Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Микроорганизмы ризмосферы и фитосанитарное состояние посевов яровой пшеницы при использовании перспективных протравителей и новых биологически активных веществ

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Микроорганизмы ризмосферы и фитосанитарное состояние посевов яровой пшеницы при использовании перспективных протравителей и новых биологически активных веществ"

р\ и Vм 1 3 ИЮЙ 1395

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи АЛЬ-АФАНДИ МАХМУД АИМАН МУСТАФА

МИКРООРГАНИЗМЫ РИЗОСФЕРЫ И ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОСЕВОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ПРОТРАВИТЕЛЕЙ И НОВЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Специальность 06.01.11—Защита растений от вредителей и болезней, 03.00.07 — Микробиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1995

Работа выполнена на кафедрах фитопатологии и микробиологии и в лаборатории защиты растений Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научные руководители: доктор биологических наук, профессор В. К. Шильникова; кандидат биологических наук, доцент В. А. Шкаликов.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук В. В. Мазин; доктор биологических наук, старший научный сотрудник Е. X. Ремпе.

Ведущее предприятие — Всероссийский сельскохозяйственный институт заочного образования.

Защита диссертации состоится ? . 1995 г.

в .4.6.°.°. час. на заседании диссертационного совета Д. 120.35.09 в Московской сельскохозяйственной академии имени К- А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, Тимирязевская ул., 49. Ученый совет МСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан .2..Э- с^^2^? . . . 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета —

доцент

В. А. Шкаликов

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В условиях интенсивного земледелия, когда концентрация сельскохозяйственных культур, в частности зерновых, на обширных площадях создает благоприятные. условия не только для получения урожая, но и для развития ряда фитопатогенных микроорганизмов, когда нарушается сложившийся баланс микроорганизмов растительного сообщества, возникает необходимость изыскания приёмов и средств защиты растений, характеризующихся наибольшим фитосанитарным эффентом и экологичностыо. Это тем более необходимо, поскольку эффективно прмкяящиеся все более агрессивные средства защиты растений вследствие их »«специфического действия, ингибируют полезные микроорганизмы агроценоза, нарушают ход естественных микробиологических процессов в почве и ризосфере растений, загрязняют окружающую среду и ухудшают качество урожая.

Цель и задачи исследований._Целью настоящих исследований являлось

изучение эффективности перспективных протравителей и новых биологически активных веществ в защите яровой пшеницы от корневых гнилей. В рамках проблемы решались следующие задачи:

1) Установить характер воздействия современных средств защиты растений (фунгицидов системного действия, микроэлементов и биологически активных веществ) на салротрофныо микроорганизмы ризосферы и возбудителей корневых гнилей.

2) выявить связи между количественным и качественным составом ризо-ценозов яровой пшеницы и фитосанитарным состоянием посевов.

3) определить возможные механизмы антагонистического действия сап-ротрофных бактерий и грибов, выделенных из ризосферы яровой пшеницы, против грибос-возбудителей корневых гнилей.

Научная новизна. Впервые изучено влияние новых химических и биологических препаратов виндитата, Ф-760, белги и строма на количественный и качественный состав микробоценозов ризосферы яровой пшеницы и установлена их связь с фитосанитарнъм состоянием посевов.

Из ризосферы яровой пшеницы выделен новый гриб рода РиБаНшп. характеризующийся антагонизмом по отношению к возбудителям корневых гнилей. Изучены его морфолого-культуральные признаки; гриб идентифицирован ка РиБаг1иа вр. (№-967).

С разных позиций рассмотрен механизм действия сапротрофных бактерий против грибов-возбудителей корневых гнилей.

Практическая ценность работы. Количественный и качественный состав микробоценозов в ризосфере, подтвержденный фитосанитарным состоянием растений может

служить методом оценки протравителей и биологически активных веществ. Предложен новый гриб-антагонист РизаНш» ер. (№-967) для широкого изучения в качестве биоагента против возбудителей корневых гнилей зерновых и других сельскохозяйственных культур.

Апробация работы. Основые положения диссертации доложены на научных конференциях ИСХА (йюиь. декабрь 1994г.)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ.

Стшашуа и объел диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы. 4-х глав экспериментальной части, выводов, списка литературы, приложения. Материал изложен на____страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц и---- рисунков. Список использованной

литературы вклочает.... наименований.

Обекты, ка герма« ш штат исследован»

Исследования проводили в лаборатории, вегетационных и полевых от-

тах в 1992-1994 гг на кафедрах фитопатологии и микробиологии и в лаборатории защиты растений МСХА.

Объект исследований - яровая пшеница, сорт Московская 35.

В качестве протравителей семян изучали виндитат и байтан универсал. В качестве регуляторов роста биологически активные вещества: белги и стром, синтезированное органическое соединение, условно называемое Ф-760, и комплекс микроэлементов, состоящих из ZnS04 + CuS04 + MnS04.

Предпосевную обработку семян проводили методом увлажнения ( из расчета Юл суспензии на 1т семян). Норма расхода: протравителей -2кг/т; биологически активных веществ: белги - ЗОл/т; строи - о, 5 кг/т; Ф-760 - 150 г/т: ZnS04. MnS04. CuS04 по 800г/т. Семена в контроле не обрабатывали. Полевые исследования проводили в мелкоделяночных опытах. Площадь делянок - 2м. кв. ,повторность - 4-кратная при рендомизированном размещении. Посев проводили вручную. Норма высева 500 всхожих' семян на 1 м. кв.

