Показатели тест-растения при обработке модифицированными биофунгицидами
Применение биопрепаратов является важным элементом системы защиты растений от болезней. Биологические удобрения имеют существенные преимущества, так как их основу составляют живые культуры микроорганизмов или их метаболиты, и становятся одним из вариантов замены традиционных минеральных удобрений.
Ризосферная микрофлора находится в тесных взаимоотношениях с растениями и оказывает значительное влияние на их рост и развитие. Именно в ризосфере (природном банке) присутствуют эффективные штаммы, которые впоследствии после выделения, изучения и отбора используют для создания биопрепаратов.
Среди почвенной микрофлоры значимыми являются различные представители рода Trichoderma, способные оказывать защитное действие и стимулировать рост растений. Микромицеты этого родасинтезируют фитогормоны (цитокинины), отвечающие за стимуляцию физиологических процессов, которые, попадая в растения, способствуют его активному развитию. Колонизация корней и ризосферы этим микромицетом стимулирует рост и развитие корневой системы, увеличивает урожайность, регулирует потребление питательных веществ. При обработке семян ограничивается передача фитопатогенов, вследствие этого ризосфера растений обогащается антагонистами. Более того, грибы рода Trichoderma, продуцируя антибиотики и гидролитические ферменты, сдерживают рост фитопатогенов в ризосфере растений.
Метаболиты представителей рода Trichoderma способствуют улучшению обмена веществ растений, увеличивают скорость и энергию прорастания семян. В ризосфере высвобожденные метаболиты действуют как эффекторы, запускающие значительные морфологические и физиологические изменения в растении-хозяине, влияющие на рост и питание растений и повышающие устойчивость к биотическим и абиотическим стрессам.
В мелкоделяночном опыте с модифицированными биофунгицидами авторами ранее установлено, что среди природных минералов (диатомит, глауконит, цеолит, сапропель) следует выделить диатомит и цеолит, применение которых совместно с препаратом «Триходермин» является перспективным приемом для улучшения фитосанитарного состояния почв сельскохозяйственного назначения. Поэтому целесообразно проводить предпосевную обработку семян спорами Trichoderma для увеличения их потенциала.
Цель исследования — изучение потенциала тест-растения при обработке модифицированными биофунгицидами.
Материалы и методы исследования
Объекты исследований: модифицированные биофунгициды, созданные на основе микроскопического гриба Trichoderma viride и природных минералов: диатомита (Инзенское месторождение, Ульяновская обл., ООО «Инзенский Диатомит», Россия), глауконита (Сюндюковское месторождение, Республика Татарстан, ООО «Фосфорит», Россия), цеолита (Татарско-Шатрашанское месторождение, Республика Татарстан, ОАО «Цеолиты Поволжья», Россия), сапропеля (месторождение — озеро Белое, Республика Татарстан, ООО ТПК «Камский сапропель», Россия).
Природные минералы широко распространены в России и Республике Татарстан. Применение обусловлено наличием в их составе биогенных макро- и микроэлементов, они обладают высокими ионно-обменными, сорбционными и каталитическими свойствами.
В качестве тест-растения использовали семена яровой пшеницы сорта Ульяновская 105 (ФГБНУ «Ульяновский НИИСХ», Россия), урожай 2020 г. Опыт проведен в апреле 2022 г.
Эксперимент проводили по схеме:
1. Контроль (2–7 — обработка семян).
2. Trichoderma viride.
3. T. viride + цеолит (0,20 мм).
4. T. viride + цеолит (0,40 мм).
5. T. viride + диатомит.
6. T. viride + глауконит.
7. T. viride + сапропель.
Изучение отклика тест-растения на обработку модифицированными биофунгицидами проводили в рулонах фильтровальной бумагипоГОСТ 12044 (рис. 1.) и оценивали на основании таких показателей, как энергия прорастания и всхожесть семян, биометрические данные (длина проростка и корешка) и биомасса (масса проростка и корешка). Количество семян в рулоне — 50 шт. Рулоны располагали в вертикальном положении и погружали на 1,5–2,0 см в воду комнатной температуры (при необходимости смачивали). Проращивание семян проводили при комнатной температуре 22 °С с влажностью воздуха 45% при естественной освещенности (долгота дня — 14 ч.). Учет проросших семян при определении энергии прорастания и всхожести проводили на третьи и седьмые сутки соответственно ГОСТ 12038.
