Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние микробиологических препаратов на активность азотфиксации и вирусоустойчивость сои

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Влияние микробиологических препаратов на активность азотфиксации и вирусоустойчивость сои"

Будагов Григорий Владимирович

Влияние Микробиологических препаратов на активность азотфиксации и вирусоустойчивость сои (специальность 03.00.16 - экология)

, АВТОРЕФЕРАТ . диссертации на соискание ученой степени ' кандидата биологических наук

Краснодар ' 1996

Диссертационная работа выполнена на кафедре биохимии и микробиологии бцолого-почвенного факультета Ростовского государственногоуниверситета ■ (г. Ростов-на-Дону). . , -

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

. кандидат'биологических наук, ' доцент И.Б. Коган; - • кандидат биологических наук, доцент В.Г. Паршин • -. доктор биологических наук профессор В.Ф. Вальков кандидат биологических наук, доцент Л.А., Коростелева-' Донской государственный аграрный университет , '

Защита состоится

' НО "ук&Гр! 1996 г. в на заседании

Диссертационного совета К. 120.23.06 при Кубанском государственном аграрном университете. ( 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13 ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского аграрного университета ( 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13.).

Автореферат разослан " _1996 г.

Учёный секретарь

А'

Диссертационного совета, профессор . ч <■ ^

С.Б. Криворотое

С-

Общая характеристика работы

Актуальность исследования. На протяжении многих лет стратегия развития земледелия основывалась на постоянном увеличении применения минеральных удобрений и химических средств защиты растений, что наряду с положительным эффектом вызвало ряд негативных процессов в агроэкосистемах.

Мощные агротехнические нагрузки существенно нарушают функционирование почвенных микробоценозов и ферментативную активность почв, развивается деградация гумуса, уменьшается естественное плодородие почв, возрастает количество фитотоксичных микроорганизмов.

В связи с этим необходим переход к основанным на использовании биологических методов и препаратов системам альтернативного земледелия, главная цель которых - с помощью применения экологически сбалансированных приемов повышения урожайности и защиты растений сохранить естественные биологические механизмы агроценоза без снижения экономического эффекта (Соколов, Монастырский, 1994).

ОДин из важнейших факторов в таких системах - оптимизация процесса симбиошческой азотфиксации, что обусловлено высоким коэффициентом использования "биологического" азота растениями, положительным действием на продуктивность и питательную кормовую ценность бобовых сельскохозяйственных культур, отсутствием накопления вредных веществ в биосфере, экономической выгодностью по сравнению с производством и применением минеральных азотных удобрений (ЗЫгика, 1990; Садыков, 1992; Шатилов, 1992).

Однако биологический потенциал симбиотической азотфиксации реализован далеко не полностью, для его повышения применяются методы усовершенствования инокуляционного процесса и генетико-селек-ционные методы (Хотянович, 1992; У ег а1., 1992), но их эффективность еще недостаточно высока.

Малоизученный аспект бобово-ризобиального симбиоза - повышение иммунного статуса растений и усиление естественной супрессивносги почв, т.к. ризобии обладают антагонистической активностью к фитопато-генам (Марго, 1973; Голышин, 1992). Повышение устойчивости к фитопа-тогенам путем активизации метаболизма и защитных механизмов растительного организма является важным звеном в системах экологизированной защиты растений, требующим глубоких всесторонних исследований.

Выбранная в качестве объекта исследования соя (Glycine шах (L.) Merrill) - ценнейшая азотфиксирующая бобовая культура, применяемая в пищевых, кормовых и технических целях и имеющая хорошие перспективы возделывания в Северо-Кавказском регионе. Кроме того, система Glycine max - Bradyrhizobium japonicum является удобной моделью для изучения закономерностей бобово-ризобиального симбиоза (Садыков, 1989; Hunt, Layzell, 1993).

Соя относительно устойчива к грибным и бактериальным заболеваниям, но серьезно страдает от поражения вирусом мозаики сои: ВМС, soja virus 1, Smith (Трубицын, Полякова, 1994), традиционные способы борьбы с которыми не приносят ощутимого результата (селекция семенного материала, селекция сортов), а иногда экологически небезопасны (уничтожение насекомых-переносчиков с помощью химических средств). Необходим поиск и разработка новых эффективных способов противодействия ВМС.