В период исследований растения выращивали на одном и том же участке в монокультуре. Эффективность изучаемых фунгицидов, биологически активных веществ и микроэлементов против корневых гнилей оценивали на искусственном фузариозном и гельминтоспориозном инфекционном фоне, создаваемом по методу М.Ф.Григорьева (1976) (фон создавали только в 1993 и 1994 гг). Урожай убирали методом сплошной уборки. Урожайные данные обрабатывали по методике Б.А. Доспехова (1985). Образцы почв для микробиологических анализов отбирали, соблюдая правила асептики, из зоны ризосферы в фазы кущения, колошения, молочной и восковой спелости общепринятым методом (Теппер с соавт. ,1993). Одновременно учитывали по-раженность растений корневыми гнилями по методике В.А. Чулкиной (1985).

Численность и состав грибов определяли на картофельно-глюказном агаре (КГА) и сусло-агаре (СА), аммонификаторов - на мясо-пептонном агаре

(Ш1А); микроорганизмов, использующих минеральные формы азота - на крах-мало-аммиачном агаре (RAA), азотобактера - на среде Эшби, целлюлозо-разруиащие микроорганизмы (аэробные) изучали на агаризованной среде Гетчинсона. денитрификаторы - на среде Гильтая, бактерии рода Clostrldiua - на среде Емцева.

В лабораторных опытах изучали влияние биологически активных веществ, микроэлементов и фунгицидов на возбудителей корневых гнилей В. sorociniam и F. oxysporufli и на новый гриб Fusarium sp. (AF-967) путем добавления их в питательную среду Чапека в тех концентрациях, которыми были обработаны семена в полевых опытах. В контроле гриб выращивали на среде без добавления препаратов. Торможение роста колоний грибов-возбудителей корневых гнилей вычисляли по формуле Эббота (1990). Концентрацию спор в суспензии подсчитывали с помощью камеры Горяева (1979). Определение экологических последствий (токсичность) применения изучаемых нами препаратов проводили по методике В.Т. Минеева с соавт. (1991). . ■

Механизм действия метаболитов бактерий pp.Baclllus и Pseudomonas на грибы-возбудители корневых гнилей изучали методом Алстрома (Alstrom, 1987). Влияние метаболитов бактерий на фитотоксичность и патогенность грибов F.oxysporua и В.sorohlnlana определяли по методике Н.С.Егорова (1976). Степень антагонизма бактерий к грибам в зависимости от присутствия в среде железа определяли bö методу Amol (1937).

Результаты исследований

Численность и вида грибов в ризосфере яровой пеницы и фитоса-нктарное состояние растении Общая численность грибов в 1992г (год без создания искусственного

*итопатог«нные грибы:

Fusariu« oxysporu« м Bipolaris sorokirtien«

Рис.I. Численность ■ амдояой сост«» грибов и« CA ■ RpObbft вммяци 1- Контроль. 2- б«лгн, 3- б«лгм ♦

микроэлементы, 4- велри + мцроэмивитк ♦ «щндтт, 3- «NcpOMMUlffM« мидит»*. 7- строи. 8- 9- 0*йТ.н'УНив#

инфекционного фонаК по всем фазам развития растений был с 2 - 4 раза ниае, чем в 1993. особенно в 1994гг.(годы, в которые в контроле создавали искусственный инфекционный фон). Отмечена тенденция возрастания численности Fusarium oxysporum и Bipolarls sorokinlana на естественном фоне к концу вегетации. В почве, искусственно обогащенной этими грибами, их начальное количество (фаза кущения) превосходило уровень 1992г в 3 и 4 раза. В 1993г численность F. oxysporum по фазам развития выразилась существенным возрастанием (в 2 раза) к фазе колошения и стабилизацией до фазы восковой спелости. В 1994г численность F.oxysporura характеризовалась некоторым подъёмом уровня в первую фазу развития и сохранением его в течение всего периода вегетации. Аналогичные закономерности отмечены и для В.sorokinlana.

Учёты фитосанитарного состояния растений показали, что пораженность яровой пшеницы корневой гнилье зависела от количественного и качественного соотношения фитопатогенных грибов рр. Fusarium, Bipolarls и их антагонистов.

Предпосевная обработка семян биологически активными веществами, фунгицидами, микроэлементами и их смесями существенно изменяла состав грибов в ризосфере (рис.1). Рассматривая результаты опытов, мы особое внимание уделяли эффекту вносимых нами добавок в отношении не только фитопатогенов, но и их антагонистов.'

Обработка семян белги снижала общую численность грибов на 15-20%, численность же фитопатогенных грибов уменьшалась почти в 2-3 раза в фазу кущение, а численность антагонистов грибов рр.Trlchoderma, Penlcllllum и Aspergillus возрастала в некоторых случаях в 2 раза. Надо сказать, что не всегда все роды откликались на внесение белги, но хотя бы один, два из них всегда реагировали положительно. Подобная закономерность сохранялась и в последующие фазы развития, При этом пора-«енность корневыми гнилями сшивалась на 40-50% (табл.1).

Таблица 1

Влияние предпосевной обработки семян на пораженность яровой пшеницы корнсвыт гнимт, %

Кущение

Варианта

Колошение-иоло-чная спелость

Восковая спелость

1992 199? 199if 1992 1993 1994 1992 1993 1994

1.Контроль 8,0 6,8 13,3 27,6 32,1 37,8 35,0 42,0 40,2

2.Волги 4,0 5,4 7,9 16,0 20.8 22,4 22,4 28,0 29,7

З.Бел. пш- 5,5 5,6 8.7 18,5 24,3 27,6 24,2 34,0 29,0

кроэл.

