микромицеты из рода Pythium, вторым по значимости возбудителем был Fusarium. Этот возбудитель был представлен несколькими видами, но чаще других на огурцах выявлялся F. solani, а на томатах — F. oxysporum. Остальные микромицеты на корнях пораженных растений были представлены в значительно меньшей степени (табл. 1). Doratomyces, Chae-tomium, Mucorales (Rhizopus, Mucor и др.), Trichoderma — характерные деструкторы мертвой органики. Aspergillus, Penicillium, Rhinotrichum являются факультативными паразитами. Представители родов Alternaria, Botrytis, Cladosporium, Gliocladium, Myrothecium, Nigrospora, Trichothecium могут быть как сапротро-фами, так и паразитами.
При обследовании растений в теплицах на срезах нижней части стеблей были отмечены пустоты, сходные с ходами личинок насекомых (грибных, огуречных комариков). В отдельных случаях удавалось выделить микромицеты из нижней, прикорневой части стеблей бессимптомных растений. Кроме того, в процессе исследований на агаровых средах обильно вырастали колонии разных бактерий, в том числе, предположительно, Pseudomonas spp. и/или Erwinia caro-tovora, или же актиномицеты. Бактерии и актиномицеты могут быть как сапро-
трофами, так и возбудителями корневых гнилей [1]. В исследованиях основное внимание уделялось возбудителям корневых гнилей грибной природы.
Обследования корневой системы растений огурца гибрида Кураж показало, что интенсивность развития корневых гнилей на растениях огурца в производственной теплице после окончания вегетации составила 55%, в то же время интенсивность развития симптомов увядания — 66% .
В табл. 2 представлены данные исследований по распространенности возбудителей корневых гнилей и сопутствующих микромицетов на растениях огурца гибрида Кураж. Как видно, состав возбудителей, выделенных на этом гибриде, отличается от состава по хозяйству в целом (табл. 1). На первом месте по распространенности на гибриде Кураж стоят актиномицеты, среди которых есть возбудители парши, но, в основном, они — «переработчики» отмершей органики. На втором месте по распространенности — возбудитель корневых гнилей Fusarium (табл. 2).
Таблица 2
Распространенность возбудителей корневых гнилей и сопутствующих микромицетов на растениях огурца гибрида Кураж в грунтовой теплице в 2007 году (%)
Микромицет Баллы поражения Сумма Среднее
1 2 3 4
Actinomycetes 66 85 81 100 332 83
Aspergillus 41 75 73 59 248 62
Cephalosporium 28 50 19 18 115 29
Chaetomium 9 5 5 18 37 9
Cladosporium 6 5 0 0 11 3
Coniothyrium 13 0 0 0 13 3
Cylindrocarpon 3 0 0 0 3 1
Doratomyces 0 20 10 12 42 11
Fusarium 87 60 85 65 297 74
Gliocladium 9 10 37 6 62 15
Mucorales (Rhizopus, Mucor и др.) 37 70 54 29 190 47
Nigrospora 9 15 41 77 142 35
Penicillium 28 20 10 6 64 16
Pythium 3 0 5 0 8 2
Rhinotrichum 53 30 29 18 130 33
Rosellinia 6 0 0 18 24 6
Saprolegnia 6 0 0 0 6 1
Trichoderma 25 15 29 18 87 22
Сумма 429 460 478 444 1811 452
Средний % 24 26 27 25 102 25
Среднее кол-во родов микромицетов на 1 растении (ед.) 4,5 4,8 4,8 4,5 18,6 4,7
Общее кол-во родов определенных микромицетов (ед.) 17 13 13 13 18
Кол-во растений (шт.) 32 20 41 17 110
Из данных, приведенных в табл. 2, видно, что имеет место смена состава микобиоты в процессе роста и развития растений огурца: сначала гнили корней вызываются питиевыми грибами, несколько реже — фузариями, затем на их место
приходят менее агрессивные фитопатогенные возбудители (те же фузарии и близкие к ним глиокладиум, нигроспора и т.д.). Поскольку патологический процесс при развитии корневых гнилей приводит к отмиранию значительного количества растительных тканей, на них поселяются самые разнообразные сапротрофные и слабопаразитические микромицеты — мукоровые, аспергиллы, пенициллы, ак-тиномицеты и др. Изредка встречались формы грибов, у которых образовывались структуры, теоретически способные переживать значительные неблагоприятные условия, — тяжи, микросклероции, плодовые тела и т.п. (Coniothyrium, Rosellinia, и др.). Если сравнить данные табл. 1 и 2, можно заметить, что разные микромице-ты могут практически не обнаруживаться в одних условиях, а в других достигать значительного распространения.