Цель исследования - изучение влияния препаратов микробиологического синтеза (ПМС) - ацетонобутиловой барды (БРД) и липрина-4 (JI) на эффективность симбиогической азотфиксации и устойчивость сои к ВМС.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Изучить действие ПМС на клубеньковые бактерии сои.

2. Исследовать влияние препаратов на:

а) активность бобово-ризобиального симбиоза у растений сои; - б) физиолого-биохимические показатели растений, связанные с азотфиксирующей активностью и вирусоустойчивостью;

в) урожайность и питательно-кормовую ценность сои.

3. Изучить возможность компенсирующего действия препаратов на азотфиксирующую активность, физиологию и продуктивность сои с целью повышения ее толерантности к ВМС.

4. Определить способы и дозы использования исследованных препаратов.

5. Разработать пути утилизации отхода микробиологического производства - ацетонобутиловой барды.

Научная новизна и практическая значимость работы. Показано, что активность симбиотической азотфиксирующей системы сои может регулироваться с помощью экологически безопасных биогенных препаратов микробиологического происхождения. Использование данных веществ положительно сказывается на культурах клубеньковых бактерий сои, показателях бобово-ризобиапьного симбиоза, процессах фотосинтеза, продуктивности и питательно-кормовой ценности растений.

Установлено, что исследованные препараты повышают толерантность сои к ВМС, при этом наблюдается корреляция с уровнем симг биотической азотфиксации. Это свидетельствует о том, что существование бобового растения, имеющего ризобиальные микросимбионты и пораженного вирусной инфекцией, следует рассматривать как единую экосистему, в которой происходят сложные взаимодействия между растен'ием-хозяином, ризобиями и фитопагогенными вирусами.

Показана перспективность дальнейших исследований возможности использования биологически активных веществ естественного происхождения в качестве активаторов симбиотической- азотфиксации и индукторов вирусоустойчивости.

Разработаны способы и дозы применения препаратов с жидкими и гранулированными минеральными удобрениями (органо-минеральные комплексы) с целью интенсификации азотфиксации, повышения урожайности и толерантности сои к ВМС. Рекомендован способ утилизации отхода микробиологического производства - ацетонобутиловой барды.

Работа выполнена в рамках госбюджетной темы "Использование экологически .безопасных отходов и продуктов микробиологической и, пищевой промышленности в целях повышения урожайности сельскохозяйственных культур и их устойчивости к фитопатогенам и вредителям" (№ 01.9.20. 008231).

Апробация работы.. Материалы диссертации доложены на научных конференциях биолого-почвенного факультета РГУ (Ростов-на-Дону, 1994, 1995, 1996), региональной научно-практической конференции "Биотехнология и производство экологически чистой продукции сельского хозяйства" (ГТерсиановка, ДонГАУ, 1994), межреспубликанской научно-практической конференции "Актуальные вопросы экологии и охраны природы степных экосистем и сопредельных территорий" (Краснодар, Куб ГУ, 1994)/

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.

Структура, работы. Диссертация изложена на1%9 страницах машинот • писного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания объек-. тов и методов исследования, результатов и их обсуждения, выводов и приложения. Список литературы включает 193 источника, в том числе 58 иностранных. Работа иллюстрирована 44 таблицами и 14 рисунками.

Содержание работы

Обзор литературы состоит из 4 разделов, в которых рассматриваются биологическое и хозяйственное значение сои, способы оптимизации симбиотической азотфиксации, распространение и вредоносность мозаики сои и способы борьбы с этим зяболеванием с оценкой достигнутого уровня и перспектив. Особое внимание уделено применению в указанных целях биологически активных веществ естественного происхождения, а также взаимоотношениям между процессами вирусной инфекции и азот-фиксации в растительном организме.

