Влияние биопрепарата на основе Bacillus atrophaeus на заболеваемость растений семейства пасленовых альтернариозом в Астраханской области
19.11.2018
Авторы:
Название:
Влияние биопрепарата на основе Bacillus atrophaeus на заболеваемость растений семейства пасленовых альтернариозом в Астраханской области
Страницы:
47-50
Альтернариоз – опасное заболевание сельскохозяйственных культур, вызываемое несовершенными микромицетами рода Alternaria. Оно распространено практически во всех регионах России, возделывающих сельскохозяйственные культуры. В том числе и в Астраханской области, где альтернариоз активно поражает картофель и томаты. При благоприятных погодных условиях заболевание активно распространяется и существенно снижает урожайность культур. В данной работе изучено влияние лабораторного образца биофунгицида на основе Bacillus atrophaeus на снижение заболеваемости культур альтернариозом в Астраханской области. В лабораторных исследованиях доказано наличие фунгицидной и миколитической активностей лабораторного образца к фитопатогенным микромицетам рода Alternаria: образец проявляет выраженную фунгицидную активность (зоны ингибирования 21–33 мм) и оказывает миколитическое действие на микромицеты рода Alternaria. В ходе полевых испытаний установлено влияние лабораторного образца на развитие альтернариоза картофеля летнего срока посадки сорта «Ильинский» и томата сорта «Подарочный»: развитие заболевания уменьшается, снижается количество зараженных растений, плодов и клубней. Сдерживание развития альтернариоза способствует увеличению урожайности и снижению содержания больных клубней и плодов в урожае. Использование биофунгицида снижает пестицидную нагрузку и способствует получению экологически чистой и безопасной продукции.
Введение
Альтернариозы – это заболевания сельскохозяйственных культур, вызываемые фитопатогенными микромицетами рода Alternaria. Альтернариозы поражают многие сельскохозяйственные культуры, в том числе и представителей семейства Пасленовые (Solanaceae), и проявляются в виде пятнистостей, гнилей и налетов. Вредоносность этих заболеваний обусловлена снижением фотосинтетической поверхности листьев, плесневением плодов и семян, уменьшением урожая и загрязнением сельскохозяйственной продукции микотоксинами и аллергенами. Всего к роду Alternaria относят около 300 видов и только примерно 10 видов являются наиболее вредоносными для сельскохозяйственных культур в России [Ганнибал, 2009].
Альтернариоз – один из наиболее вредоносных заболеваний картофеля и томатов. В мире средние потери урожая картофеля от альтернариоза составляет 5%, а в отдельные годы пораженность растений достигает 100%, а урожайность снижается до 50%. Развитие альтернариоза приводит к снижению содержания крахмала в клубнях. Наибольший вред альтернариоз причиняет при раннем проявлении и оптимальных для фитопатогенов погодных условиях. Капельное орошение, используемое в Астраханской области в связи с погодными особенностями, способствуют распространению альтернариоза. Восприимчивые посадки могут быть полностью уничтожены за 2–3 недели [Побединская, 2012].
Фитосанитарный мониторинг поражения фитопатогенными микромицетами овощебахчевых культур Астраханской области показал широкое распространение альтернариоза в регионе. Выявлено преобладание альтернариоза томата и картофеля (возбудитель Alternaria solani), а также лука (Alternaria porri) и огурцов (Alternaria cucumerina) [Закутнова, 2016].
В Астраханской области альтернариоз в настоящее время достиг широкого распространения, поэтому борьба с данным заболеванием является перспективным направлением в разработке биологических средств защиты растений, культивируемых в регионе.
Целью исследования являлось изучение влияния лабораторного образца биофунгицида на основе Bacillus atrophaeus на снижение заболеваемости сельскохозяйственных культур (картофеля и томатов) альтернариозом.
