Экологические основы безопасных агротехнологий. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Механизмы действия и эффективность микробиологического препарата бацикола
Статья научная
Для биологической защиты сельскохозяйственных культур применяют различные группы агентов. Одни из наиболее перспективных и широко используемых для создания микробиологических препаратов - бактерии рода Bacillus, обладающие патогенными свойствами в отношении вредных насекомых и фитопатогенов. Доминирующая роль принадлежит биопрепаратам, созданным на основе Bacillus thuringiensis (Bt). Идентифицировано более 70 разновидностей Вt. Эти бактерии способны длительное время сохранять жизнеспособность после обработки растений. Для биоконтроля насекомых в агроценозах чаще всего применяются препараты на основе трех патовариантов Вt: патовар А (подвиды Вt, кристаллы эндотоксинов которых с наибольшей активностью влияют на чешуекрылых из отряда Lepidoptera ), патовар В (подвиды Вt, которые поражают личинок кровососущих комаров и мошек, а также растительноядных комаров из отряда Diptera ) и патовар С (подвиды Вt, активные против жуков Coleoptera ). Выявлен также новый патовар этой бациллы - F (fungi, грибы). B. thuringiensis обладает физиологическими и биохимическими свойствами, обеспечивающими усвоение питательных субстратов, а также антибиоз в отношении партнеров по биоценозу. Во Всероссийском НИИ сельскохозяйственной микробиологии (г. Санкт-Петер-бург-Пушкин) создан биопрепарат бацикол энтомопатогенного действия на основе B. thuringiensis var. darmstadiensis (Н 10), содержащий компоненты культуральной жидкости, споры, энтомоцидные и фунгицидные экзо- и эндотоксины, благодаря которым он обладает полифункциональными свойствами. В настоящей работе обобщены полученные нами данные по эффективности препарата бацикол (на основе ВtН 10) против различных вредителей сельскохозяйственных культур. В исследованиях использовали биопрепарат в жидкой форме (титр спор 3,5½10 9/мл). Полевые и вегетационные испытания проводили в 1994-2013 годах в разных регионах РФ (Ленинградской, Новосибирской, Волгоградской областях, Северной Осетии, Ставропольском и Приморском краях). Против вредителей-фитофагов вегеритующие растения опрыскивали бациколом. В борьбе с фитопатогенами использовали разные технологии применения препарата в соответствии с типом паразитизма и экологическими особенностями грибов: опрыскивание, полив почвы, обработку семенного материала. Эффективность бацикола против фитофагов варьировала от 50 до 100 %. В полевых опытах при опрыскивании растений земляники против серой гнили этот показатель составил 60-74 %. В вегетационных условиях против фузариозного увядания эффективность исследуемого биопрепарата составляла на томатах 74-87 %, на льне - 34-42 %. При замачивании семян ячменя в бациколе его эффективность против гельминтоспориозной корневой гнили оказалась равной 66-71 %, при замачивании клубней картофеля против ризоктониоза - 40-45 %. На основании полученных результатов выявлен спектр активности бацикола. Наши данные позволяют расширить представления о биологических особенностях Вt и, в частности, о его действии на представителей различных групп вредителей и возбудителей опасных заболеваний многих культурных растений. Представленные материалы дают возможность рассматривать B. thuringiensis в качестве основы микробиологических препаратов с полифункциональной активностью, что позволит расширить сферу его применения и будет способствовать улучшению экологической обстановки в агроценозах.