4.Бел. +ми- 3,5 4,0 7.5 11,8 16,6 18,0 20,9 25,0 22,6

кроэл.+

винлитат 44.3

5-Микроэл. 6.5 . 6,3 14,7 24,0 50,0 ¿0.7 31,0 37,5

6. Виндитат 5,0 5,0 9,0 17,2 22,5 25,7 24.8 30,7 33,2

7. Стром 2,5 3,6 5,8 10,0 12,5 14,2 17.5 22,5 15,4

8.Ф-760 3,5 2.7 7,4 13,5 13,2 13,2 21,2 21,8 12,2

9.Байтан- 5.0 5,4 9.2 16,9 21,9 23,4 22,0 27,5 28,3

универсал

Таблица 2

Влияние преЗяосевкой обработки семян на проЭуктцвкость яровой пшеницы (средние значения за 1992-1994гг)

Вари- Полевая Число Пусто- Вес Масса Урожай- Прибавка

анты всхоже- прод.сте зёрность, % зерна с 1000 ность, к контро-

сть, % блей. 1 коло- зёрен. ц\г ль». %

шт\м.кв. са, г. г.

1 76,0 399 13,8 1,28 32,5 34.9 —

2 89,8 456 7.6 1,52 37,2 42,5 18,7

3 86, 3 533 8,9 1/50 35,8 41,1 16,0

4 87,2 551 6,7 1,61 37,6 43,8 21,2

5 78,0 412 12,0 1,31 33,4 35,7 1.8

6 76,6 509 9,6 1,44 35,5 39,4 11,4

7 91,2 559 6,2 1.61 38,6 44,5 22,5

8 88,0 555 6,9 1,58 38,8 44,3 21,2

9 77,3 524 8,2 1,48 36,8 41,0 14.7

ИГР 52 1,2 0, И 2,0 2,9

05

Белги. особенно в сочетании с комплексом микроэлементов способствовали снижению общей численности грибов. Численность рр. Fusarium и Blpolarls независимо от срока анализа была больше, чем в варианте с йелги на 20-30%, а пораженность растений корневыми гнилями на 20-40% соответственно. Соотношение пеницилла, аспергилла и мукора изменялось несущественно. Динамика развития корневой гнили в варианте 2 (белги) и 3 (белги и микроэлементы) была ниже, чем в контроле, в 3-м выше, чем во 2-м.

В 4-м варианте (белги с микроэлементами и виндитатом) в 1,5 раза уменьшалась общая численность грибов. В 3 раза ( в некоторых случаях в . Б) снижалась численность фитопатогенных грибов , количество грибов pp.Trlchoderma и Aspergillus было ниже, иногда больше или на уровне контроля, но в то же время возрастала численность Peniclllluo sp. (в 1,5-2 раза) по сравнению с контролем. Пораженность корневой гнилью в 4, 2 и 3-м вариантах была ниже, чем в контроле в 2 - 3 раза.

Внесение только микроэлементов (вариант 5) несколько снизило общее число грибов (фитопатогенных и антагонистов), но пораженность корневыми гнилями не отличалась от.контроля.

В варианте 6-м (виндитат) и 9-м (байтан-универсал) где мы применяли и фунгицида системного действия, общая численнсть грибов была ниже контроля в 2-3 раза, однако следует обратить внимание на количество фитопатогенных грибов и грибов-антагонистов. Так, в фазе кущения коли- • чество фитопатогенов было меньше, чем в контроле почти в 3 раза. В конце вегетации в фазе молочно-восковой спелости их количество было больше,чем в других (кроме 1 и 5). Пораженность корневой гнилью в 6-м и 9-м вариантах была ниже контроля (на 15-2530 и выше, чем во 2.4,7 и 8 вариантах.

В варианте со стромом (7-й) и с Ф760 (в-й) общая численность грибов вне зависимости от периода вегетации была приблизительно одинакова; ее

- 9 -

уровень в 3-4 раза ниже, чей в контроле.

Анализы пораженное™ корневыми гнилями в 1994 г, сравнительная оценка общей численности микромицетов, количественного состава их по родам подтвердили данную закономерность (табл. 1,рис. 1). Однако в опыте 1994 г на искусственном инфекционном фоне общая численность грибов была больше, чем в предыдущем и также можно отметить, что максимальная численность грибов была обнаружена в начале вегетации (в фазе кущения), а в опытах 1992 и 1993 г она была отмечена в конце вегетации (в фазе восковой спелости). -

Наивысшим эффектом в отношении подавления возбудителей корневых гнилей характеризовались Ф-760 и стром, в мжыей степени белги и его смеси с микроэлементами и виндитатом. Так, по сравнения с контролем, где пораженность корневыми гнилями в фазу восковой спелости достигла 40,2%; в варианте с Ф-760 она была ниже в 3,3, со стромом в' 2,6, а с белги - в 1, 4 раза.

Улучшая фитосанитарное состояние, биологически активные вещества повышали урожайность яровой пшеницы (табл.2)

Следовательно, предпосевная обработка семян биологически активными веществами: белги, стром, Ф-760 и смесью белги с микроэлементами и виндитатом повышала показатели полевой всхожести, структурных элементов урожая и урожайность.