Необходимо отметить, что главной предпосылкой выращивания здоровых растений являются условия среды, благоприятные для каждого гибрида овощной культуры, без нарушений водного режима и питания; гигиена и санитария. Вместе с тем невозможно постоянно соблюдать идеальный режим, всегда найдется момент, когда условия окажутся недостаточно благоприятными для растений и подходящими для возникновения патологических реакций. Для увеличения люфта (ширины параметров) благоприятных для растений условий желательно включать в технологический процесс обработки препаратами, обеспечивающими повышение устойчивости к некомфортным условиям среды и/или ограничивающие возможности роста фитопаразитических микроорганизмов.
Заболевание корневыми и прикорневыми гнилями проявляется в виде пожелтения, посерения, побурения, некротизации, размягчения, охватывающего больший или меньший участок корня и/или корневой шейки с прилегающим стеблем. Поражение растений приводит к визуальным признакам этого заболевания не только непосредственно на корнях и/или корневой шейке, но и на надземной части в виде различных хлорозов, пожелтений, поникания и/или подвядания, подсыхания, в первую очередь, нижних листьев, начиная с краев, и верхушек сначала только к концу дня, а затем постоянному, аналогичного отравлению высокими концентрациями солей, отставания в росте. Симптомы на надземной части можно назвать увяданием. Это связано с нарушениями всасывания питательных веществ, метаболизма в корнях и передвижения воды с растворенными в ней веществами, сказывающимися на функционировании всего растения [1].
В целом симптомы увядания и корневых гнилей развивались со схожей интенсивностью, но при этом наблюдались некоторые особенности, связанные с составом возбудителей. При поражении питиозной инфекцией интенсивность развития симптомов увядания оказывалась несколько меньше, чем интенсивность развития корневых гнилей. А при фузариозах наблюдалась другая картина: интенсивность развития симптомов увядания чаще оказывалась несколько больше, чем интенсивность развития корневых гнилей.
Корневые гнили в 2007 году у растений томата в грунтовой теплице и у растений огурца в малообъемном горшечном эксперименте в контрольных вариантах (без искусственной инокуляции их возбудителями) развивались приблизительно в равной степени, чуть превышая 30% по интенсивности (табл. 3) при
100% распространенности по окончании вегетации культуры. Инокуляция растений огурца возбудителями питиозных гнилей существенно повысила интенсивность их развития. Интенсивность развития корневых гнилей в контроле 2 превысила интенсивность развития корневых гнилей в контроле 1 на 23%.
Таблица 3
Влияние бактерий-антагонистов на развитие корневых гнилей томата и огурца (грунтовая теплица)
Варианты опыта Интенсивность развития гнилей,%
на томатах на огурцах
Контроль 1 (без инокуляции возбудителями) 31 33
Контроль 2 (инокуляция Pythium sp.) — 56
Обработка антагонистами — —
Penicillium glaucum — 55
Arthrobotrys sp. — 29
Pseudomonas fluorescens AR-33 27 50
Pseudomonas aureofaciens А2 31 40
Bacillus subtilis Ал-5 33 28
Bacillus polymyxa 2 — 54
УсБ5а — 35
Luft 13 — 63
Среднее 31 44
НСР05 8 10
Для борьбы с корневыми гнилями в условиях защищенного грунта особое внимание уделяется применению бактериальных препаратов [2]. В рамках наших исследований обработка бактериями-антагонистами оказала влияние на интенсивность развития корневых гнилей и состав их возбудителей у растений как томата, так и огурца (табл. 4 и 5).