Материалы и методы исследований
Для достижения поставленной в работе цели проведен ряд лабораторных и полевых исследований. В лабораторных экспериментах исследована фунгицидная и миколитическая активности лабораторного образца по отношению к тест–объектам фитопатогенных микромицетов рода Alternаria, вызывающих заболевания у сельскохозяйственных культур. Культуры микромицетов поддерживали на агаризованной среде Чапека при 24 °С. Лабораторный образец получали путем культивирования штамма Bacillus atrophaeus на бобовом отваре. Титр вегетативных клеток и спор лабораторного образца – 1×108 КОЕ/мл.
Фунгицидную активность определяли с помощью метода диффузии в агар с использованием лунок. Суспензию микромицета помещали в стерильные чашки Петри, после чего добавляли остуженный бобовый агар. После того как среда застыла стерильным пробочным сверлом вырезали
Биологические методы защиты сельскохозяйственных культур
49
лунки, в которые помещали лабораторный образец биопрепарата. О фунгицидной активности судили по зонам ингибирования вокруг лунок [Дзержинская, 2005].
Для определения миколитической активности выращенный поверхностным способом, отмытый мицелий тестируемых микромицетов суспендировали в смеси (1:1) 0,9%–ного раствора NaCl и 0,05 М натрий–фосфатного буфера (рН 6). Затем в 10 мл полученной взвеси мицелия вносили 0,5 мл лабораторного образца. Пробы инкубировали в термостате при 28°С. Наличие изменений структуры мицелия фиксировали визуально и микроскопированием. О миколитической активности судили по изменению структуры мицелия [Мелентьев, 2001].
В полевых условиях изучено влияние лабораторного образца на зараженность картофеля летнего срока посадки сорта «Ильинский» и томата сорта «Подарочный» фитопатогенными микромицетами в открытом грунте. Вегетационный опыт проводят в открытом грунте по общепринятой методике полевых и вегетационных опытов [Доспехов, 1985]. Выращенные всходы перед высадкой в открытый грунт опрыскивали лабораторным образцом. Первый пролив под корень растений осуществили в фазу бутонизации, второй пролив – во время цветения. Вегетационный опыт длился 5 месяцев. Биологическая эффективность исследуемого лабораторного образца рассчитывалась согласно методике по отношению к контролю – образцам необработанным биопрепаратом.
Результаты исследований
В результате предварительных исследований установлено проявление исследуемым лабораторным образцом выраженной фунгицидной активности по отношению к фитопатогенным микромицетам рода Alternaria. Зона ингибирования роста микромицетов в проведенном эксперименте составляла 21–33 мм. В зонах непосредственного взаимодействия формирующийся мицелий отличался ярко выраженными морфологическими видоизменениями. Под воздействием исследуемого образца происходило ограничение развития ростковых трубок с формированием на кончиках растущих гиф сферопластоподобных структур. Нарушения в развитии гиф приводили к формированию излишне разветвленного, вакуолизированного, часто септированного мицелия, напоминающего нитку бусин. В дальнейшем происходил лизис сферических структур и отмечено уменьшение спорообразования.