Выделение нового гриба рода Fusarium, оценка его патогенности и проверка возможности использования для борьбы с корневммн гнилями Анализируя качественный состав грибов, мы обратили внимание на необычную модификацию гриба рода Fusarium. Развитие этой формы в контроле было незначительным. В вариантах с биопрепаратами численность этого гриба резко_возрастала (в 8-15 раз). Гриб был выделен в чистую культуру. Было сделано evo описание на стандартных средах. Гриб характеризовался отсутствием воздушного мицелия'и сильно выраженным антагонизмом

по отношению к Fusarium oxysporum. Антагонизм проявлялся в образовании зон подавления роста колоний F. oxysporum вокруг его колоний, достигавших ширины 5-7мм. Мы обозначили этот гриб предварительно как Fusarium sp.(AF-967).

В вегетационных опытах было показано, что предпосевная обработка семян конидиями F. sp. (AF-967) в значительной мере предотвращала заражение посевов корневыми гнилями. Пораженность в фазу кущения была меньше по сравнению с контролем в И раз, в фазу трубкования - в 8,2 раза, в мо-лочно-восковую спелость - в 4,3 раза.

Таким образом, установлено, что новый гриб рода Fusarium не обладает патогенностью по отношению к растениям яровой пшшеницы и в то же время предотвращает развитие корневых гнилей растений.

Численность микроорганизмов, участвующих в превращениях соединений азота и углерода в почве В исследованных нами ризосферных почвах процесс аммонификации идёт достаточно активно (табл.3). В течение всего периода вегетации численность аммонифицирующих микроорганизмов (на МПА), независимо от варианта опыта и года исследования, колеблется в пределе« десятков млн. в 1 г почвы. При внесении биорегуляторов (белги, строи и Ф-760) наблюдалась некоторая вспышка их развития. Так, в начале фазы вегетации растений (кущения) независимо от года исследования при внесении белги и строма их численность возрастала в' 3-6 раз. Этот эффект с небольшими колебаниями сохранялся в течение всего вегетационного периода. Действие Ф-760 и смеси белги с микроэлементами и виндитатом, проявивших наивысший фитосанитарный эффект, было несколько слабее.

Байтан-универсал и виндитат приводили к изменению характера динамики численности аммонификаторов в ризосфере растений, их численность е начале фазы вегетации была ниже контроля в 1,5-2 раза, к концу вегетации была аналогичной контрольному вариианту.

Таблица 3

Численность физиологических групп микроорганизмов (в 1 г сухой почвы) (среднее за 1992 - 1994гг.)

Варианты

Фазы

вегетации

1. Ко- 2. З.Бел. 4.Бел. 5.МИ- б.Ви- 7. 8. Э.Бай-

нтроль Белги +микро ♦микра кроэ- ндитат Строи Ф-760 тан-уни

эл. эл.+ВИ леме- версал

ндитат нты

Бактерии на МПА (числитель), Р.ПиогезсвПБ и В.иусо1с1е8 (знаменатель),млн.

Кущение 12,6 36,7 29,9

• 1,1-----Т!'4 512

Колошение _18,0 45,8 36,4 мол. спел. 2.Т) ГО, Б" 6,7" Восковая _22, 2 _ 48^ 8 _43, 9 спелость" Т.'Э П,"Г 9ДГ

17/?

23.3

32.4

_ _

21,4

"""2 ГБ" 24.8 -"ЗХ 27,8 .....3,7"

7,3 Т^г" 14,8

20,7

30^2 41,8 40^4

25,9 б!1Г 34,9 " 9, Г" 34^9

6,6 —Г^О 16.5 " 2,7 20.7 "О

Бактерии на КАА, кля.

Кущение 42,0 Колошение 51,4 Воск. спел.52,3 59, 2 50,6 23, 3 64,4 56,2 38,6 68,4 58,0 43,0 49,3 65,5 64,8 15.0 32,0 44,0 45,3 55,8 56,3 35,3 46.8 49,1 19,9 38,5 46,5

Денитрификаторы, тыс.

Кущение 35,9 Колошение 38,6 Воск. спел. 54,2 91,3 71,0 21,2 198,3 86,9 50,3. 166,2 106,7 52,2 43,9 35,3 49,8 15.5 35,2 40.6 77,4 91,6 100,4 51,2 66,4 62,7 16,7 46,2 41,6

СЮзЬгШии, или.

Кущение 1,6 Колошение 3.5 Воск.спел. 3,6 3.5 2.8 1.7 10.4 ' 6.9 6.0 ¡2.3 8,0 11,3 1.6 3.0 2,0 0,4 1.6 4.6 4.4 8.5 8,7 2.4 6,6 10,6 1.0 2.3 3,3

Азотобактер-плотность обрастания комочков почвы,%

Кущение 66,3 Колошение 48,0 Воск. спел. 41,3 87,0 67,0 84,0 87,6 68,8 87,3' 66,0 56,6 81,6 71,7 54,3 36,7 68,8 62,7 60,7 82,6 86,0 94,7 82,0 94,0 81,6 64,3 76,0 66,3

Целлюлозоразлагающие, тыс.

Кущение 12,2 Колошение 22.8 Воск.спел.24.8 22,5 20,5 10,2 47.7 47,0 39,1 53,5 43,2 46,8 12,2 18,6 20,9 6,2 24,9 30,5 42.0 53.1 69,3 18.4 44,8 48.5 4,8 9,0 27,6

Среди микроорганизмов (растущих на МПА) в естественных ризоценозах (контроль), доля Bacillus mycoides и Pseudomonas fluorescens, характеризующихся антагонистическим влиянием в отношении грибов-во'збудителей корневых гнилей зерновых культур, была довольно низкой и Составляла 1-15%. При обработке семян биологически активными веществами наблюдалось повышение (небольшое, но стабильное) доли бацилл и псевдомонад. Однако здесь следует обратить внимание на различное соотношение бацилл и псевдомонад в общем числе микроорганизмов по вариантам. Так, в варианте с белги их доля возросла в 3-10 раз, а с Ф-760, стромом и смесью белги, микроэлементов и оиндитата (где общая численность аммокификато-ров была ниже, чем в случае с белги) - в среднем, в 5-15 раз.

Как следует из представленных данных (табл.3). в исследуемой почве, как в случае обработки семян, так и в контроле среди изучаемых групп микроорганизмов преобладают бактерии, растущие на КАА. Это в определенной мере свидетельствует об интенсивно идущих процессах минерализации органических соединений почвы. Численность микроорганизмов, использующих преимущественно минеральные формы азота, во всех вариантах опыта увеличивается в процессе вегетации: минимальная в фазе кущения, максимальная - в фазе восковой спелости. Такая закономерность наблюдалась в течение всех трбх лет.

Обработка семян стромом и белги способствовала увеличению численности микроорганизмов на КАА в 1,5^2,0 раза, в меньшей.степени действовал Ф-760. Использование смеси белги с микроэлементами и одних мик- • роэлементов привело к небольшим различиям в численности бактерий, использующих минеральные формы азота, однако добавление к белги с микроэлементами виндитата в начале вегетации независимо от года исследований в 1,5-2 раза уменьшало численность бактерий, но уже в следующие фазы вегетации их численность поднималась до уровня контроля. Протравливание байтан-универсалом и виндитатом оказывало временное стерилизу-

ющее действие на бактерии, усваивающие минеральные формы азота. Инги-бирующее действие фунгицидов на эти группы микроорганизмов длилось в течение 2,0-2,5 мес.и восстанавливалось до уровня контроля к концу сезона.

Предпосевная обработка семян биологически активными веществами (бел-ги,стром и Ф-760) существенно усиливала жизнедеятельность денитрифика-торов, особенно в варианте с белги, ' где их численность была больше, чем в контроле в 3-6 раз. Несколько уменьшало численность денитрифика-торов использование фунгицидов в начальных фазах вегетации растений, к концу периода вегетации процесс денитрификации в этих вариантах сравнивался с контролем. В остальных вариантах, где семена обрабатывали семена микроэлементами и их смесью с белги, численность денитрифицирующих бактерий была на уровне контроля.

Свободножйвущие азотфиксаторы (азотобактер и клостридии) обычно по-разному реагируют на различные соединения. В нашем опыте наибольший положительный эффект в отношении клостридиев (табл.3) был отмечен в присутствии белги и строма.

Количество целлюлозоразрушающих микроорганизмов в исследованных нами почвах (табл.3) было низким по сравнению с другими группа»,ж микроорганизмов. Усиление активизации развития целлюлозоразрушающих микроорганизмов отмечалось только в вариантах, где использовали белги и стром, а в вариантах, где семена обрабатывали фунгицидами, их количество было ниже контроля почти в 2 раза, независимо от года исследования и фазы вегетации-

Итак, обработка семян яровой пшеницы испытанными препаратами, особенно стромом, Ф-760 и белги в сочетании с виндитатом, является мощным фактором положительной биодинамики в ризосфере растений при поражении корневыми гнилями. В условиях мелкоделяночного опыта их использование приводит к формированию полноценных микробных ценозов и ограничению

развития фитопатогенных грибов Fusarium oxysporum и Blpolarls soroklnlana. По мению Д.Г.Звягинцев (1986), причиной активизации деятельности микрооорганизмов служат не только условия внешней среды, но и наличие контроля со стороны взаимодействующих микроорганизмов. Надо полагать, что состав, структура и поведение микробоценозов в почве определяется в значительной степени биотическими метаболитными связями (Mukerjl,1968).

Влияние биологически активных веществ, фунгицидов и микроэлементов'

на Blpolarls soroklnlana, Fusarlira oxysporum и Fusarium sp.(AF-967)

Как видно из табл. 4,5, системные фунгициды в большей степени инги-бировали рост колоний В.soroklnlana(табл.5). Ингибирование составило от 38 до 60% и наличие спор снижалось в пределах 60-62%. Также эти препараты ингибировали рост грибов рр.Fusarium независимо от вида, в среднем на 40-60% (табл.4). Ингибирование роста грибов отмечалось также в среде Чапека с Ф-760: оно было на' уровне 20-25% и здесь следует отметить, что Ф-760 уменьшал рост только В. soroklnlana и F.oxysporum. Что касается его отношения к Fusarium sp.(AF-967), то ингибирования не отмечалось. Добавление в среду Чапека белги, строма не влияло на рост В. soroklnlana и F. oxysporum, хотя в некоторые периоды отмечалось ингибирование их роста, но оно было несущественным. Однако следует обратить внимание на то, что белги и строи, заметно влияли на рост нового гриба F.sp. (AF-967). Так, белги увеличивал радиальный рост гриба на 15-40%, стром - на 10-30%, на этом же уровне отмечалось развитие макроконидий гриба (микроконидии отсутствовали). Анализируя полученные данные, можно предположить, что защитное действие фунгицидов (бай-тан-универсал и виндитат), вероятнее всего, проявляется через патоген, влияя на его паразитические свойства. Причина защитного действия таких веществ, как стром, Ф-760 и белги, очевидно, объясняется двумя моментами, во-первых, в процессе обработки семян биологически активными ве-