Таблица 4
Распространенность возбудителей корневых гнилей на растениях томата гибрида Радогост F1 при обработке бактериальными препаратами в ЗАО «Агрокомбинат Московский» (грунтовая теплица) в 2007 году (%)
Микромицет Варианты обработок Всего Среднее
К1, без обработок Ал-5 Pf AR-33 Pa A2
Alternaria 0 20 0 20
Anguillospora 0 0 0 10 10 3
Aspergillus 0 0 0 10 10 3
Chaetomium 10 0 0 10 20 5
Cladosporium 100 100 90 70 360 90
Coniothyrium 70 90 100 80 340 85
Doratomyces 10 30 100 90 230 57
Fusarium и близкие 100 100 100 100 400 100
Mucorales (Rhizopus, Mucor и др.) 100 100 70 90 360 90
Myrothecium 0 20 50 30 100 25
Penicillium 40 0 10 10 60 15
Saprolegnia 0 10 20 0 30 7
Сумма 490 550 620 610 1960
Средний % 33 37 41 41 — —
Среднее кол-во родов микромицетов на 1 растении (ед.) 5,4 5,6 6,3 5,4
Общее кол-во родов обнаруженных микромицетов (ед.) 10 10 10 14 — —
Кол-во растений, шт. 10 10 10 10 — —
Таблица 5
Распространенность возбудителей корневых гнилей на растениях огурца гибрида Эффект при обработке бактериальными препаратами в ЗАО «Агрокомбинат «Московский» (горшечный опыт на фр. 1, %)
Микромицет Варианты обработок Всего Сред нее
конт- роль, чис- тый контроль с Pythium Peni- cillium glau- cum Arth- robot- rys sp. Pf AR- 33 Pa A2 Bs Ал-5 У О 9 ел 5 - B. POly- myxa 2-06 Luft 13
Actinomycetes 30 25 22 25 0 60 10 0 33 13 218 22
Alternaria 10 0 0 13 0 10 10 0 11 0 54 5
Asperqillus 0 0 0 0 0 0 0 0 0 13 13 1
Cladosporium 60 37 67 37 89 80 80 20 67 87 624 62
Coniothyrium 40 0 22 37 11 20 0 70 0 37 237 24
Doratomyces 10 0 0 0 0 0 0 0 11 0 21 2
Fusarium и близкие 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 1000 100
Gliocladium 0 13 0 0 0 0 0 10 0 0 23 2
Mucorales (Rhizopus, Mucor...) 0 0 0 0 0 10 20 20 0 0 50 5
Myrothecium 100 37 67 13 100 90 100 80 78 75 740 74
Niqrospora 0 0 0 0 0 0 0 0 0 13 13 1
Penicillium 0 0 33 25 0 0 0 0 44 0 102 10
Pythium 30 50 22 37 11 50 40 40 0 13 293 29
Rhinotrichum 0 0 11 0 0 0 0 0 0 0 11 1
Saproleqnia 0 13 0 0 0 10 10 30 0 0 63 6
Сумма 380 275 344 287 311 430 370 370 344 351 3462 344
Средний % 25 18 23 19 21 29 25 25 23 23 231 23
Среднее кол-во родов микромицетов на 1 растении, ед. 4,0 2,7 3,4 2,9 3,1 4,4 3,9 3,7 3,5 3,5 35,1 3,5
Общее кол-во родов обнаруженных мик-ромицетов, ед. 9 8 8 8 5 11 9 8 10 8 9
Кол-во растений, шт. 10 8 9 8 9 10 10 10 9 8 91 10
У растений томата не проводилась искусственная инокуляция возбудителями корневых гнилей, однако можно отметить тенденцию к повышению интенсивности их развития при обработке суспензией бактерии Bacillus subtilis Ал-5 и к понижению — при обработке суспензией Pseudomonas fluorescens AR-33.
На огурце при искусственной инокуляции питиевыми грибами обработки суспензиями антагонистов Bacillus subtilis Ал-5, Arthrobotrys sp., УсБ5а, Pseudomonas aureofaciens А2 существенно (до уровня чистого контроля) снизили интенсивность развития корневых гнилей (табл. 3).
Из общего числа микромицетов около 10 родов встречались на томатах в количестве, превышавшем на отдельных вариантах 50%, что указывало на эпифито-тийный уровень распространения возбудителя. В первую очередь это Fusarium, Cladosporium, Coniothyrium + Phoma, Myrothecium, Penicillium, Doratomyces. Кроме перечисленных, на всех опытах в большом количестве наблюдались представители мукоровых грибов (Rhizopus, Mucor и др.), но они растут на отмирающих, погибших тканях, не являясь первопричиной развития корневых гнилей.
Представители родов Coniothyrium и Phoma в культуре на агаровых средах образовывали то характерные для отдельных родов пикниды, то плодовые тела промежуточного типа, поэтому мы объединили их в одну группу.
Почти из всех корней растений томата во всех вариантах выделялись грибы рода Fusarium, в подавляющем большинстве F. oxysporum.
Во всех опытах из корней выделялся Myrothecium spp., обычно паразитирующий на надземных зеленых органах растений. Тенденция к снижению или существенное снижение зараженности Myrothecium spp. наблюдалась при ежемесячных обработках растений томата P. fluorescens AR-33, B. subtilis В2 (табл. 4). В теплицах агрокомбината большого распространения на корнях растений томата в ряде случаев достигали пикнидиальные грибы Phoma и Coniothyrium. Как уже отмечалось, граница между этими родами в культурах на питательных агаровых средах не всегда была достаточно четкой, поэтому мы их рассматривали вместе.
В 2007 году пикнидиальные грибы выделялись с 70% корней контрольного варианта 1 (табл. 4) (НСР05 = 7%). При обработке растений бактерии-антагонисты не всегда оказывали сдерживающее влияние на заселенность корней томата пик-нидиальными микромицетами Coniothyrium и Phoma или, по-видимому, иногда стимулировали ее.
Необходимо отметить, что на первый план в качестве возбудителей корневых гнилей томата могут выступать то одни, то другие микромицеты — Pythium, Fusarium, Myrothecium, пикнидиальные (Coniothyrium и Phoma) и т.д. При этом практически всегда они сопровождаются фузариями как вторичными паразитами, а также проявляющими сапробиотическую активность мукоровыми, пенициллами и другими микромицетами — деструкторами отмирающих растительных тканей. Возможно, большие вариации связаны с естественным мозаично-очаговым распределением микромицетов по площади теплиц.
Изучение действия антагонистов на развитие корневых гнилей у растений огурца гибрида Эффект F1 при искусственной инокуляции чистыми культурами возбудителей питиозов показало, что наиболее распространенным возбудителем корневых гнилей огурца, несмотря на искусственную инокуляцию Pythium spp., оказались грибы из рода Fusarium (табл. 5). Чаще всего из всех исследованных корней на агаризованной питательной среде выделялся F. solani.
Pythium spp. обнаруживался на 30% корней как в среднем по опыту, так и в чистом контроле только при внесении кусочков пораженного корня на агари-зованную питательную среду. Во влажных камерах рост его не наблюдался. При этом в большинстве вариантов его рост подавлялся развитием других грибов — Fusarium, Mucor и др.
В контрольном варианте 2 инокуляция этим грибом привела к достоверно более высокой — 50% зараженности корней к концу вегетации (НСР05 = 10%). Можно предполагать, что заражение в чистом контроле 1 произошло вследствие распространения возбудителя с водой при поливе и через корневые системы соприкасавшихся растений. Развитие Pythium spp. не наблюдалось в варианте с об-
работкой B. polymyxa 2-06. При обработке P. fluorescens AR-33 распространенность Pythium spp. была меньше, чем в чистом контроле, на 19%, а при обработке Luft 13 — на 13%. На 20% больше он был распространен на растениях огурца при обработке P. aureofaciens A2.