Исследуемый лабораторный образец оказывает миколитическое действие на микромицеты рода Alternaria. В ходе исследования определено, что мицелий микромицетов набухает и ослизняется. Данное воздействие усиливается в последующее время экспозиции. В ходе месячной инкубации мицелий распадается на волокна; формирующийся мицелий отличался выраженными морфологическими видоизменениями. В контроле мицелий визуально не изменяется и его видоизменения не наблюдались. Способность лизировать мицелий фитопатогенных микромицетов свидетельствует о разрушении оболочки мицелия ферментами Bacillus atrophaeus и использовании содержимого мицелия в качестве субстрата для развития микроорганизма. Данная способность влияет на распространение и развитие возбудителя на зараженном растении. Использование исследуемого лабораторного образца в полевых экспериментах на картофеле сдерживало развитие альтернариоза, вызываемого фитопатогенными микромицетами рода Alternаria, на протяжении всего периода эксперимента. Во время первого учета высокие показатели биологической эффективности исследуемого образца биопрепарата против развития альтернариоза составляли 63,7% по отношению к контролю (образцы необработанные биопрепаратом), во время клубнеобразования 53,8% и 19,1% во время созревания клубней. Значительное сдерживание развития альтернариоза на картофеле под влиянием исследуемого лабораторного образца биофунгицида повысило урожайность картофеля (31,5%). Применение лабораторного образца на картофеле летнего срока посадки существенно повысило содержание в урожае в урожае продовольственных (на 61,9%) и семенных клубней (на 37,2%), а также значительно сократило количество больных клубней. Исследуемый лабораторный образец в полевых экспериментах на томате сдерживал развитие альтернариоза также на протяжении всего периода эксперимента. Наиболее высокий показатель биологической эффективности применения изучаемого образца биофунгицида против альтернариоза (72,4%) наблюдался во время цветения 2–й кисти. Применение образца повысило урожайность на 27,5% по отношению к контролю, при этом содержание больных плодов значительно снизилось. Заключение Положительный эффект исследуемого лабораторного образца биофунгицида на основе Bacillus atrophaeus заключается в фунгицидной и миколитической активностей к фитопатогенным микромицетам рода Alternаria, вызывающим такое опасное заболевание сельскохозяйственных культур, как альтернариоз. Исследуемый лабораторный
Биологические методы защиты сельскохозяйственных культур
50
образец, оказывая негативное влияние на развитие альтернариоза на протяжении всего периода эксперимента, снижает количество зараженных растений, плодов и клубней. Сдерживание развития альтернариоза способствует увеличению урожайности и снижению содержания больных клубней и плодов в урожае. Применение биопрепарата снижает пестицидную нагрузку и позволяет получить экологически чистую и безопасную продукцию.
Альтернариозы – это заболевания сельскохозяйственных культур, вызываемые фитопатогенными микромицетами рода Alternaria. Альтернариозы поражают многие сельскохозяйственные культуры, в том числе и представителей семейства Пасленовые (Solanaceae), и проявляются в виде пятнистостей, гнилей и налетов. Вредоносность этих заболеваний обусловлена снижением фотосинтетической поверхности листьев, плесневением плодов и семян, уменьшением урожая и загрязнением сельскохозяйственной продукции микотоксинами и аллергенами. Всего к роду Alternaria относят около 300 видов и только примерно 10 видов являются наиболее вредоносными для сельскохозяйственных культур в России [Ганнибал, 2009].
Альтернариоз – один из наиболее вредоносных заболеваний картофеля и томатов. В мире средние потери урожая картофеля от альтернариоза составляет 5%, а в отдельные годы пораженность растений достигает 100%, а урожайность снижается до 50%. Развитие альтернариоза приводит к снижению содержания крахмала в клубнях. Наибольший вред альтернариоз причиняет при раннем проявлении и оптимальных для фитопатогенов погодных условиях. Капельное орошение, используемое в Астраханской области в связи с погодными особенностями, способствуют распространению альтернариоза. Восприимчивые посадки могут быть полностью уничтожены за 2–3 недели [Побединская, 2012].
Фитосанитарный мониторинг поражения фитопатогенными микромицетами овощебахчевых культур Астраханской области показал широкое распространение альтернариоза в регионе. Выявлено преобладание альтернариоза томата и картофеля (возбудитель Alternaria solani), а также лука (Alternaria porri) и огурцов (Alternaria cucumerina) [Закутнова, 2016].
В Астраханской области альтернариоз в настоящее время достиг широкого распространения, поэтому борьба с данным заболеванием является перспективным направлением в разработке биологических средств защиты растений, культивируемых в регионе.
Целью исследования являлось изучение влияния лабораторного образца биофунгицида на основе Bacillus atrophaeus на снижение заболеваемости сельскохозяйственных культур (картофеля и томатов) альтернариозом.
Материалы и методы исследований
Для достижения поставленной в работе цели проведен ряд лабораторных и полевых исследований. В лабораторных экспериментах исследована фунгицидная и миколитическая активности лабораторного образца по отношению к тест–объектам фитопатогенных микромицетов рода Alternаria, вызывающих заболевания у сельскохозяйственных культур. Культуры микромицетов поддерживали на агаризованной среде Чапека при 24 °С. Лабораторный образец получали путем культивирования штамма Bacillus atrophaeus на бобовом отваре. Титр вегетативных клеток и спор лабораторного образца – 1×108 КОЕ/мл.
Фунгицидную активность определяли с помощью метода диффузии в агар с использованием лунок. Суспензию микромицета помещали в стерильные чашки Петри, после чего добавляли остуженный бобовый агар. После того как среда застыла стерильным пробочным сверлом вырезали
Биологические методы защиты сельскохозяйственных культур
49
лунки, в которые помещали лабораторный образец биопрепарата. О фунгицидной активности судили по зонам ингибирования вокруг лунок [Дзержинская, 2005].
Для определения миколитической активности выращенный поверхностным способом, отмытый мицелий тестируемых микромицетов суспендировали в смеси (1:1) 0,9%–ного раствора NaCl и 0,05 М натрий–фосфатного буфера (рН 6). Затем в 10 мл полученной взвеси мицелия вносили 0,5 мл лабораторного образца. Пробы инкубировали в термостате при 28°С. Наличие изменений структуры мицелия фиксировали визуально и микроскопированием. О миколитической активности судили по изменению структуры мицелия [Мелентьев, 2001].
В полевых условиях изучено влияние лабораторного образца на зараженность картофеля летнего срока посадки сорта «Ильинский» и томата сорта «Подарочный» фитопатогенными микромицетами в открытом грунте. Вегетационный опыт проводят в открытом грунте по общепринятой методике полевых и вегетационных опытов [Доспехов, 1985]. Выращенные всходы перед высадкой в открытый грунт опрыскивали лабораторным образцом. Первый пролив под корень растений осуществили в фазу бутонизации, второй пролив – во время цветения. Вегетационный опыт длился 5 месяцев. Биологическая эффективность исследуемого лабораторного образца рассчитывалась согласно методике по отношению к контролю – образцам необработанным биопрепаратом.
Результаты исследований
В результате предварительных исследований установлено проявление исследуемым лабораторным образцом выраженной фунгицидной активности по отношению к фитопатогенным микромицетам рода Alternaria. Зона ингибирования роста микромицетов в проведенном эксперименте составляла 21–33 мм. В зонах непосредственного взаимодействия формирующийся мицелий отличался ярко выраженными морфологическими видоизменениями. Под воздействием исследуемого образца происходило ограничение развития ростковых трубок с формированием на кончиках растущих гиф сферопластоподобных структур. Нарушения в развитии гиф приводили к формированию излишне разветвленного, вакуолизированного, часто септированного мицелия, напоминающего нитку бусин. В дальнейшем происходил лизис сферических структур и отмечено уменьшение спорообразования.
Исследуемый лабораторный образец оказывает миколитическое действие на микромицеты рода Alternaria. В ходе исследования определено, что мицелий микромицетов набухает и ослизняется. Данное воздействие усиливается в последующее время экспозиции. В ходе месячной инкубации мицелий распадается на волокна; формирующийся мицелий отличался выраженными морфологическими видоизменениями. В контроле мицелий визуально не изменяется и его видоизменения не наблюдались. Способность лизировать мицелий фитопатогенных микромицетов свидетельствует о разрушении оболочки мицелия ферментами Bacillus atrophaeus и использовании содержимого мицелия в качестве субстрата для развития микроорганизма. Данная способность влияет на распространение и развитие возбудителя на зараженном растении. Использование исследуемого лабораторного образца в полевых экспериментах на картофеле сдерживало развитие альтернариоза, вызываемого фитопатогенными микромицетами рода Alternаria, на