Результаты экспериментальных исследований получены методом многократных измерений, статистически обработаны с помощью таблиц Excel (США) и программы Origin 4.1. (OriginLab Corporation, США). При воспроизводимости результатов полученные значения погрешности измерений не выходят за пределы допустимых.
Результаты и обсуждение
Изучение потенциала тест-растений заключается в определении индикаторных показателей, которые отражают качество семенного материала и его необходимое количество при производственных работах.
Энергия прорастания и всхожесть семян при обработке Trichoderma viride представлены в таблице 1.
Обработка семян биопрепаратом на основе T. viride положительно влияет на эти параметры тест-растения. Яровая пшеница сорта Ульяновская 105 обладает высокими значениями энергии прорастания (82,0–96,0%) и всхожести (87,0–96,0%). Замачивание семян «Триходермином» увеличивает изучаемые показатели незначительно (в среднем на 2%) по сравнению с контрольным вариантом.
Следует отметить, что при комплексном замачивании с природными минералами энергия прорастания и всхожесть несколько ниже. Это объясняется тем фактом, что при замачивании семян в солевых растворах, а также в вытяжках из удобрений или золы происходит угнетение прорастания.
Обработка семян Trichoderma оказывает положительное влияние на биометрические параметры пшеницы, такие как длина проростка и корешка (рис. 2), биомасса проростка и корешка (рис. 3).
Во всех опытных вариантах длина проростка в среднем на 11,0% выше по сравнению с контролем. Так, максимальные значения средней длины проростка наблюдаются в вариантах при обработке семян пшеницы биофунгицидом на основе T. viride (на 18,59%), а также при комплексной обработке T. viride с цеолитом фракции 0,04 мм (на 21,70%) и с диатомитом (на 12,28%). Только при инокуляции с применением сапропеля отмечена длина проростка, практически сопоставимая с контролем.
При исследовании корневой системы отмечена стимуляция ее развития в вариантах как с обработкой T. viride (на 8,43%), так и T. viride с природными минералами (на 8,71–21,13% выше контроля).
Биомасса проростка и корешка изучаемого тест-растения представлена на рисунке 3. Согласно полученным данным, во всех опытных вариантах обработка семян стимулирует образование биомассы тест-растения. Максимальные значения отмечены в вариантах с обработкой T. viride и T. viride с цеолитом (фракция 0,04 мм), где прибавка массы проростка к контролю составляет 25,67% и 20,86%, а массы корешка — 25,23% и 18,39% соответственно.
В вариантах при обработке семян модифицированными биофунгицидами отмечено увеличение массы проростка к контролю. Например, с цеолитом (фракция 0,20 мм) она составляет 11,89%, с глауконитом — 10,65%, с сапропелем — 8,67%, с диатомитом — 2,41%.
Масса корешка в вариантах с цеолитом фракции 0,20 мм, диатомитом и глауконитом сопоставима с контрольным вариантом (прибавка составляет 0,31%, 0,14% и 0,76% соответственно).
Во многих публикациях отмечено, что внесение в почву биофунгицидов на основе микроорганизмов-антагонистов существенно снижает количество фитопатогенных грибов в ризосфере растений и приводит к оздоровлению почвы.
Применение биологических фунгицидов позволяет сохранить 2,5–12,6% урожая зерна озимой пшеницы.
Выводы
Таким образом, при обработке семян тест-растения выявлено положительное влияние модифицированных биопрепаратов на энергию прорастания, всхожесть и биометрические показатели проростков.
В целом создание и применение модифицированных биофунгицидов на основе микромицета T. viride и природных минералов (цеолит, диатомит, глауконит, сапропель) перспективны для обеззараживания почвенных экосистем и получения экологически чистой продукции растениеводства.
Об авторах
Надежда Игоревна Кириллова, младший научный сотрудник отдела агроэкологии и микробиологии
Nadyakirillova13@gmail.com; https://orcid.org/0000-0001-8316-5780
Ирина Александровна Дегтярева, доктор биологических наук, доцент, главный научный сотрудник отдела агроэкологии и микробиологии
peace-1963@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-1575-8493
Татарский научно-исследовательский институт агрохимии и почвоведения — обособленное структурное подразделение Федерального исследовательского центра «Казанский научный центр Российской академии наук», ул. Оренбургский тракт, 20А, Казань, 420059, Россия
УДК 631.86, 632.937 DOI: 10.32634/0869-8155-2023-377-12-114-117
Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии
