VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Введение. В последние годы для борьбы с болезнями растений все активнее используют препараты, изготовленные на основе различных микроорганизмов, поскольку последние безвредны для полезной фауны, не загрязняют окружающей среды, что наблюдается в случае применения агрохимикатов [1-3].

Известны работы японских исследователей, которые направлены для борьбы с паршой картофеля, содержащий суспензию клеток штаммов бактерий Pseudomonas fluorescence biobar V (штамм МД-4f), Enterobacter agglomerans (штамм 2-3В), Pseudomonas sp (штамм F13-I), Acinetobactor sp (штамм M24-I) [4]. Данный препарат имеет узкий спектр фунгицидного действия и подавляет размножение грибов рода Streptomyces (бактерии - возбудители парши картофеля). Кроме того, японские исследователи разработали технологию эффективные микроорганизмы. В ней предусмотрено проводить только поверхностное рыхление почвы. Это улучшает аэрацию почвы и создает условия для нормального развития микроорганизмов. Учитывая, что в почве эффективные микроорганизмы могут быть угнетенными, или их недостаточно, ныне предложили искусственно размножать 86 видов микроорганизмов и ими насыщать почву, обрабатывать семена перед севом, опрыскивать растения во время вегетации [5].

Работы российских исследователей также содержат результаты по разработке препаратов для стимуляции роста растений, которые позволяют повысить урожай растений за счет стимулирующей активности, но не защищает растения от различных фитопатогенов [6,7].

Методы исследований. В данной работе приводятся данные по разработке нового биопрепарата с упрощением технологии его получения, широким спектром антагонистической активности против возбудителей заболеваний растений, а также обладающего повышенной стимулирующей активностью на рост и развитие растений.

Разработанный биопрепарат для защиты растений и стимуляции роста включает штамм бактерий Pseudomonas species 7Г2К с концентрацией 5-8 х 10¹⁰ кл/мл, препарат Гумат+7, и дополнительно содержит госсиполовую смолу и этиловый спирт.

Штамм имеет следующие культурально-морфологические и физиолого-биохимические признаки:

1. Культурально-морфологические признаки: Грамотрицательные подвижные палочки размером (0,5 - 0,7 ) х (1,2 - 3,8) мкм, с полярными жгутиками, спор не образуют. Морфология колоний на питательных средах определялась после роста в течение 2-3 суток при 28 - 30^oC на среде МПА. Штамм образуют колонии: крупные (10 - 12 мм), белесые, сильновыпуклые, густослизистые. На диагностических средах Кинга: Кинг А - пигмент отсутствует; Кинг Б - пигмент интенсивно зеленый.

2. Физиолого-биохимические свойства: аэроб, оптимум температуры роста 28 - 35^oC, растет до 43^oС, pH 5,5 - 7,5, оптимум 7,0 - 7,2. В качестве источников углерода использует глюкозу, глицерин, маннит и не усваивают рафинозу, галактозу, мальтозу, сахарозу, сорбит, дульцит.

Штамм устойчив к антибиотикам: рифампицину, ампициллину, новобиоцину, хлорамфениколу, канамицину и чувствителен к тетрациклину.

Штамм хранится в 25%-ном глицерине при (-20) - (70^oC) или в лиофильно-высушенном состоянии. Штамм непатогенен для теплокровных животных и человека.

Биопрепарат готовят следующим образом.

В колбу емкостью 1000 мл заливают 500 мл питательной среды, содержащей (г/л): триптон или пептон - 10,0; дрожжевой экстракт - 5,0; натрий хлористый - 10,0; вода - остальное. Использование питательной среды прототипа позволяет сохранить все культурально-морфологические и физиолого-биохимические признаки штамма бактерий Pseudomonas species 7Г2К. Затем в колбу вносят 5 мл стационарной культуры штамма Pseudomonas sp. 7Г2К. Культивирование осуществляют при 35^oC на качалках (250 об/мин) с аэрацией в течение 12 - 16 часов до конечного титра (5-8 х10¹⁰ кл/мл). Затем в емкость вносят препарат Гумат+ 7 – 5,0-7,0 % вес, добавляют 450 мл воды, перемешивают и прибавляют госсиполовую смолу, растворенную в 70%-ном этиловом спирте в соотношении 1:2, в количестве 1,0-1,5% вес. в пересчете на госсиполовую смолу, и доводят объём смеси до 1 л. Полученный биопрепарат представляет собой водную суспензию светло-коричневого цвета, со специфическим запахом.