протяжении всего периода эксперимента. Во время первого учета высокие показатели биологической эффективности исследуемого образца биопрепарата против развития альтернариоза составляли 63,7% по отношению к контролю (образцы необработанные биопрепаратом), во время клубнеобразования 53,8% и 19,1% во время созревания клубней. Значительное сдерживание развития альтернариоза на картофеле под влиянием исследуемого лабораторного образца биофунгицида повысило урожайность картофеля (31,5%). Применение лабораторного образца на картофеле летнего срока посадки существенно повысило содержание в урожае в урожае продовольственных (на 61,9%) и семенных клубней (на 37,2%), а также значительно сократило количество больных клубней. Исследуемый лабораторный образец в полевых экспериментах на томате сдерживал развитие альтернариоза также на протяжении всего периода эксперимента. Наиболее высокий показатель биологической эффективности применения изучаемого образца биофунгицида против альтернариоза (72,4%) наблюдался во время цветения 2–й кисти. Применение образца повысило урожайность на 27,5% по отношению к контролю, при этом содержание больных плодов значительно снизилось. Заключение Положительный эффект исследуемого лабораторного образца биофунгицида на основе Bacillus atrophaeus заключается в фунгицидной и миколитической активностей к фитопатогенным микромицетам рода Alternаria, вызывающим такое опасное заболевание сельскохозяйственных культур, как альтернариоз. Исследуемый лабораторный
Биологические методы защиты сельскохозяйственных культур
50
образец, оказывая негативное влияние на развитие альтернариоза на протяжении всего периода эксперимента, снижает количество зараженных растений, плодов и клубней. Сдерживание развития альтернариоза способствует увеличению урожайности и снижению содержания больных клубней и плодов в урожае. Применение биопрепарата снижает пестицидную нагрузку и позволяет получить экологически чистую и безопасную продукцию.
- Ганнибал Ф.Б., Гасич Е.Л. Возбудители альтернариоза растений семейства крестоцветные в России: видовой состав, география и экология. Микология и фитопатология. 2009. 43(5). С. 79–88. (In Russian) Gannibal F.B., Gasich E.L. The causative agents of the alternariosis plants of the сruciferae in Russia: species composition, geography and ecology. Mycology and phytopathology. 2009. 43(5). P. 79–88.
- Дзержинская И.С. Методы выделения, исследования и определения антибиотической активности микроорганизмов. Астрахань: Изд–во АГТУ, 2005. 76 с. (In Russian) Dzerzhinskaya I.S. Methods for isolating, investigating and determining the antibiotic activity of microorganisms. Astrakhan: ASTU, 2005. 76 р.
- Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с. (In Russian) Dospechov B.A. Methodology of field experience. M.: Agropromizdat, 1985. 351 р.
- Закутнова В.И., Талышкина А.Е. Фитосанитарный мониторинг поражения паразитарными грибами овощебахчевых культур Астраханской области. Астраханский вестник экологического образования. 2016. № 2 (36). С. 47–49. (In Russian) Zakutnova V.I., Talyshkina A.E. Phytosanitary monitoring of defeat by parasitic mushrooms ovoshchebakhchevykh of cultures of the Astrakhan region. Astrakhan bulletin of ecological education. 2016. № 2 (36). Р. 47–49.
- Мелентьев А.И., Актуганов Г.Э. Роль хитиназы в проявлении антигрибной активности штаммов Bacillus sp. 739. Микробиология. 2001. 70(5). С. 636–641. (In Russian) Melent'ev A.I., Aktuganov G.E. The role of chitinase in the manifestation of the antifungal activity of strains Bacillus sp. 739. Мicrobiology. 2001. 70(5). Р. 636–641.
- Побединская М.А., Плуталов П.Н., Романова С.С., Кокаева Л.Ю., Николаев А.В., Александрова А.В., Еланский С.Н. Устойчивость возбудителей альтернариоза картофеля и томата к фунгицидам. Микология и фитопатология. 2012. 46(6). С. 401–408. (In Russian) Pobedinskaya M.A., Plutalov P.N., Romanova S.S., Kokaeva L.Yu., Nikolaev A.V., Aleksandrova A.V., Elanskiy S.N. Resistance of potato and tomato early blight pathogens to fungicides. Mycology and phytopathology. 2012. 46(6). Р. 401–408.