Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

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

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "МИКРООРГАНИЗМЫ РИЗОСФЕРЫ И ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОСЕВОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ПРОТРАВИТЕЛЕЙ И НОВЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ"

А-3-/МЗ

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

и • ' ,

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

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

Официальные оппоненты доктор биологических на\<к В. 8. Мазин; доктор биологических ¡^к, етарший на\чный сотрудник Е. X. Ремпе

Вед\щее предприятие—Всероссийский сельскохозяйственный инстит\т заочного образования

Защита диссертации состоится /^ьс^с'^гс 7 1995 г

в час на заседании диссертационного совета

Д 120 35 09 в Московской сельскохозяйственной академии имени К А Тимирязева

Адрес 127550, \\осква, Тимирязевская \л 49 Ученый совет МСХА

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА

Автореферат разослан ^^ -¿ґ&с? . 1495 г

Ученый секретарь диссертационно!о совета —

доцент

В. А. Шкаликов

Обцая характеристика работ

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 эффектом и экологичностью. Это тем более необходимо, поскольку эффективно щмгиищиеся все более агрессивные средства защиты растений вследствие их неспецифического действия, ингибируют полезные микроорганизма агроценоза. нарушают ход естественных микробиологических процессов в почве и ризосфере растений, загрязняют окружающую среду и ухудшают качество уроаая.

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 сапротрофные микроорганизмы ризосферы и возбудителей корневых гнилей.

2) выявить связи между количествен«*! и качествен»* составом ризо-ценозов яровой пшеницы и фитосанитарным состоянием посевов.

3) определить возможные механизмы антагонистического действия сап-рогрофных бактерий и грибов, выделенных из ризосферы яровой пшеницы, против грибов-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 фитосанитарным состоянием посевов

Из ризосферы яровой пшеницы выделен новый гриб рода Fusarium, характеризующийся антагонизмом по отноиению к возбудителям корневых гнилей. Изучены его морфолого-культуральные признаки, гриб идентифицирован ка Fusarium sp.(AF-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 мохет

служить методом оценки протравителей и биологически активных веществ Предложен новый гриб-антагонист Fusarium sp. (AF-967) для широкого изучения в качестве биоагента против возбудителей корневых гнилей зерновых и других сельскохозяйственных культур

Лпробацш» работы Основые положения диссертации доложены на научных конференциях НСХА (йьнь. декабрь 1994г )

Публикации По материалам диссертации опубликовано 6 работ. Структура ц 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

Обе к ты. материала и иетож исследований

Исследования проводили в лабораторных.

» 5

вегетационных и полевых ош-■хМ* \

- 3 - . •

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 строи, синтезированное органическое • соединение, . условно называемое Ф-760, И комплекс микроэлементов, состоящих из ZnSOi + CuS04 + MriSOt.

Предпосевную обработку семян проводили методом увлажнения ( из расчета Юл суспензии на 1т семян). Норма расхода: протравителей -2кг/т: биологически активных веществ: белги - 10я/т; стром - 0.5 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-глюкозном агаре (КГА) и сусло-агаре (СА), аммонифйкаторов, - на мясо-пептонном агаре

(11ПЛ), микроорганизмов. использующих минеральные формы азота - на крах-мало-аммиачном агаре (КАА). азотобактера - на среде Эвби. целлюлозо-разруваицие микроорганизмы (аэробные) изучали на агаризованной среде Гетчинсона. денитрификаторы - на среде Гильтая. бактерии рода Clostridium - на среде Емцева

В лабораторных опытах изучали влияние биологически активных вецеств, микроэлементов и фунгицидов на возбудителей корневых гнилей В.soroclnlana и F oxysporua и на новый гриб Fusarlum 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 Зббота (1990). Концентрацию спор в суспензии подсчитывали с помощью камеры Горяева (1979). Определение экологических последствий (токсичность) применения изучаемых нами препаратов проводили по методике В Г. Ыинеева с соавт (1991). I

Механизм действия метаболитов бактерий рр Bacillus и Pseudooonas на грибы-возбудители корневых гнилей изучали методом Алстрома (Alstroo. 1987). Влияние метаболитов бактерий на фитотоксичность и патогенность грибов F.oxysporum и В soroklnlana определяли по методике Н С Егорова (1976). Степень антагонизма бактерий к грибам в зависимости от присутствия в среде железа определяли По методу Arnol (1937).

