Влияние биопрепаратов на структуру комплекса микромицетов выщелоченного чернозёма в ризосфере сахарной свеклы
ПОД- СЕКЦИЯ 10. Микробиология. Микробиология
1,2Е.Ю. Ильясова, 1О.В. Ласточкина, к.б.н., 1А.В. Широков, к.б.н.,
1Л.И. Пусенкова, к.с-х.н., 2Н.А. Киреева, проф., д.б.н.
1ГНУ Башкирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук
2ФГОУ ВПО Башкирский государственный университет
Влияние биопрепаратов на структуру комплекса микромицетов выщелоченного чернозёма в ризосфере сахарной свеклы
Одним из перспективных направлений в современном сельском хозяйстве является использование биологических препаратов на основе бактерий. Их применение, в сравнении с химическими пестицидами, имеет ряд преимуществ, связанных с экологической безопасностью биопрепаратов, системным иммуномодулирующим действием на растения, повышением урожайности сельскохозяйственных культур, борьбой с патогенными микроорганизмами. В связи с этим пристальное внимание привлекает влияние препаратов на ризосферу растений, поскольку именно здесь, в прилегающем к корням слое почвы содержится повышенное количество микроорганизмов. Почвенные микромицеты являются неотъемлемой частью ризосферы. Доминирование их биомассы в почвенном микробоценозе свидетельствует о функциональной значимости грибов, что выдвигает на первый план изучение структуры комплексов микромицетов почвы и присущих им механизмов регуляции [1, с. 223]. Цель данной работы состояла в оценке влияния биопрепаратов на структуру комплекса микроскопических грибов в ризосфере сахарной свеклы.
В испытаниях были использованы биопрепараты Фитоспорин-М, Витаплан и Альбит, добавление которых при наземных обработках гербицидами направлено как на уменьшение фитотоксичности композиций гербицидов, особенно в засушливых условиях, так и на повышение устойчивости растений к стрессовым факторам на последующих этапах онтогенеза. Биопрепараты вносили в баковых смесях с гербицидами двукратно: в фазу 2-3 пар и 4-6 пар настоящих листьев. Исследования проводились в динамике, для чего в течение года трижды производился отбор проб для анализов, приуроченный к обработке биопрепаратами и основным фазам развития растений. Количественный и качественный учёт структуры комплекса микроскопических грибов проводили общепринятым методом посева на подкисленную агаризованную среду Чапека. Видовую принадлежность микромицетов определяли после 15-30 суток инкубации по культуральным и морфологическим признакам, с использованием ряда определителей.
Из ризосферы сахарной свеклы после первого внесения биопрепаратов выделено 38 видов микроскопических грибов, причем, 31 из них были идентифицированы как представители трёх родов: Aspergillus (5), Penicillium (20), Fusarium (3) (табл.1). Значительно меньшим количеством видов оказался представлен род Alternaria. Роды Rhizopus и Trichoderma представлены по одному виду. Типичным доминирующим был Aspergillus niger – широко распространённый в почвах различного типа фитопатогенный вид. В фоновой почве были обнаружены 14 видов микромицетов: Alternaria tenuis, Aspergillus niger, Asp. wentii, Asp. flavipes, Asp. parvulus, Asp. terreus, Fusarium oxysporum var. orthoceras, F. solani var. agrillaceum, Penicillium aurantiogriseum, P. corylophylum, P. glabrum, P. resticulosum, P. albo-cinerascens, Rhizopus microsporus, среди которых 3 вида являются возбудителями корнееда сахарной свеклы - Penicillium aurantiogriseum, Alternaria tenuis, Aspergillus niger; 5 видов возбудителями болезней корневой системы (кагатная гниль) - Penicillium glabrum, Fusarium solani var. agrillaceum, Fusarium oxysporum, Aspergillus parvulus, Rhizopus microsporus.
В варианте с однократной обработкой растений Фитоспорином-М, по сравнению с фоновой почвой, видовой состав поменялся полностью, за исключением вида P. glabrum и уменьшился до 9 видов. Обнаружено по 1 виду возбудителей кагатной гнили - Penicillium glabrum и семенной инфекции - Racemosus f. sphaerosporus. Из литературы известно, что смена видов – следствие изменения природы процессов, происходящих в почве [2, с. 391], следовательно, можно предположить, что изменение структуры комплекса микромицетов связано с фунгицидным действием препарата.
Виды |
Структура почвенных микромицетов |
|||
Контроль |
Фитоспорин-М |
Альбит |
Витаплан |
|
*Alternaria tenuis Nees |
ТД |
- |
- |
ТЧ |
Alt. tenuissima Kunze |
- |
- |
- |
ТЧ |
*Asp. niger Tiegh |
ТД |
- |
- |
ТД |
Asp. wentii Wehmer |
ТД |
- |
- |
- |
Asp. flavipes Bainier |
ТЧ |
- |
- |
- |
**Asp. parvulus G. Sm. |
ТЧ |
- |
- |
- |
Asp. terreus Thom |
ТЧ |
- |
- |
- |
**Fusarium oxysporum var. orthoceras Appel |
ТЧ |
- |
- |
ТЧ |
**Fusarium solani Appel |
- |
- |
- |
ТЧ |
**Fusarium solani var. agrillaceum (Nectria ventricosa) |
ТЧ |
- |
- |
- |
*P. aurantiogriseum Dierckx |
ТЧ |
- |
- |
- |
P. corylophylum Dierckx |
ТЧ |
- |
- |
- |
**P. glabrum Wehmer |
ТД |
ТЧ |
- |
- |
P. resticulosum Birkinshaw |
ТЧ |
- |
ТЧ |
- |
P. albo-cinerascens Chalab. |
ТЧ |
- |
- |
- |
P. citreovirens S. Abe. |
- |
ТЧ |
- |
- |
P. dierckxii Biourge |
- |
ТЧ |
- |
- |
P. restrictum J.C. Gilman |
- |
ТД |
ТЧ |
- |
P. decumbens Thom |
- |
ТЧ |
- |
- |
P. purpurrescens Sopp. |
- |
ТД |
- |
- |
P. corylophyloides S. Abe |
- |
- |
- |
ТД |
P. novae-caledoniae G. Sm. |
- |
- |
- |
ТЧ |
**P. citrinum Thom |
- |
- |
ТД |
- |
P. oxalicum Currie |
- |
- |
ТЧ |
- |
P. velutinum J.F.H. Beyma |
- |
- |
- |
ТЧ |
P. agdamicum Casimova. |
- |
- |
ТЧ |
- |
P. ramusculum Biourge |
- |
- |
ТЧ |
- |
P. melini Thom |
- |
- |
- |
ТЧ |
P. jensenii K.M. Zalessky |
- |
- |
- |
ТЧ |
*P. solitum var. crustosum Thom |
- |
- |
- |
ТЧ |
***Racemosus f. sphaerosporus Hagem |
- |
ТЧ |
- |
- |
Talaromyces verruculosus Peyronel. |
- |
ТЧ |
- |
- |
Talaromyces funiculosus Thom |
- |
ТЧ |
- |
- |
**Rhizopus microsporus Tiegh. |
ТЧ |
- |
- |
- |
Thrichoderma viride Pers. |
- |
- |
- |
ТЧ |
Таблица 1. Структура микромицетов выщелоченного чернозёма при обработке различными биопрепаратами (первая обработка)
Примечание: здесь и в табл. 2 приняты следующие обозначения:
- вид не обнаружен, *- возбудитель корнееда сахарной свеклы, **- возбудитель кагатной гнили,
***- возбудитель семенной инфекции; ТД-типичный доминантный вид, ТЧ-типичный частый вид.
Однократное внесение Альбита, так же привело к почти полному изменению видового состава микромицетов (исключение составил P. resticulosum) и уменьшению его до 6 видов, из них лишь один вид являлся возбудителем кагатной гнили - P. citrinum. В варианте с обработкой Витапланом по 3 вида было обнаружено как в контрольном образце почвы, так и в ризосфере растений; видовой состав уменьшился до 12, из них 3 вида возбудители кагатной гнили - Alternaria tenuis, Asp. niger, P. solitum var. crustosum, и 2 вида возбудители семенной инфекции - Fusarium oxysporum var. orthoceras и Fusarium solani. Проведенное нами сравнение видового состава микромицетов ризосферы сахарной свеклы показало, что после первого внесения биопрепаратов численность и видовое разнообразие патогенных микромицетов в ризосфере корнеплодов снизилось.
После второй обработки биопрепаратами из ризосферы сахарной свеклы выделено 29 видов микроскопических грибов, из которых 25 были идентифицированы как представители двух родов: Aspergillus (6) и Penicillium (19) (табл.2). Значительно меньшим количеством видов оказался представлен род Fusarium. Роды Alternaria и Mucor представлены по одному виду.
В контрольном образце почвы было обнаружено 16 видов микроскопических грибов, из них 3 вида оказались возбудителями корнееда сахарной свеклы - Penicillium aurantiogriseum, Alternaria tenuis, Aspergillus niger; 4 вида возбудителями болезней корневой системы - Penicillium glabrum, Fusarium solani var. agrillaceum, Fusarium oxysporum, Asp. flavus. В варианте с Фитоспорином-М общее количество видов снизилось до 11, причем, если число видов - возбудителей корнееда осталось прежним, то количество видов микромицетов, возбудителей кагатной гнили сократилось до 1. Повторное внесение Витаплана способствовало снижению количества микромицетов до 7 видов по сравнению с показателями в контрольной почве, на долю возбудителя корнееда сахарной свеклы пришлось 2 вида и один вид – возбудитель семенной инфекции. Лучший фунгицидный эффект вновь проявил Альбит: общее количество видов микроскопических грибов уменьшилось до 5, и лишь 2 вида из них - Asp. niger и P. aurantiogriseum - возбудители корнееда.
Таблица 2. Структура микромицетов выщелоченного чернозёма при обработке различными биопрепаратами (вторая обработка)
Виды |
Структура почвенных микромицетов |
|||
Контроль |
Фитоспорин-М |
Альбит |
Витаплан |
|
*Alternaria tenuis (Fr.) Keissl. |
ТД |
ТЧ |
- |
- |
Asp. elegans Gasperini |
ТЧ |
- |
- |
- |
**Asp. flavus Link |
ТД |
- |
- |
- |
Asp. wentii Wehmer |
- |
- |
- |
ТЧ |
*Asp. niger Tiegh |
ТД |
ТЧ |
ТЧ |
ТЧ |
Asp. candidus Link |
ТЧ |
- |
- |
- |
Asp. anthodesmis Bartoli |
ТЧ |
- |
- |
- |
**Fusarium oxysporum Schltdl. |
ТЧ |
- |
- |
- |
**Fusarium solani var. agrillaceum C. Booth |
ТД |
ТД |
- |
- |
P. adametzoides S. Abe |
- |
- |
- |
ТЧ |
Р. atramentosum Thom |
ТЧ |
- |
- |
- |
*P. aurantiogriseum Direckx. |
ТЧ |
- |
ТД |
ТД |
P. camemberti Thom |
ТЧ |
- |
ТЧ |
- |
P. corylophyloides S. Abe |
- |
ТЧ |
- |
- |
P. decumbens Thom |
ТЧ |
- |
- |
- |
**P. glabrum Wehmer |
ТД |
- |
- |
- |
P. humuli J.F.H. Beyma |
- |
ТЧ |
- |
- |
P. melinii Thom |
ТД |
- |
- |
ТД |
P. multicolor Grig.-Man. |
- |
- |
- |
ТЧ |
P. novae-calidoniae G. Sm. |
ТД |
- |
- |
- |
P. odoratum M. Chr. |
- |
ТЧ |
- |
- |
Geosmithia putterillii Thom. |
ТЧ |
ТЧ |
- |
- |
P. purpurrescens Sopp. |
- |
ТЧ |
- |
- |
P. restrictum J.C. Gilman |
- |
ТЧ |
- |
- |
P. roseo-purpureum Direckx. |
- |
ТЧ |
- |
- |
P. citrinum Thom. |
- |
- |
ТД |
- |
*P. solitum var. crustosum Thom. |
- |
ТЧ |
- |
- |
P. variabile Sopp. |
- |
- |
ТЧ |
- |
***Racemosus f. sphaerosporus Hagem |
- |
- |
- |
ТЧ |
В результате проведенного опыта прослеживалась постепенная смена видового состава микромицетов. Нами отмечено, что обработка микробными препаратами вегетирующих растений сахарной свеклы привела к снижению численности микроскопических грибов, в то время как в контроле количество видов увеличилось. В ризосфере обработанных корнеплодов общее число видов микромицетов, являющихся возбудителями корнееда, кагатной гнили и семенной инфекции было ниже, чем в фоновой почве.
Таким образом, полученные данные позволяют заключить, что биопрепараты Фитоспорин-М, Альбит и Витаплан, путем изменения структуры комплекса почвенных микромицетов, оказывают защитный фунгицидный эффект на растения сахарной свеклы, тем самым, способствуя получению высококачественной продукции и сохранению плодородия почвы.
Литература:
- Методы почвенной микробиологии и биохимии: Учеб. пособие / Под ред. Д.Г. Звягинцева. – М.: Изд-во МГУ, 1991. – 304 с.
- Д.Г. Звягинцев, И.П. Бабьева, Г.М. Зенова. Биология почв: Учебник.- 3-е изд., испр. и доп. – М.: Изд-во МГУ, 2005. – 445 с.
3. А.А. Завалин. Биопрепараты, удобрения и урожай. М.: Изд-во ВНИИА, 2005. – 302 с.
4. А.В. Корниенко. Новая классификация патогенов сахарной свеклы // Агро XXI. 2006. №1-3. С. 25-29.