В качестве бактериальной культуры используется только один штамм Pseudomonas sp 7Г2К, что позволяет упростить технологию получения биопрепарата без снижения его фунгицидной активности в отношении фитопатогенных микроорганизмов (табл. 1,2), но с повышением стимулирующего действия (таб. 3,4,5). Уменьшение содержания штамма клеток микроорганизмов в препарате ниже 5,0% приводит к снижению биологической активности препарата, а увеличение - выше 8,0% угнетающе действует на растения. Оценивали действие состава препарата на возбудителей, вызывающих серую гниль (Botrytis cinerea Pers), стеблевую гниль (Didymella lycopersici), бурую гниль (Phoma destructiva Plowr), увядание (Fusarium oxysporum f. Lycopersici), розовую гниль плодов (Fusariunn gibbosum Арр. et Wr.) у томата. Также оценивали действие микроорганизма биопрепарата на возбудителей, вызывающих антракиоз (Colletotrichum atramentarium), увядание (Thielaviopsis basicola), стеблевую гниль (Didymella lycopersici), картофельную совку (Hyeroecia micacea Esp.) у картофеля. Эффективность действия препарата устанавливали по степени угнетения ими патогенных микроорганизмов, вызывающих заболевания томата. Полученные результаты свидетельствуют о высокой фунгицидной активности разработанного состава. Для исследования стимулирующего действия изучали всхожесть и энергию прорастания семян томата, которые обрабатывали каждым исследуемым препаратом в отдельности. Сравнительный анализ данных таблиц 3 и 4 свидетельствует о высоком стимулирующем действии исследуемого биопрепарата.

Результаты и их обсуждение.

С целью повышения стимулирующей активности препарата на рост и развитие растений в качестве полезной добавки введен вместо гуматов и микроэлементов готовый препарат Гумат+7, что приводит не только к повышению стимулирующей активности биопрепарата, но и значительно упрощает технологию его приготовления за счет использования только одного элемента вместо десятка различных. Гумат +7 - это комплекс Гумата-80 с семью основными микроэлементами. В Гумате-80 содержится не менее 80% гуматов калия и натрия, поэтому он называется безбалластным гуматом. Большинство из обычных гуминовых препаратов содержат много балластных веществ, и эффект их слабее. Гумат +7 действует еще эффективнее за счёт возникающего синергетического эффекта. Под влиянием гуматов в организме растений активируются процессы обмена веществ, усиливается дыхание и поступление минерального питания из внешней среды. Данные таблиц 3 и 4 свидетельствуют о снижении стимулирующей активности биопрепарата в случае отсутствия в нем добавки Гумат +7 . Оптимальное содержание препарата Гумат+ 7 составляет от 5,0 до 7,0% вес. Уменьшение содержания препарата ниже 5,0 % приводит к снижению биологической активности препарата, а увеличение выше 7,0 % нецелесообразно, так как при этом качество биопрепарата не повышается, а его себестоимость растет.

Кроме того, в разработанный препарат входит также раствор госсиполовой смолы в 70%-ном этиловом спирте в качестве целенаправленного активатора последующего метаболизма бактерий Pseudomonas sp 7Г2К в почве, что приводит к значительному повышению стимулирующей активности биопрепарата.

Данные таблиц 3 и 4 свидетельствуют о снижении стимулирующей активности биопрепарата в случае отсутствия в нем госсиполовой смолы. Оптимальное содержание госсиполовой смолы составляет от 1,0 до 1,5% вес. Уменьшение содержания госсиполовой смолы в составе препарата ниже 1,0 % приводит к снижению биологической активности препарата, а увеличение выше 1,5-2,0 % приводит к торможению развития бактерий вплоть до их гибели. Этиловый спирт играет роль растворителя госсиполовой смолы и вызывает образование эмульсии, его количество (2,0-3,0%) отвечает области максимальной стойкости эмульсии.

Испытания провели в трех крестьянских хозяйствах ЮКО на полях общей площадью 10 га для исследования стимуляции роста и защиты мягкой яровой пшеницы сорта Мильтурум 553 от поражения корневыми гнилями и для испытаний действия препаратов на спектр антагонистической активности против возбудителей заболеваний растений, а также на стимулирующую активность роста и развития растений (картофель, томат). Как свидетельствуют данные таблицы 6, разработанный состав в указанных пределах содержания компонентов обеспечивает хорошую антагонистическую активность против возбудителей заболеваний растений (105-110 %), а также обладает повышенной стимулирующей активностью на рост и развитие растений ( 128-150 %).