Результаты исследований

■келейность м виде грибов в ризосфере яровой пвемщы к (итоса-жтарное состояние растений Общая численность грибов в 1992г (год без создания искусственного

■фнтонятогвиные грибы:

pnaariuM оху»ропш ■ Bípotirt» »orokinUnê

□ Гркбы-ftHTtroHMCTw: Tricho4«ra« $p..PtoiciИ lu» •p.,Asp«fftilu« $р.,Ивеог »p- ■ др.

VH.I. Численность . »дом* COCTU грибов CA » »кфр. ДМИ' ЬОИТРО"' 2" б*ЛГ"' 3" 0вЯГ" *

———— ' 7- строи, I' 9- e.âf.H-TH-M

макроэлементы, Є«лгш + ■икр09л«и«мтш ♦ ■яиддтдт» 5- мкро»д*«#йТ«<*'* ■ * , . ,

инфекционного фона)% по всем фагам развития растении был в 2 - 4 раза ниже, чем в 1993. особенно в 1994гг (годы, в которые в контроле создавали искусственный инфекционныи фон) Отмечена тенденция возрастания Численности Fubdi lu-u охуьрогиш и Blpolarlt. joroklniara на естественном фойе к концу вегет^ии В г.очве, 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 oxysporum характеризовалась некоторым подъёмом уровня в первую фазу развития и сохранением его в течение всего периода вегетации Аналогичные закономерности отмечены и для В soroklniana

Учёты фитосанитарного состояния растении показали, что пораженность яровой пшеницы корневой гнилью зависела от количественного и качественного соотношения фитопатогенных грибов рр Fusarium, Blpolaris 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 отноиении но 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 pp.Trlchoderma. Pénicillium 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 пораженность корневыми гнилями снижалась на 40-5035 (табл 1).

Таблица 1

Влияние преЭпосееной обработки семян на поражеккость яровой пшеницы корнесмми гнилят, % '

Кущение Колошение-моло- Восковая спелость чная спелость

Варианты —--

._1992 1995 199? 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. Белги 4.0 5,4 7.9 16.0 20.8 22,4 22,4 28.0 29.7

3. Бол. +ми- 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.+

. виндитат

5.Микроэл. 6.5. 6.3 14,7 24,0 30.0 40.7 31.0 37,5 44,3

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.Байтам- 5.0 5.4 ' 9.2 16,9 21.9 23.4 22.0 27,5 28.3 универсал

Таблица 2

Влияние предпосевной обработки семян на продуктивность яровой пшеницы (средние значения за 1992-1994гг)

Варианты Полевая всхожесть .X Число прод.сте блей. шт\м. кв. Пусто- зерность. % Вес зерна с 1 колоса, г. Масса 1000 зёрен, г. Урожайность, ц\га Прибавка к контро-лыо. X

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 8.2І 1.48 36,8 41.0 14,7

НИР 52 1.2 0, И 2.0 2.9

05

Белги. особенно 8 сочетании с комплексом микроэлементов способствовали снижению общей численности грибов Численность рр Fusarium и Blpolarls независимо от срока анализа была больше, чем в варианте с белги на 20-30%. а пораженность растений корневыми гнилями на 20-4055 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 5) снижалась численность фитопатогенных грибов , количество грибов рр Trlchoderma и Aspergillus было ниже, иногда больше или на уровне контроля, но в то же время возрастала численность Pénicillium sp (в 1,5-2 раза) по сравнению с контролем Пораженность корневой гнильо 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 фунгициды 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 количество 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 15-251) и выше, чем во 2,4.7 и 8 вариантах.

В варианте со стромом (7-й) и с Ф760 (8-и) общая численность грибов вне зависимости от периода вегетации была приблизительно одинакова, eè

уровень в 3-4 раза ниже, чем в контроле. '

Анализы.пораженности корневыми гнилями в 1994 г. сравнительная оцен-. на общей численности микромицетов, количествежого 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 шгияй степени - белги и его смеси с микроэлементами и виндитатом. Так, по сравнен» с контролем, .еде пораженность корневыми гнилями в фазу восковой спелости достигла 40.235; 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 Fusariui, оценка его патогенности и . проверка возможности использования для борьбы с корневьом гнилям 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 его описание на стандартных средах. Гриб характеризовался отсутствием воздушного мицелия'и сильно выраженным антагонизмом

по отношению к Fusarium охуьрогит Антагонизм проявлялся в образовании зон подавления роста колоний F. oxysporum вокруг его колоний, достигавших ширины 5-7ым 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 11 раз. в фазу трубкования - в 8.2 раза, в молочно-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 гнилеи растении

Численность микроорганизмов, участвующих в превращениях соединений азота и углерода в почве В исследованных нами ризосферных почвах процесс аммонификации идет достаточно активно (табл 3). В течение всего периода вегетации численность аммонифицирующих микроорганизмов (на МПА). независимо от варианта опыта и года исследования, колеблется в пределах десятков млн в 1 г почвы При внесении биорегуляторов (белги, стром 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 аымонификаторов в ризосфере растений, их численность в начале фазы вегетации была ниже контроля в 1,5-2 раза, к концу вегетации была аналогичной контрольному вариианту.

' ., " ■•'■"■ -11-, . .

. Таблица 3

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

Варианты 1. Ко- 2. Белги З.Бел. 4.Бел. 5.ИИ- 6.ВИ- 7. Строи 8. Ф-760 Э.Бай-

Фазы вегетации нтроль ♦микро эл. ♦иикро эл.+ви ндитат кроэ-леие- НТЫ ндитат тан-уни версал

Бактерии на МПА (числитель).Р.Пиогевсепв и В.>усо1йез (знаменатель).млн.

Кущение 12,6 36.7 29,9 17.7 21.4 7.3 30.2 25.9 6.6

Колошение 1. 1 18,0 774 5.2 36,4 4.9 23.3 2.6 24.8 1.2 14.8 9.0" 41.8 6.2 34.9 10 16,5

мол.спел. Восковая 2,0 22,2_ 10Г8 48,8 6,7 43,9 8,2 32,4 3.3 27.8 2.7 20.7 11,1" 40.4 9,1 34,9 2 7 20.7

спелость 1. 9 "II .Т" 9Г8. 7:-ё 3,7 ' 2.6 " 12.9 9.6 з!о

■ ■ ■ ;Бактерии на КАА, млн.

Кущение 42.0 Колошение 51,4 Воск.спел.52.3 59,2 64,4 68,4 50.6 . 56.2 58,0 23,3 38,6 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 91,3 71.0 Колошение 38.6 198.3 86.9 Воск. спел. 54.2 166.2 106,7 21.2 50,3. 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

ЫозЪгШиа, млн.

Кущение Колошение Воск. спел. 1,6 3.5 3.6 ' 3, 5 10.4 12,3 •2.8 6,9 8.0 1.7 6.0 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 87,6 66.0 67,0 68.8 56,6 84.0 87,3 ' 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

Целлюлозораэлагапцие, тыс.

Кущение , 12.2 Колошение 22.8 Воск;спел.24.8 22.5 47,7 53.5 ■ 20,5 47,0 43,2 10,2 39,1 , 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 МПМ в естественных риэоценоэах (контроль), доля Bacillus mycoldes и Pseudomonas fluorescens, характеризующихся антагонистическим влиянием в отношении грибов-возбудителей корневых гнилей зерновых культур, была довольно низкой и составляла 1-1536 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 виндитата (где общая численность аммонификато-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 трех 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 микроэлементов 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 _ . микроэлементами и их смесью с белги, численность денитрифицирующих бактерий была на уровне контроля

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

Количество целлюлозоразрушающих микроорганизмов в исследованных нами почвах (табл.3) было низким по сравнению с другими группами 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 испытанным препаратами,особенно стропом, Ф-760 и белги в сочетании с виндитатом, является моцнш фактором положительной биодинамики в ризосфере растений при поражении корневыми гнилями В условиях мелкоделяночного опыта их использование приводит к формированию полноценных микробных ценозов и ограниченно

развития фитопатогенных грибов ' Fusarium oxysporum и Blpolaris soroklnlaria. По мению Д. Г. Звягинцева (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 Blpolaris soroklnlana, Fusarlu» oxysporun и Fusarluv sp.(AF-967)

Как видно из табл.4.5. системные фунгициды в большей степени инги-бировали рост колоний В.еогок1піапа(табл.5). Ингибирование составило, от 38 до 6035 и наличие спор снижалось в пределах 60-62%. Также эти препараты ингибировали рост грибов рр. Fusarium независимо от вида, в среднем на 40-6055 (табл.4). Ингибирование роста грибов отмечалось также в среде Чапека с Ф-760: оно было на" уровне 20-2555 и здесь следует отметить, что Ф-760 уменьшал рост только В.sorokIniana 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 стром, заметно влияли на рост нового гриба F.sp.(AF-967). Так, белги увеличивал радиальный рост гриба на 15-4055, 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 веществ, фунгицидов, микроэлементов и их смесей на рост и количество шкро- и макроконидии К охузрогит (числитель) и К зр (ЛГ-967) (знаменатель) в условиях чистои культуры

Варианты Диаметр колонии. мм Торможение (стиыу-ляцие,«-), % Налинне спор, «1СГ спор\мл

5Сут 7сут 12сут 5сут 7сут 12сут Макроконидии Микроконидии

Контроль_ Белги_ Бел™ ♦микроэл Бел+м«кро ЭЛ +ВИНД Микроэлементы Виндатат_ Строи Ф-760_ Баитан-универсал 59 32- 52 46 139" 30 "29-- 45 22 40 17-- 38 27 76 72 62- 69 46 — 42 40 64 40- 35 21- 59 55- 53 90 72 ~ 90 85...... 90 7В ~ 69 6Г -85 68- 51_ 79 8 0- 71_ 57 12 +ЗГ~ 22 49 ~ЗГ" 24 63 32 36 54 5 9 42 "27 _ 16 54 "52 22 +2Ц~ 30 0_ 0 ~8- 23 —ГБ" " 6 43 22,9 26. I 23,0 34! 2-- 20,7 12^3 20.3" 24.2 23.4 8,7 п^в-- 18.3 3(^9--- 14,6 23^5- .7.2 _ Г2.7 12.5 10^2 _ 12.3 _7^8 8.3 _1Ц.9 13. 1 _11^8

46 "" 12 +го— 21 37 "38-

44 39 27-- 0 49

43

Таблица 5

Влияние биологически активных веществ, фунгицидов, микроэлементов, и их смесей на рост и число спор В вогок1п1апа в условиях чистои культуры

Варианты Диаметр колонии,мм Торможение роста. X Наличие

5сут 7сут 12сут 5сут 7сут 12сут спрр, «1СГ спорЧмл

Контроль 45 58 88 _ _ _ 25.2

Белгн 42 55 88 7 5 0 24,7

Белги+микроэл 43 54 85 4 7 3 25,3

Б.+микроэл +ВИНД.25 41 64 44 29 30 13,9

Микроэлементы 37 50 ВО 17 13 9 24,0

Виндитат 19 33 52 58 43 38 10,6

Строи 41 53 80 9 9 9 23,5

»-760 35 49 65 22 16 26 18,2

Бантан-универсал 18 33 48 60 43 45 9.8

ществами в ризосфере и ризогшане 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, виде-' ленных из ризосферы яровой пвеницы. против грибов-возбудителей корневых гнилей зерновых культур

Считается, что Pseudomonas sp. наиболее способны к заселению ризосферы растений и представляют собой самую преспективную группу для исследования в качестве биопрепарата. От популяционного уровня псевдомонад бациллы на корнях растений составляют лишь 1-20SS. псевдомонады ингибируют и развитие азотобактера на корнях. Короткий период генераций (5,2ч) на корнях растений (Schmitt). 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 , fluorescens. и 3 штамма Bacillus mycoides для исследования влияния ба-

Таблица 6

Влияние супернатактов Р /ХиогсБсегхз и В тусогйез (числитель) и их га зооых метаболитов (знаменатель) на рост и количество микро- и макроконидии К охугрогит

Варианты

Диаметр колонии. Торможение роста.

мм

5сут 7сут 12сут 5сут 7сут 12сут

55 75 89 _ _ _

45 68 " ~В8" - - -

28 40 63 49 47 29

21-- 40 ~ 59 "53" 41 33

30 43 65 45 43 27

22 37 "54 ~ 51 46 39

27 41 58 51 45 35

Т9 35 " "54 " 58 49..... 39

37 59 75 37 21 16

15 2Г 42 - 67 " 59 ~ 52

41 63 78 25 16 12

29 44 54 59 ...... " ЬО ~

33 51 70 40 32 21

13 2Г 36...... "71 " 65 59

Наличие спор. • 10 спорчмп

Макро конидии

Микро конидии

Контроль_

Р.fluora-scens.la P.fluore-scens,2a Р.fluore-scens.Sa В »ycoi-des,16 B.eycoF des.26 B.eycgl-des.36_

24.3

28!~5--

10.1 тзГз

9.0

"П£Т-

8.3 "TD77 li.3

- s! & —

12.7

~ 7^3---

11,0 ~ 5.2--

Таблица 7

Влияние супернатантов Р. /1иогезсепэ и В m^^coгdes (числитель) и ия газовых метаболитов (знаменатель) на рост и число спор В эогоМп{апа

Варианты

Контроль

Р. fluorescens la

Р. fluorescens 2а

Р fluorescens За

В myco1des 16

В mycoldes 26

В myco!des 36

Диаметр колонии,мм

5сут.