Объекты исследований: '

1. Препараты микробиологического,синтеза (ПМС):

а) ацетонобутиловая' барда (БРД) отход промышленного ацетоно-. бутилового брожения, вызываемого штаммами Clostridium acetobutylicum, полученный с Ефремовского биохимзавода (Тулвская область РФ); •

б) липрин-4 - аналог кормового концентрата лизина (K.KJI), проду-, цируемый штаммами Brevibacterium flavum и Coiynebacterium glut'amicum, произведенный на Шебекинском'биохимкомбинате (Белгородская область РФ).

Препараты-включрют культуральную жидкость/остатки биомассы' продуцента и питательной среды, содержит клетчатку, белки, аминокислоты, минеральные элементы,-витамины группы В и PP.

в) препарат азотфиксируюших бактерий - ризоторфин на основе Bradyrizobium ^аропкит(штамм 6346), изготовленный во Всероссийском, институте сельскохозяйственной микробиологии (г. Пушкин, Ленинградская область РФ). ,

2. Минеральные удобрения: а) жидкое. комплексное удобрение • (ЖКУ) марки 10:34:0 (ТУ 6-08-414-78);

б) гранулированные минеральные удобрения - аммофос, двойной суперфосфат, нитроаммофос. • '

3. Растения сои (Glycine шах (L.) Merrill, сорт Ранняя-10).в норме и . при поражении ВМС.

4. Штамм Bradyrhizobium jap., выделенный из корневых клубеньков сои сорта Ранняя - 10. •

Методика исследований. В лабораторных экспериментах- изучали действие барды, липрина и минеральных удобрений -на рост ризобий сои и накопление ими белка на жидких и твердых питательных средах. Выделение и идентификацию бактерий проводили по методу Теппер (1993)., Культуру бактерий высевали на питательные среды № 79 и бобовый агар с добавками препаратов и их комплексов-с ЖКУ (в крнцентрациях от 0.02 до 2.5 % от объема среды). Титр ризобий определяли чашечным методом

Коха, концентрацию белка - методом Лоури (Северин. Соловьева, 1989). Гранулированные минеральные удобрения обрабатывали биопрепаратами в количестве 5 % от массы гранул и помещали на поверхность культуры ризобий в чашки Петри.

В полевых экспериментах (табл. 1) изучали действие препаратов и их сочетаний с ЖКУ и аммофосом, на фоне инокуляции ризоторфином и без таковой, на шоаметры бобово-ризобиального симбиоза (масса и количество корневых клубеньков, содержание леггемоглобина, сукцинатде-гидрогеназа (СДГ), нитрогеназная активность (НА) в клубеньках), физио-лого-биохимические показатели (содержание фотосинтетических пигментов листа, содержание амидного и аммиачного азота в листьях), питательно-кормовую ценность (концентрация белка и активность уреазы в зерне) и урожайность растений сои, не имеющих симптомов вирусной мозаики и с симптомами поражения ВМС.

Смеси препаратов с удобрениями вносили локально, рядковым способом одновременно с посевом.

СДГ-активность, концентрацию леггемоглобина, амидного и аммиачного азота, концентрацию белка в зерне, активность уреазы и содержание фотосинтетических пигментов определяли колориметрически, НА-активность - газово-хроматографически (Пароменская, Круглов, 1985; Ляхова, Луценко, 1981; Третьякрв, 1983). Все анализы выполнены в фазу цветения.

Эксперименты проводили на естественном (посев некалиброванны-ми семенами) и провокационном (посев пигментированными семенами, полученными с пораженных растений) инфекционном фоне. Диагностику ВМС проводили визуальным и индикаторным методом (Власов, Ларина, 1982).

Таблица 1

Схема опыта

№ Вариант опыта Дозы, применяемых удобрений и препаратов

1. Контроль Без обработки препаратами

2. Ризоторфин (Я) 300-500 г/га

3. ЖКУ М|7Р58 (марка 10-34-0)

4. ЖКУ + Я ЫПР58 + 300-500 г/га

5. ЖКУ + БРД Смесь в отношении 3:2 (N^55 + 80 л БРД)

6. ЖКУ + БРД + Я Ы17Р58 + 80 л БРД + 300-500 г/га

7. ЖКУ + Л Смесь в отношении 10:1 (М|7Р58 + 12 л Л)

8. ЖКУ + л,+ я Ы17Р58 + 12 л Л + 300-500 г/га

9. Аммофос, И|7Р57

10 Аммофос + Я N^57 + 300-500 г/га

II Аммофос + БРД + Я N^57 + 7 л/га + 300-500 г/га

12 Аммофос + Л + Я Ь'17Р57 + 7 л/га + 300-500 г/га

Лабораторные эксперименты проводили в лаборатории микробиологии биолого-почвенного факультета РГУ и лаборатории фитопатологии Ботанического сада РГУ, полевые эксперименты - на базе УОХ РГУ «Не-двиговка» в течение 3-х полевых сезонов.

Полученные результаты обработаны методами дисперсионного анализа, рассчитана необходимая существенная разность на 5 % уровне значимости (НСР0.5) и достоверность (Р) по показателю Ъ (Русин, 1989; Иванов, Погорелюк, 1990).

Экспериментальная часть Действие ПМС на клубеньковые бактерии сои. Замена в составе среды № 79 1 % дрожжевого экстракта биопрепаратами повышала титр ризобий по сравнению с контролем: липрином в концентрации 0.1-0.5 % - на 16-31 %, смесью ЖКУ с липрином (0.1-0.5 %) - на 60-120 %, смесью ЖКУ с бардой (0.5 %) - на 45 % (рис. 1).

В 0,02% Ш0.10% 00,50%

ЖКУ+Л ЖКУ+БРД ' Контроль варианты опыта

Н.СР

Рис. 1. Влияние ПМС и минеральных удобрений на титр клубеньковых бактерий сои, где 63 - среда № 79, содержащая 1 % дрожжевого экстракта

Добавление препаратов в среду бобовый отвар увеличивало титр бактерий: смеси ЖКУ с липрином (0.1-0.2 %) и ЖКУ с бардой. (0.1-0.2. %) - в 7-9.5 раз. Эти же сочетания (в концентрациях 0.2-0.5 %) повышалй содержание белка в культуре бактерий на 140-150 % по сравнению с кон- • тролем (без добавок), тогда как "раздельное - применение препаратов и ЖКУ - только на 40-46 % (рис. 2).' - • . . . ' . '

=§

|ШШ!||!| ■ ■

--

И , Я

ЖКУ 0.3 %

БРД 0.5 %

Л 0,2 %

ЖКУ+БРД ЖКУ+Л • 05% 0.2%

варианты опыта >

Рис. 2. Влияние ПМС и минеральных удобрений на содержание белка в. культуре ризобий, где ЕШ - среда бобовый отвар без препаратов.

Позитивное действие ПМС на биомассу ризобий и концентрацию белка в столь малых дозах объясняется, вероятно, высоким содержанием в их составе углеводов, аминокислот и стимулирующих рост клубеньковых

бактерий витаминов труппы, В. Более выраженное действие смесей ЖКУ с биопрепаратами обусловлено наличием легкодоступных источников фосфатов в составе ЖКУ. ' ,

Гранулированные минеральные удобрения обладают ингибирующим действием на соевые' ризобии, что проявляется в образовании зон отсутствия роста культуры вокруг гранул (в порядке убывания эффекта: двойной суперфосфат - аммофос -нитроаммофос). Дражирование гранул биопрепаратами уменьшает диаметр, зон ингибирования для двойного суперфосфата и аммофоса: бардой.- на ЗО'и 65% соответственно,- смесью барды с ЖКУ - на 18 и 50%, липрином-'на 14 и 57% (табл. 2). В случае нитро-аммофоса наблюдается стимуляция роста.