Таблица 4

Влияние биологически активных еечеств, фунгицидов, микроэлементов и их смесей на рост и количество лткро- и шкрококивии Р. охуэрогит (числитель) и Р.Бр (АГ-967) (знаменатель) а условиях чистой культуры

Диаметр колонии. Торможение (стиму- Налииие спор,

Варианты мм ляцие. + ), я »10 спор\мл

5Сут. 7сут. 12сут. 5сут. 7сут. 12сут. Макро- ■ Микро-

конидии конидии

Контроль 59 76 90 _ _ - 22,9 12,5

44 72 - - - 26,1 -

Белги 52 72 90 12 5 0 23,0 10,2

~52-- 62 85..... +39 +29 +Т5Г 34| 2 -

Белги 46 69 90 22 9 0 20,7 12,3

♦иикроэл. 39 4Б 7ВГ-- +Ь +Ц 27. В " -

Бел+могкро 30 42 69 49 42 23 12,3 7.8

ЭЛ. +ВИНД. 40 ее 31 27 "16 "' 2 0.13"

Микро- 45 64 85 24 16 6 24.2 8,3

элементы 29"' 40 68 " 9 9 "5 23,4 -

Виндитат 22 35 51 63 54 43 8.7 9.6

ТТ 21 39 66 52 46 12,8

Строи_ 40 59 79 32 22 12 18,3 11.9

47 55 80 +ЗГ~ +20 +10 30,9~ -

♦-760 38 53 71 36 30 21 14,6 13. 1

44 74 ..... +8" " 0 . +2 26, 5 -

Байтан- 27 39 57 54 49 37 7.2 11^8 .

универсал 13 27 '" 43 ~59 39"" 38 12,7 -

Таблица 5

Влияние биологически активных веществ, фунгицидов, микроэлементов, и иг смесей на рост и число спор В. зогокггиапа в условиях чистой культуры

Диаметр колонии,мм Торможение роста, % Наличие

5сут. 7сут. 12сут. 5суг. 7сут. 12сут. спрр. «1СГ спор\мл

Контроль 45 58 88 _ _ _ 25,2

Белги 42 55 88 7 5 0 24,7

Белги+микроэл. 43 54 85 4 7 3 25,3

Б.+иикроэл.+винд.25 41 64 44 29 30 13,9

Микроэлементы 37 50 80 17 13 9 24,0

Виндитат 19 33 52 58 43 38 10,6

Строи 41 53 80 9 9 9 23,5

Ф-760 35 49 65 22 16 26 18,2

Байтан-универсал 18 33 48 ■ 60 43 45 9,8

ществами в ризосфере и ризоплане растения происходит вспышка развития таких микроорганизмов-антагонистов, как бациллы, псевдомонады, азотобактер, триходерма и новый гриб F.sp.(AF-967), которые, в свою очередь, угнетают развитие фитопатогенных микроорганизмов , во-вторых, биологически активные вещества, по-видимому, вызывают изменение обмена веществ растения-хозяина в сторону, неблагоприятную для развития патогена.

Механизм антагонистического действия сапротрофных бактерий, выде-' ленных из ризосферы яровой пшеницы, против грибов-возбудителей корневых гнилей зерновых культур

Считается, что Pseudomonas sp. наиболее способны к заселению ризосферы растений и представляют собой самую проспективную группу для исследования в качестве биопрепарата. От популяционного уровня псевдомонад бациллы на корнях растений составляют лишь 1-20%, псевдомонады ингибируют и развитие азотобактера на корнях. Короткий период генераций (5,2ч) на корнях растений (Schmlth,1979) в отличие от 39-часового для Bacillus sp. делает эти бактерии доминантами, которым достаются преимущественно аминокислоты корневых выделений и это и определяет, как считает Шмитт, их высокую ризосферную конкурентоспособность. Однако по даннным Журек (1991), не все штаммы Pseudomonas характеризуются этим и свойствами. ■

Бактерии рода.Pseudomonas являются,продуцентом мощных'белковых лига-ндов сидерофоров, способных связывать железо (даже из труднодоступных соединений), которое служит главным элементом конкуренции между сап-ротрофной и патогенной микрофлорой. Бактерии, выделяя сидерофоры, создают недостаток железа в среде. За счет недостатка железа тормозится рост грибных патогенов, белковые лиганды которых слабее бактериальных.