Широкого распространения на корнях растениях огурца в данном эксперименте (76% в среднем по опыту, 100% в чистом контроле) достигал Myrothecium sp. В меньшей степени он встречался при инокуляции питиевыми грибами — на 37% корней. При обработках P. fluorescens AR-33 и B. subtilis Ал-5 миротеций обнаруживался на всех растениях, также как в чистом контроле. Наименьшая распространенность миротеция наблюдалась при обработке растений огурца Arthrobotrys spp. — она составила 13%. На 10—33% меньше контроля 1 (НСР05 = 9%) зараженность этим грибом была в случае обработок P. aureofaciens A2, УсБ5а-02, B. polymyxa 2-06, Luft 13 и Penicillium glaucum.
Зараженность растений Coniothyrium spp. составила 24%, а в контроле 1 его распространенность составила 40%. В контроле 2 без обработок антагонистами Coniothyrium spp. выявлен не был. Не был обнаружен он также в вариантах с обработками B. subtilis Ал-5 и B. polymyxa 2-06. В меньшей степени, чем в корнях растений контроля 1, он был распространен в корнях растений при обработках P. fluorescens AR-33, P. aureofaciens A2 и Penicillium glaucum соответственно на 11, 20 и 22% растений (НСР05 = 9%).
Как показали исследования, антагонисты в разной степени влияли на зараженность растений огурца гибрида Эффект F1 возбудителями корневых гнилей и на развитие заболевания. То есть бактерии — антагонисты возбудителей корневых гнилей могут как сдерживать развитие и распространение болезней растений, так и в определенных условиях способствовать им. Наилучшие результаты показали обработки растений Penicillium glaucum, P. fluorescens AR-33, Arthrobotrys spp., B. subtilis Ал-5, B. polymyxa 2-06, P. aureofaciens A2 (табл. 5).
В ходе проведения настоящего исследования и обработки его результатов использовалось оборудование и программное обеспечение, приобретенное РУДН в рамках инновационных образовательных программ приоритетного Национального проекта «Образование».
ЛИТЕРАТУРА
[1] Гришечкина Л.Д. Диагностика болезней овощных культур в теплицах // Защита и карантин растений. — 2003. — № 3.— С. 45—50.
[2] Логинов О.Н., Свешникова Е.В., Пугачева Е.Г., Шарафутдинов А.М., Силищев Н.Н., Комарова М.С., Корунец И.В. Эффективность препаратов в борьбе с болезнями томатов // Применение биопрепаратов в защищенном грунте. Защита растений. — Минск. — 1995. — Вып. 18.— С. 70—76.
[3] Пичугина З.Г. и др. Борьба с болезнями и вредителями овощных культур в зимних теплицах Хабаровского края. Метод. рекомендации Дальневосточ. НИИСХ. — Хабаровская станция защиты растений. — Новосибирск, 1983.
BACTERIUM AND ANTAGONISTIC MICROMYCETES INFLUNCE ON ROOT ROT TRANSMISSION OF TOMATOES AND CUCUMBERS IN THE INDUSRTIAL GREENHOUSES OF AGROCOMPLEX «MOSCOVSKY»
E.A. Malashkina1, V.V. Kotova1, E.N. Pakina1,
T.A. Surkova2, K.V. Slobodyanuk1
'Department of botany, plant physiology, plant pathology and agrobiotechnology Russian People’s Friendship University
Miklucho-Maklay str., 8/2, Moscow, Russia, 117198
2Institute of Parasitology (RAS)
Agrocomplex «Moscovsky», Moscow reg., Russia, 142784
Monitoring of root rot transmission and associated micromycetes was carried out on tomatoes and cucumber plants in the industrial greenhouse of agrocomplex «Moscovsky». The influence of various bacterium antagonists on root rot intensity was also estimated.