' ' Таблица 2,

Влияние ПМС и гранулированных минеральных удобрений • на рост клубеньковых бактерий сои

Удобрения Препараты . Двойной суперфосфат 1 Аммофос Нитроаммофос

диаметр зон ингибирования, мм

Контроль 29.0 .13,5-' 4,5

БРД^5% " 20,0 4.8 стимуляция роста

ЖКУ + БРД, 5% . 24,0 6,8 . 6,5

Липрин, 5% 25,0 ' ' - 5,8 • ■ ' 3,5 ' "

- НСРо 5 - 3,6 4.2 1.8

Ингибирующее действие объясняется созданием вокруг гранул зон с экстремально высокой, концентрацией минеральных солей и повышением кислотности среды, а смягчающее Действие препаратов - образованием по градиенту'диффузии более, благоприятных соотношений питательных элементов, нейтрализацией кислотности и действием витаминов-стимуляторов.

Полученные данные позволили разработать дозы применяемых препаратов в полевых экспериментах. ' •

Влияние ПМС на параметры брбово-ризобиального симбиоза у сои в норме и при поражении ВМС. Органо-минеральные комплексы барды и липрина с ЖКУ на фоне инокуляции ризоторфином повышают

массу корневых клубеньков на 20-43 % по сравнению с контролем (рис. 3), использование препаратов с аммофосом, напротив, снижает этот показатель, что подтверждает полученные ранее данные о негативном влиянии гранулированных минеральных удобрений на клубеньковые бактерии. Следует отметить, что без инокуляции ризоторфином корневые кл^иеньки не образуются. Вирусное поражение снижает массу корневых клубеньков по сравнению со здоровыми растениями: на 39-43 % в контрольных вариантах (инокуляция ризоторфином и применение ЖКУ), но с использованием БРД и липрина - только на 21-33 %. При использовании ЖКУ с ли-прином масса клубеньков у пораженных растений выше, чем у здоровых в контрольном варианте. При применении комплексов липрина и барды с ЖКУ масса клубеньков у пораженных растений на 33-95 % выше, чем у таковых в контрольных вариантах, т.е. действие препаратов более выражено именно на фоне вирусного поражения (рис. 3).

R )ЫчУ*К ЖУ*|;РД ЖУ*Л»К Аммофос* Аммофос* Аммофос* НСР

R R БРД*Я Л*И

варианты опыта

Рис. 3. Влияние Г1МС и вирусной инфекции на массу корневых клубеньков ВЕЯ

сои, где RH - пораженные растения

Количество клубеньков снижается в вариантах с применением препаратов и в норме и при поражении ВМС, однако этот показатель не считается надежным критерием азотфиксирующей активности для сои (Bona, Voltan, Mosca, 1991). Действие препаратов на СДГ-активность не имеет четких закономерностей. Концентрация леггемоглобина при использовании барды и липрина с ЖКУ возрастает на 18-20 % по сравне-

нию с контролем у здоровых растений и на 35-42 % - у вирусных (рис. 4). Содержание леггемоглобина при поражении ВМС снижается на 17-20 % без применения препаратов, но с их использованием - только на 5-7 % (с ЖКУ) и на 9-11 % (с аммофосом). Этот показатель на фоне барды и ли-прина у вирусных растений выше, чем у здоровых в контрольных вариантах (рис. 4).

0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0

ЖКУ'К ЖКУ+БРД» ЖКУ»ЛШ Аммофос >R Аммофос и; Лчи.»|).«.л HCl' R ГД.К -R

варианты опыта

Рис. 4. Влияние ПМС и вирусной инфекции на содержание леггемоглобина в клубеньках, где ш - пораженные растения

Нитрогеназная активность увеличилась на 41-64 % при использовании ЖКУ с липрином (табл. 3).

Таблица 3

Влияние препаратов на НА-активность клубеньков

Вариант опыта Активность нитрогеназы, нм ацетилена 1час/растение

1. Я 17.0

2. ЖКУ + а 19.7

3. ЖКУ + БРД + Я 20.5

4. ЖКУ + Л + Я 27.8

НСРП, 7.0

Механизм действия препаратов может быть связан с тем, что благодаря их диффузии в ризосфере сои из первоначально образующихся при локальном внесении зон с повышенной концентрацией минеральных со-

лей,и органических соединений в последствии формируются зоны с оп- , тимальным -для бактерий соотношением элементов . питания и биологически активных веществ (витаминов и аминокислот), происходит. . стимуляция , ферментных систем и метаболизма бактероидов. Вероятно, этим же объясняется уменьшение количества клубеньков при использований препаратов, т.к. происходит гибель части. клеток ризобий', первоначально попавших в экстремальные зоны. Поскольку бобово-ризоби-альный симбиоз является своеобразной экологической системой, важно знать реакцию всех компонентов системы (клубеньковых бактерий и растений сои) на внесение препаратов.. ' -

Влияние ПМС на физиолого-биохимические процессы, продуктивность и питательно-кормовую ценность сои в норме и при поражении ВМС. Концентрация хлорофилла "а" в листьях сои повышалась при использовании липрина с ЖКУ (у здоровых растений - на 15 % по сравнению с контролем, у пораженньк - на 30-150 %), липрина с аммофосом (на 12-14 % у здоровых и на 150 % у пораженных), барды, с липрином (на 19-120. % у пораженных). Содержание хлорофилла "а"• снижается при поражении ВМС по сравнению со здоровыми растениями: на 36-70 % без ' применения препаратов, однако при использовании барды й липрина 1с ЖКУ - лишь на.27-28 %, с аммофосом - на 32-34 % (рис. 5)..

варианты опыта -

. . Рис. 5. Влияние ПМС и вирусной инфекции на содержание хлорофилла "а" в листьях сои, где Щ - пораженные растения

. Позитивное действие препаратов на концентрацию хлорофилла "а" очень'важно, т.к. уровень фотосинтеза считается одним из, главных лимитирующих факторов азотфиксаций (Романов, 1983; Ву'ка, 1991). Действия препаратов на другие фотосинтетические-пигменты - хлорофилл "в" и ка-ротиноиды - не отмечено.' ' - , •

- Содержание амиДного и аммиачного азота в листьях возрастает при-Применении препаратов с аммофосом в 2-2.4 раза у здоровых и у пораженных растений. В целом, этот показатель увеличивается при вирусном , поражении. Причем в контрольных вариантах более, значительно (до 6 • раз). Возрастание концентрации небелкового азота объясняется снижением синтеза белка и усилением процессов протеолиза в пораженной вирусом ткани (ОгёНапа е1 а1., 1983). Видимо, данный критерий следует рассматривать скорее как информативный признак вирусной патологии, а не азотфикспрующен активности. '

. Использование сочетаний липрина с ЖКУ повышает урожайность сои на 37-56 % (4.3-5.7 ц/га) по сравнению с инокуляцией ризоторфином и применением ЖКУ, соответственно барды с ЖКУ - на 22 % (2.2 ц/га), липрина с аммофосом - на 18 % (1.8 ц/га). У вирусных растений урожайность возрастает при использовании органоминеральных комплексов' на 25-56 % (2.0-3.8 ц/га). Снижение урожайности пораженных ВМС растений составляет 31-34 % (3.1-3.6 ц/га) без применения препаратов, с их использованием менее значительно - 15-20 %, т.е. 1.8-2.4 % ц/га (рис._ 6).

Снижение урожайности при • вирусном поражении происходит вследствие уменьшения количества и массы семян, а позитивный эффект препаратов обусловлен увеличением массы семян и густоты стояния растений (увеличением всхожести семян)- Действие препаратов на урожайность проявляется и без инокуляции ризоторфином, на прибавке массы вегетативных органов. '

Комплексы липрина и барды с ЖКУ повышают содержание белка в зерне у здоровых растений на 2.7-4.6 % по сравнению с контрольным ва риантом;

16 14 12

II ЖКУ * К ЖКУ+БРД ЖКУ»Л»К Аммофос* АммофооК ,Аммофос» НСР

К РДч|( Л'И

варианты опыта

Рис. 6. Влияние ПМС и вирусной инфекции на урожайность сои, где - пораженные растения

с аммофосом - на 1.5-2.2 %. У пораженных растений действие препаратов на этот показатель более выражено: прибавка составляет 6.1-12.4 %. Уменьшение содержания белка при поражении ВМС - 8-12 % в контроле, а при использовании органоминеральных комплексов - только 0.3-3.2 %. Влияния препаратов на содержание белка без инокуляции ризоторфином не обнаружено (рис. 7).

варианты опыта

Рис. 7. Влияние препаратов и вирусной инфекции на содержание белка в зерне сои, где - пораженные растения

Активность уреазы, коррелирующая с содержанием белка, возрастает у здоровых растений при применении препаратов на 13-23 %. При использовании барды и липрина с ЖКУ на фоне инокуляции ризоторфи-ном наблюдается корреляция между показателями активности бобово-ри-зобиального симбиоза, урожайностью, содержанием белка и хлорофилла "а" и у здоровых и у пораженных растений (г=0.71 и г=0.73).

Таким образом, можно констатировать, что применение этих био-органо-минеральных комплексов оказывает позитивное действие на процессы симбиотической азотфиксации, фотосинтеза и продуктивность сои.. Комплексы препаратов с аммофосом оказывают менее-выраженное действие.

При поражении ВМС наблюдается компенсирующий эффект препаратов, т.е. при их использовании изученные показатели более близки к таковым у здоровых растений.

Вышеприведенные данные справедливы для сезонов с достаточным уровнем влажности. При недостаточной влагообеспеченности позитивное действие препаратов в значительной степени нивелируется, за исключением их влияния на содержание белка и концентрацию хлорофилла "а" (у инфицированных растений). Действие препаратов сохраняется И;на провокационном инфекционном фоне.

Предполагаемые механизмы действия препаратов:

1. Улучшение азотного питания растений за счет стимуляции симбиотической азотфиксации.

2. Стимуляция деятельности почвенной микрофлоры, мобилизующей труднодоступные соединения, прежде всего фосфора (Толчеев, Коган, Будагов, 1992).

3. Возможное антагонистическое действие стимулируемых биопрепаратами ризобий на вирус мозаики сои, т.к. действие препаратов более выражено на инфекционном фоне.

4. Индукция неспецифического иммунитета, т.к. компенсаторное действие препаратов на урожайность, хотя и в меньшей степени, отмечено

18. • i

и без образования бобово-ризобиального симбиоза. Весьма вероятен синергизм действия этих факторов.

Препараты не влияют на распространение, инфекции, поражение ВМС через .4 месяца после посева составляет 75-80 % на естественном и ' практически 100 % на провокационном инфекционном фоне.

ВЫВОДЫ

1. Препараты микробиологического синтеза (ацетонобутиловая барда и • липрин-4) повышают титр ризобий сои при культивировании на ¿питательных

• средах: липрин (0.1-0.5 %) -.на 16-31 % по сравнению с контролем на среде N° .

• 79, комплексы ЖКУ с липрином (0.N0.5 %) "и бардой (0.5 %) - на 60-120 % и 45 . % на среде № 79 и в'7-9.5 'раз на среде бобовый отвар. •

• 2. Эти. же сочетания увеличивают содержание белка в культуре ризобий •

• на 40-150 % "по сравнению с контролем.

• ' 3. Обработка бардой и липриНом гранулированных минеральных удобрений (двойного суперфосфата, аммофоса, нитроаммофоса) нейтрализует их негативное действие на рост культур клубеньковых бактерий сои.

4. Биооргано-минеральные комплексы барды и липрина с ЖКУ ак-. тивизируют.деятельносгь бобово-ризобиального симбиоза у сои на фоне инокуляции ризоторфином: масса корневых-клубеньков возрастает на 20-43 % по . сравнению с контролем (без обработки и применение только ЖКУ): концентрация леггемоглобина - на 18-20 %; НА-активносгь - на 41-64 % (ЖКУ с липрином). При этом препараты нейтрализуют негативное действие аммофоса на массу клубеньков и содержание леггемоглобина

5. Препараты оказывают положительное действие на показатели уровня - фотосинтеза и продуктивность сои: концентрация хлорофилла "а" возрастает на

12-15 % по сравнению с контролем (без препаратов) при использовании липрина с ЖКУ и с аммофосом; урожайность - на 22-56 %, т.е. 2.2-5.7 ц/га (ЖКУ+БРД; ЖКУ+Л); содержание белка в зерне - на 2.7-4.6 %. При этом меж-

ду вышеперечисленными показателями есть положительная корреляция, 1=0.71 (комплексы барды и липрина с ЖКУ).