Таблица 1 – Сравнительная эффективность действия препарата на патогены, вызывающие заболевания томата

Исследованные варианты препарата	Патогенные микроорганизмы
	Botrytis cinerea Pers	Didymella lycopersici	Phoma destructiva Plowr	Fusarium oxysporum f. lycopersici	Fusariunn gibbosum Арр. et Wr.	Tobacco mosaic virus	Tomato aspermy virus
Биопрепарат	+	+	+	+	±	+	+
Разработанный биопрепарат без госсиполовой смолы	±	+	±	+	±	+	+
Разработанный биопрепарат без Гумата +7	+	+	±	±	+	+	+

Обозначения: «+» - диаметр зоны задержки роста более 25-15мм., «» - диаметр зоны задержки роста более 15-10мм, «» - диаметр зоны задержки роста менее 10мм.

Таблица 2 - Сравнительная эффективность действия препарата на патогены, вызывающие заболевания картофеля

Исследованные варианты препарата	Патогенные микроорганизмы
	Leptinotarsa decemlineata Say.	Colletotrichum atramentarium	Thielaviopsis basicola	Didymella lycopersici	Hyeroecia micacea Esp.	Potato virus Y	Potato leaf rool virus
Разработанный биопрепарат	+	+	+	±	+	+	+
Разработанный биопрепарат без госсиполовой смолы	+	-	+	+	±	+	+
Разработанный биопрепарат без Гумата +7	+	+	±	+	+	+	+

Таблица 3 - Результаты всхожести семян томата

Исследованные варианты препарата	№ пробы	Проросшие семена, %	Не проросшие семена, %
Разработанный биопрепарат	1	96	4
	2	99	1
Разработанный биопрепарат без госсиполовой смолы	1	95	5
	2	93	7
Разработанный биопрепарат без Гумата +7	1	93	7
	2	94	6
Контроль	1	92	8
	2	91	9

Таблица 4 – Результаты всхожести клубней картофеля

Исследованные варианты препарата	№ пробы	Проросшие клубни, %	Не проросшие клубни, %
Разработанный биопрепарат	1	100	-
	2	99	1
Разработанный биопрепарат без госсиполовой смолы	1	96	4
	2	98	2
Разработанный биопрепарат без Гумата +7	1	98	2
	2	98	2
Контроль	1	97	3
	2	96	4

Таблица 5. Сравнительная эффективность действия препарата (мягкая яровая пшеница сорта Мильтурум 553)

Исследованные варианты препарата	Индекс развития корневой гнили		Урожайность, ц/га
	Первичные корни, %	Вторичные корни, %
Разработанный биопрепарат	3,7	2,0	23
Разработанный биопрепарат без госсиполовой смолы	4,5	3,5	18
Разработанный биопрепарат без Гумата +7	4,0	2,8	22

Выводы. Таким образом, разработанный биопрепарат с упрощенной технологией его получения, обладает широким спектром антагонистической активности против возбудителей заболеваний растений, а также повышенной стимулирующей активностью на рост и развитие растений.

ЛИТЕРАТУРА

1 Сельскохозяйственная биотехнология /Под ред. В.С. Шевелухи – М.: Высш. шк., 2003. – 469 с.

2 Волова Т.Г. Экологическая биотехнология: уч. пособие для университетов / Т.Г. Волова. - Новосибирск, 2007. – 141с.

3 Хижняк П.Л. и др. Химическая и биологическая защита растений./ Учебное пособие для сред. с.-х. учеб. заведений. - М.: Колос, - 1971. - 215 с.

4 Заявка Японии № 1-193203A, кл. A 01 N 63/00.Средство для борьбы с паршой картофеля, опубл. 03.08.89.

5 Шаблин П.А. ЭМ-технология надежда планеты.–М.: ПО «ЭМ- кооперация»,2000.-34 с.

6 Патент РФ № 2130264 кл. A 01 N 63/00 «Препарат для стимуляции роста и защиты растений от болезней» опубл.20.05.1999г.

7 Патент РФ № 2130264. Препарат для стимуляции роста и защиты растений от болезней. A01N63/00. Опубл. 20.05.1999.

Код для цитирования: Скопировать