Из ризосферы яровой пшеницы нами было выделено 3 штамма Pseudomonas fluorcscens. и 3 штамма Bacillus mycoides для исследования влияния ба-

Таблица 6

Влияние супернаmtmoe P. fluorescens и B.mycoides (числитель) и их газовых метаболитоа (знаменатель) на рост и количество микро- и шкроко-кидий F.oxysрогит

Варианты Диаметр колонии, мм Торможение роста, % Наличие спор. * 104спор\мл

5сут. 7сут. 12сут. 5сут. 7сут. 12сут. Макро конидии Микро конидии

КонтрОЛЬ_ P.fluorescens, la P.fluorescens, 2a P.fluorescens, 3a B.nycoi-des,16 B.nycoI^~ des,26 B.nycgl-des, 36 55 75 БВ~ 40 Ï0 43 37 — 41 89 "88— 63 "59- 65 58 _ - 29 24г3 ~~28^5- 10.1_ 9^0 10,3 —ю!5 9.2

45 28 2Т- 30 22- 27 тз— 37 15" 41 ТБ 33 49 47

53 45 ~5Г~ 51 37 "67 25 40 41 43 33 ' 27 9,8 8,6

46 45 Ï9- 21 59™ 16 59 32 Б5~~ 39 ' 35 10.1 8,3 9.5 6,9

35 59 2В~ 63 28— 51 21-- 54 75 39 16 10,7 14,3_ 12,7 8,3 8,3

Т2 78 52 12 7,5 8,0 -б^ __8^4

44 70 '50 " ' 21 7.3 11.0

13. 36"'" 71 59 5.2

Таблица 7

Влияние супернатантов P. fluorescens и В. туе о ides (числитель) u их газовых метаболитов (знаменатель) на рост и число спор В. sorokiniana

Варианты Диаиетр колонии.мм торможение роста, %% Наличие спор. *10'спор\мл

5сут. 7сут. 12сут. 5сут. 7сут. 12сут.

Контроль 47 60 88 28,7

12 ВТ 75 23^7

P.fluorescens 39 48 74 18 20 16 23^2

la 2ï ЗТ 40 Ï8 та ТО Т3|3

P. fluorescens 42 55 78 И 8 И

2a 26 3Ï 17 38 4Ï 37 ГГО

P. fluorescens 39 53 79 18 20 10 20^5

3a zr 30 39 50 5Т Ï8 тСэ

B. mycoldes 38 50 69 19 17 22 20,0

16 ТВ 27 35 57 5В 53 то^

B. mycoldes 40 52 68 15 13 23 UL.3

26 ТВ 28 3Ï Б2 57 55

B. mycoides 35 48 '65 ■ 26 20 26 16,2

36 Т5 2Ï 32 ■ EÏ ВТ 5В

актериапьных клеток, их супернатантов и газовых метаболитов на рост Fusarium oxysporum и Blpolaris sorokinlana, в частности, на такие свойства грибных патогенов, как фитотоксичность и патогенность.

Супернатанты штаммов P. fluoresceins ингибировали радиальный рост колоний F. oxysporum независимо от штамма бактерий на 30-50%, а штаммов В.mycoides-на 20-25Ж. Все бактериальные штаммы сильно ингибировали образование микро-(20-30%) и макроконидий (60-70%). Изменяется также соотношение форм конидиального спороношения. В контроле процент макро-' конидий составляет 70 от общего спороношения, в вариантах с бактерия-ми-40-45%. Среди изучаемых бактерий большую способность к подавлению процесса спороношения проявили псевдомонады, в меньшей степени-бациллы. Антагонистическое действие к В.sorokinlana было слабее, чем к F.oxysporum (табл.6,7).

При культивировании грибов в присутствии газовых метаболитов псевдомонад и бацилл отмечено сильное проявление ингибирования их роста (табл.6,7). Газовые метаболиты бактерий высокотоксичны для грибов и в значительно большей степени ингибируют рост F. oxysporum и В.sorokinlana, чем их супернатанты. Наибольшей токсичностью обладают газовые метаболиты иташов бацилл - ингибируют рост фитопатогенных грибов от 70 до 80%.

Как видно из табл. 8. FeC13 в высокой концентрации (ЮОмМ) был доступен в равной степени бактериям и грибам, поэтому зон ингибирования не было. В концентрации 10 мМ F.oxysporum ещё пользуется остаточными количествами железа, которое недоиспользовано бактериями, поэтому мы видим, что зоны подавления, хотя и есть, но-меньше, чем в контроле, где железо отсутствовало. Совсем иная картина выявлена для В.mycoides. Поскольку во всех вариантах результаты практически одинаковы, надо полагать, что механизм антагонизма не связан с сидерофорами. Антагонизм же всех штаммов псевдомонад обусловлен синтезом сидерофоров, которые и

- 19 -

ограничивают его доступность грибу.

Таблица 8

Влияние 3-валснтного яслсза на антагонистических) активность сцпср-ншганлтое бактерий против Fusarium osysporun (зоны omcjpcmoufl роста, мм)

Концентрация FcC13,мМ Варианты -:-

О (контроль) 10 100

Р. íluorescens la 5 0 0

Р.fluorescens 2а 7 2 0

Р. íluorescens За 8 . 3 0

В.mycotdes 16 3 2 2

В. mycoldes 26 2 2 2

В.mycoldes 36 3 • 3 3

Супернатанты всех штаммов Pseudomonas и Bacillus сникают патоген-ность и фитотоксичность F.oxysporum и В.soroklnlana. причём более активно снижается патогенность Р. oxysporum, чем В.soroklnlana.

Оценка экологических последствий применения изучаемых средств защиты растений

Обработка семян белги, стромом и микроэлемента)« не действовала на длину корней красного редиса, их токсичность составила 2 и 0% соответственно. Системные фунгициды угнетали рост корней красного редиса (токсичность 24-29%). Однако добавление к виндитату микроэлементов и белги снижало токсичность до 12%. Токсичность Ф-760 - 14%. Это объясняется тем, что в состав Ф-760 входят органические вещества, характе-

- 20 -

ризующиеся токсичностью в отношении биотеста.

Таким образом, применение биологически активных веществ и микроэлементов в качестве средств защиты растений отвечает современным требованиям агроэкологии, чего нельзя сказать о системных фунгицидах, которые не обладают такими качествами, что ставит под сомнение их использование.

Выводы

1. В ризоценозе яровой пшеницы, выращиваемой на дерново-подзолистой почве общая численность микроорганизмов (на МПА) достигает 20 млн клеток в 1 г почвы. Комплекс основных возбудителей корневых гнилей представлен двумя относительно самостоятельными группами микроорганизмов В.БогокШапа и видами Риваг)1ш (доминируют Р.охузрогит). Используемые биопрепараты оказывали позитивное действие на сапротрофный микробоце-ноз, способствуя увеличению численности и изменению его структуры на уровне таксономических групп и вызывали негативный сдвиг в фитопато-генной части комплекса, оказывая определенное влияние на состав и активность фитопатогеннных грибов и проявление антагонистических свойств микроорганизмов в почве.

2. Из испытанных средств предпосевной обработки семян яровой шени-цы (биологически активных веществ, фунгицидов, микроэлементов и их смесей) наиболее.высоким фитосанитарным эффектом отличались стром, Ф-760 и белги в сочетании с виндитатом. Динамика пораженное™ корневыми гнилями в соответствующих вариантах опыта была ниже контроля в 2-3 раза.

3. Прибавка урожая в вариантах с биологически активными веществами (белги, стромом, Ф-760) .по сравнению с контролем (34,9) составила 18-22%. с системными фунгицидами (виндитат, байтан-универсал) - 11-14*.

Смесь белги с виндитатом и микроэлементами повысила урожай на 20-24Ж. По отдельности эти препараты повышали урожай на 16-20; 9-13 и 1-255 соответственно.

4. При обработке семян стромом происходила качественная перегруппировка грибов в ризосфере растений: при приблизительно равном количест-веинном составе возрастала доля грибов-антагонистов, в частности р.Trlchoderma, снижалась доля фитопатогенных грибов. В случае с Ф-760 наблюдались аналогичные, но менее выраженные закономерности.

5. Доля бактерий родов Pseudomonas и Bacillus,, характеризующихся антагонистическим влиянием на грибы рода Fusarium, в общей численности аммонифицирующих микроорганизмов возрастала в вариантах с биопрепаратами. особенно стромом и белги.

6. Ингибирующий эффект в отношении В. sorokinlana и F.oxysporum. вы-

5-К UJTommoQ Piewdotvv» u деленных из ризоценоэов яровой ппеницы^З-х втаммов Bacillus обусловлен

очевидно разным« при2ин»Мл- Так, Pseudomonas sp. подавляет развитие фитопатогенов за счет синтеза сидерофоров. которые ограничивают к ним доступ железа, Bacillus sp. - очевидно.- путем синтеза газовых метаболитов. »

7. При обработке семян яровой гшеницы биологически активными веществами белги, Ф-760 и стромом в ризосфере растений резко усиливается развитие нового гриба рода Fusarium, впервые выделенного нами в чистую культуру и идентифицированного как Fusarium sp.(AF-967).

8. Установлено, что изолят F. sp. (AF-967) предотвращает развитие корневых гнилей растений (доказано при обработке семян яровой пиеницы конидиями изолята). не обладает патогенностью по отношению к растениям яровой гшеницы и в то же время проявляет сильные антагонистические свойства по отноаению к F.oxysporum (зоны угнетения до 7 мм) и в мень-ией степени к В.sorokinlana.

9. Изолят F.sp.(AF-967) рекомендуется для дальнейшего изучения в

качестве биоагента в целях корневых гнилей.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Афанди М.А., Шкаликов В.А.,Шильникова В. К. Антагонистическое действие сапротрофных бактерий против фитопатогенных грибов рода Fusarium в ризосфере яровой пшеницы // Состояние и пути совершенствования агротехнического метода в интегрированной защите зерновых и зернобобовых культур.-Краснодар, 1994. -71 с.

2.Шкаликов В.А.,Шильникова В. К.,Афанди М. А. Динамика фитопатогенных грибов и их антагнистов в ризосфере яровой пшеницы при обработке семян биологически активными препаратами белги, стром, Ф-760.// Состаояние и пути совершенствования агротехнического метода в интегрированной защите зерновых и зернобобовых культур. -Краснадар, 1994.-с. 68-70.

3. Шкаликов В.А.,Шильникова В. К., Афанди М. А. Влияние предпосевной обработки семян яровой пшеницы на микроорганизмы ризосферы и фотосани-гарное состояние посевов.// Изв.ГШ. -М.. 1994. -Вып. 4. -с. 112-122.

4.Шкаликов В.А.,Шильникова В.К..Афанди М.А.Обработки семян биопрепаратами и микробные ценозы почвы.// Защита растений.-1994.-N.12.-18с.

5.Афанди М. А.. Шкаликов В.А..Шильникова В.К..Сизова Т.П.Изменение биоценоза в ризосфере яровой пшеницы в результате предпосевной обработки семян биологически активными веществами.// Изв.ТСХА.-М., 1995.-Вып. 1.- с. 101-109.

6.Афанди М.А.,Шкаликов В.А..Шильникова В.К..Сизова Т.П.Гриб-антагонист в ризосфере яровой пшеницы.// Защита растеий.-1995.-N. 3. - 19с.

защиты сельскохозяйственных растений от