47 Т2 39

24 42

25

39 2Г 38 ТВ

40 ТВ 35 15

7сут

60 ВТ 48 ЗТ 55 31 53 30 50 27 52 ZB 48 ZI

12сут

88 75 74 40

78 47

79

33 69 35 68

34 65 32

торможение роста.Ж'

5сут 7сут. 12сут

18 48 И ЗВ 18 50 19 57 15 62 26 Б1

20 49 8

44

20 5Т 17

56 13

57 20 ет

16 40 11 37 10 4В 22 53 23

55 26

56

Нашчие спор,

»10 спорЧмл

28.7 23^7 23^2 I3t3 24.0 ГСТ 20,5

п^э 20.0 IÜ.7 19^3 ^2 16.2 1£з

актериальных клеток, их супернатантов и газовых метаболитов на рост Fusarium oxysporum и Blpolarls sorokiniana, в частности, на такие свойства грибных патогенов, как фитотоксичность и патогенность.

Супернатанты штаммов P.fluorescens ингибировали радиальный рост колоний F.oxysporum независимо от штамма бактерий на 30-50%, а штаммов В.mycoides-на 20-25%. Все бактериальные штаммы сильно ингибировали образование микро-(20-30%) и макроконидий (60-70%). Изменяется также соотношение форм конидиального спороношения. В контроле процент макроконидий 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. sorokiniana 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.sorokiniana, чем их супернатанты. Наибольшей токсичностью обладают газовые метаболиты штаммов 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.тусоides. 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

ограничивают рго доступность грибу

Таблица 8

Влияниь 3-1 v-ч" ^ 1 *е'г-г-: на (р^точисчшческую активность супср-Kuratrcj гр Т'1 Fi.sirti.rn oxispcrum (зоны отс'.пчствия рос-

та. мм)

Концентрации FeC13.MM Варианты -

О (контроль) 10 100

Р fluore^cens 1а 5 0 0

Р fluorescens 2а 7 2 0

Р fluorescens За 8 3 0

В mycotdes 16 3 2 2

В mycoldes 26 2 2 2

В mycoldes 36 3 3 3

Сулернатанты всех штаммов Pseudomonas и Bacillus снижают патоген-ность и фитотоксичность F oxysporum и В soroklnlana. причём более активно снижается патогенность F oxysporum. чем В soroklnlana

Оценка экологических последствий применения изучаемых средств за-читы растении

Обработка семян белги, стромом и микроэлементами не действовала на длину корней красного редиса, их токсичность составила 2 и 0% соответственно Системные фунгициды угнетали рост корней красного редиса (токсичность 24-2956) 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 МШ достигает 10 млн клеток в 1 г почвы. Комплекс основных возбудителей корневых гнилей представлен двумя относительно самостоятельными группами микроорганизмов В.Soroklnlana и видами Fusarium (доминируют F. oxysporum). 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 пшеницы (биологически активных веществ, фунгицидов, микроэлементов и их смесей) наиболее высоким фитосанитарным эффектом отличались Стром. Ф-760 и белги в сочетании с виндитатом. Динамика пораженности 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 20-21%. По отдельности эти препараты повышали урожай на 16-20,9-13 и 1-2% соответственно

4 При обработке семян стромом происходила качественная перегруппировка грибов в ризосфере растений при приблизительно равном количест-веннноы составе возрастала доля грибов-антагонистов, в частности р Trlchoderma, снижалась доля фитопатогенных грибов В случай 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 стропой и белги.

в Ингибирующий эффект в отноиении В soroklnlana и F. oxysporum. вы-

J-х США UJU* е ¿/с/а^с а S "

деленных из ризоценозов яровой пшеницы^З-х штаммов Bacillus обусловлен

очевидно разными прн^ина^и. 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 пшеницы биологически активным веществами белги, Ф-760 и строкой 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 пшеницы конидиями изолята). не обладает патогенностью по отношению к растениям яровой пшеницы и в то же время проявляет сильные антагонистические свойства по отношению к F. oxysporum (зоны угнетения до 7 ш) ив меньшей степени к В. soroklnlana.

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

- гг -

качестве биоагента в целях защиты сельскохозяйственных корневых гнилей.

растений от

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1.Афанди М.А.,Шкаликов В. А., Шильникова В. К. Антагонистическое действие сапротрофных бактерий против фитопатогенных грибов рода • Fusai1 lum 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 фотосанитарное состояние посевов.// Изв.ТСХА.-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.. СизоваТ. П. Гриб-антагонист в ризосфере яровой пшеницы.// Защита растеий.-1995.,-N.3.- 19с.

Объем I1 п т

Закал Ы)8

Тираж 100

Типография издатечьства \\CXA им К А Тимирязева 127550, Чосква И 550, Тимирязевская ул, 44