6 Препараты оказывают более выраженное действие на исследованные показатели на фоне поражения ВМС: масса клубеньков на 33-95 % выше, чем в контроле, концентрация леггемоглобина - на 35-42 %, концентрация хлорофилла "а" - на 14-150 % (включая комплексы с аммофосом), содержание белка - на 6.1-12.4 96. Здесь также наблюдается положительная корреляция между исследованными параметрами (г=0.73).

Таким образом, препараты повышают- толерантность сои к ВМС, что проявляется в уменьшении различий между здоровыми и пораженными растениями при использовании препаратов (компенсирующий эффект): масса корневых клубеньков при вирусной патолога и в контрольных вариантах снижается по сравнению со здоровыми растениями на 39-43 %, с использованием препаратов - на 21-33 96; концентрация леггемоглобина - на 17-20 % и 5-11 % соответственно; концентрация хлорофилла "а" - на 36-70 % .и 27-34 %; урожайность - на 31-34 % (3.1-3.6 ц/га) и 15-20 % (1.8-2.4 и/га); содержание белка в зерне - на 812 % и 0.3-3.2 %: При использовании ЖКУ с липрином исследованные показатели у пораженных растений выше, чем у здоровых в контрольных вариантах.

7. Препараты не влияют на распространение инфекции. Их действие проявляется на естественном и провокационном инфекционном , фонах. Недостаток влага препятствует проявлению действия препаратов.

Практические рекомендации Оптимальный способ применения препаратов для повышения азотфик-сирующей активности, продуктивности и вирусотолерантности растений сои -использование комплексов ЖКУ с липрином (10:1) в количестве 132 л/га, ЖКУ с бардой (3:2) - 200 л/га, аммофоса с липрином (5 % от массы удобрения) - 130 кг/га при внесении локальным ленточным способом на фоне инокуляции ризо-торфином, одновременно с посевом. Найден альтернативный способ использования отхода микробиологической промышленности - ацетоно-бутиловой барды.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Будагов Г.В., Коган И.Б., Паршин В.Г., Толчеев АВ. Влияние препаратов микробного синтеза и минеральных удобрений на процессы вирусной инфекции и симбиотической азотфиксации у бобовых растений// Деп. в ВИНИТИ 16.02.94. - № 389-В94. - 11 с.

2. Будагов Г.В., Коган И.Б., Паршин В.Г., Толчеев АВ. Влияние препаратов микробного синтеза и минеральных удобрений на процессы вирусной инфекции и симбиотической азотфиксации у бобовых растений// Актуальные вопросы экологии и охраны природы степных экосистем и сопредельных территорий: Материалы межреспубликанской научн.-практич. конференции. - Краснодар, 1994. - С. 294.

3. Будагов Г.В., Паршин В.Г., Пономаренко А.В. Препараты микробного синтеза - индукторы вирусоустойчивости и активаторы азотфиксации// Биотехнология и производство экологически чистой продукции сельского хозяйства: Тез. докл. региональной научн.-практич. конференции. - Персиановка, 1994. -С. 65-66.

4. Будагов Г.В., Коган И.Б., Паршин В.Г., Толчеев АВ. Стимуляция симбиотической азотфиксации и вирусоустойчивости у сои// Производство экологически безопасной продукции растениеводства. Региональные рекомендации. -Пущино, 1995. - С 163.

5. Будагов Г.В., Паршин В.Г., Толчеев АВ. Пути повышения толерантности к вирусной инфекции и симбиотической азотфиксации у растений сои// Защита растений в условиях реформирования агропромышленного комплекса: экология, экономика, эффективность. Всероссийский съезд по защите растений. Тез. докл. - СПб., 1995. - С. 163.