Бесплатно
Статья научная
Усиливающаяся деградация почв связана с истощением их плодородия в результате применения севооборота с внесением избыточного количества минеральных удобрений и химических средств защиты растений, а также в связи с повсеместно ухудшающимися природно-климатическими условиями и экологической обстановкой. Именно поэтому сельское хозяйство, основанное на экологически безопасных агротехнологиях, должно иметь абсолютный приоритет. Бобовые культуры фиксируют азот атмосферы в симбиозе с клубеньковыми бактериями и накапливают его в биомассе растений. Они служат уникальными предшественниками для выращивания зерновых, поскольку способствуют восстановлению плодородия почв за счет привнесения азота в биологически доступной форме. Создание пастбищ на основе бобовых трав благоприятствует восстановлению почв, выведенных из севооборота (например, опустыненных или засоленных). Поэтому разработка приемов создания продуктивных растительно-микробных систем, которые эффективны в неблагоприятных условиях, имеет огромное теоретическое и практическое значение. В задачи исследования входило выявление солеустойчивых форм люцерны ( Medicago L.), получение на их основе растений поколения I 1 методом принудительного самоопыления и анализ морфологических, биологических и симбиотических показателей в модельных опытах. Объектами изучения были 13 тетраплоидных и диплоидных сортов люцерны, в том числе сорта Солеустойчивая и Агния, которые испытывали при симбиотрофном питании (в симбиозе со штаммами Sinorhizobium meliloti ) или без инокуляции штаммами. Анализ симбиотической активности изученных сортов показал, что они высокоотзывчивы на инокуляцию тест-штаммом S. meliloti Rm2011 и могут формировать эффективные симбиозы в условиях засоления. Была оценена однородность географически различных сортов по накоплению сухого вещества (СВ) на фоне 75 мМ NaCl без инокуляции и 100 мМ NaCl с инокуляцией S. meliloti с привлечением коэффициента дисперсии (Д), что позволило установить, что показатель СВ у изучаемых сортов существенно изменялся только в случае симбиотрофного питания. По результатам анализа симбиотической активности в присутствии соли в микровегетационных опытах (Всероссийский НИИ сельскохозяйственной микробиологии - ВНИИСХМ) получены солеустойчивые формы у растений диплоидных видов М. caerulea и М. falcata, а также у тетраплоидного вида M. sativa L. сортов Солеустойчивая и Агния. Отобранные растения сортов Солеустойчивая и Агния выращивали далее в селекционно-тепличном комплексе (СТК) Всероссийского НИИ кормов им. В.Р. Вильямса. Проведенные 3-летние вегетационные испытания в СТК показали, что для солеустойчивых растений сортов Солеустойчивая и Агния характерна преимущественно сиреневая окраска цветов, более закрученная форма боба, сравнительно высокая ветвистость и кустистость, более поздний переход в период покоя. Из семян от испытуемых растений в микровегетационном опыте получили растения поколения I 1 (ВНИИСХМ). Растения I 1 анализировали по СВ, интенсивности роста надземной и подземной частей, по числу сформированных клубеньков в стандартных (бессолевые) условиях и при засолении. Установлено, что в поколения I 1 у обоих сортов растения однородны или достаточно однородны по СВ. В присутствии соли у сорта Солеустойчивая растения поколения I 1 успешно развивались без инокулянта (усредненная прибавка СВ составила 36,92 % относительно исходных растений), тогда как у сорта Агния прибавка СВ в I 1 была, наоборот, на 16,55 % ниже. У обоих сортов выявлена высокая специфичность взаимодействия растений I 1, контрастно различавшихся по солеустойчивости, оцениваемой по СВ, с симбиотически высокоэффективными штаммами CIAM1774 или Rm2011. Так, в условиях солевого стресса наибольшие значения СВ получены у сорта Солеустойчивая при инокуляции штаммом Rm2011 с солеустойчивостью, типовой для S. meliloti. Однако симбиотическая система на основе полученного нами солеустойчивого генотипа сорта Агния с сол
Бесплатно
Статья научная
Применение минеральных удобрений все менее актуально, поэтому для формирования высокого и качественного урожая сельскохозяйственных культур сельхозтоваропроизводители предпочитают использовать биоудобрения и биопрепараты. Удобрения наполняют почву дополнительным структурирующим материалом, а биопрепараты обеспечивают эффективную мобилизацию органического вещества и биоты. Во Всероссийском НИИ мелиорированных земель (ВНИИМЗ) разработано высококачественное биоудобрение КМН (компост многоцелевого назначения). Ценность и преимущество КМН как основного удобрения заключаются в высокой питательности, физиологичности, экологичности и биогенности. Также в институте создан новый биопрепарат ЖФБ, характеризующийся наличием физиологически значимых количеств ростовых факторов и элементов питания, благоприятных для растений. Состав ЖФБ позволяет использовать его для поддержания плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур. В настоящей работе мы оценивали эффективность применения КМН и ЖФБ на пропашной и злаковой культурах (картофеле сорта Жуковский и яровой пшенице сорта Иргина). Исследования проводили в 2011-2013 годах на опытном полигоне ВНИИМЗ (Тверская обл.) в микроделяночных опытах. На яровой пшеницей КМН применяли в дозе 7 т/га, NPK - в дозе 3 ц/га. Для обработки ЖФБ растения опрыскивали биопрепаратом (0,1 л/м 2, разведения маточного раствора водопроводной водой в соотношениях 1:300, 1:500, 1:1000). Контролем служил вариант без удобрений (общее число вариантов в опыте - 12). Учитывали урожайность пшеницы и массу 1000 зерен, в зерне определяли содержание протеина. Опыт с картофелем проводили по фону 4 т/га КМН. Посадки обрабатывали ЖФБ 3-кратно (в фазы всходов, бутонизации и цветения) из ручного опрыскивателя. ЖФБ применяли в дозах рабочего раствора 0,05; 0,1; 0,2 и 0,3 л/м 2 (рабочий раствор использовали в разведениях 1:30 и 1:300). Контрольными служили учетные площадки без обработки жидкофазным биопрепаратом. Оценивали урожайность и фракционный состав картофеля. Напряженность окислительно-восстановительных процессов в почве определяли по коэффициенту ОВК, представляющему собой соотношение активности ферментов каталазы и дегидрогеназы. Опрыскивание посевов яровой пшеницы биопрепаратом в дозе 0,1 л/м 2 (разбавление маточного раствора 1:300) по фону КМН обеспечивало максимальную урожайность относительно остальных вариантов - 27,5 ц/га, что на 15 % выше, чем при использовании ЖФБ по фону NPK. Такой урожай был получен за счет формирования более крупного зерна. Мобилизующий эффект в почве под яровой пшеницей оказался выше без применения основного удобрения и при использовании NPK без биопрепарата. В то же время урожайность в вариантах с NPK и без удобрений в целом уступала аналогичному показателю при применении биопрепарата по фону NPK (ее прирост обеспечивался активизацией микрофлоры ЖФБ) и по фону КМН, где урожайность формировалась за счет активизации как микрофлоры самого биоудобрения, так и биопрепарата, особенно более концентрированного (разведение 1:300). Наибольшую урожайность картофеля (372,1 ц/га, из них 352,1 ц/га товарного) получили при использовании ЖФБ в дозе 0,1 л/м 2 и разбавлении 1:300; основное удобрение - КМН. Непосредственный контакт ЖФБ с растениями удовлетворял их потребности в элементах питания в ключевые фазы роста. Роль КМН сводилась к снабжению растений легкодоступными формами питательных веществ в начальный период развития. Почва после уборки урожая оставалась экологически чистой, обогащенной полезной микрофлорой, которая способствовала воспроизводству и сохранению почвенного плодородия. Следовательно, разработанные во ВНИИМЗ биосредства могут использоваться при возделывании исследованных сельскохозяйственных культур.
Бесплатно
Статья научная
Использование микробиологических препаратов для защиты растений от вредных организмов в мировой практике постоянно расширяется. Однако в государственном каталоге пестицидов и агрохимикатов представлено небольшое число микробиологических препаратов, которые разрешены к применению в Российской Федерации для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур. Перечень биопрепаратов для ягодных растений очень ограничен, а на землянике их регистрация в РФ отсутствует. В настоящей работе на примере Ленинградской области рассмотрены вопросы применения микробиологических и других экологически малоопасных препаратов для борьбы с основными вредителями овощных (капуста, морковь, брюква), ягодных (черная смородина, красная малина, садовая земляника) культур и картофеля. Опыты проводили в 2005-2014 годах. Уточнялись нормы, сроки, кратность обработок биопрепаратами. Использовали биопрепараты, созданные на основе бактерии Bacillus thuringiensis Berliner разных штаммов (битоксибациллин, лепидоцид, бацикол), энтомопатогенной нематоды ( Steinernema carpocapsae Weiser) - немабакт и опытного образца на основе энтомопатогенного гриба Metarhizium anisopliae Metchn. Кроме микробиологических средств защиты, применяли агротехнические приемы. В основном изучали различные сроки посадки растений, пространственную изоляцию полей и распространение вредителей на больших площадях, способы обеспечения питания растений, их влияние на вредителей. В качестве эталона чаще всего применяли химический или биохимический препарат, разрешенный к применению на территории РФ. Рассчитывали биологическую эффективность (БЭ) исследуемых препаратов. Установлено, что микробиологические препараты часто уступают химическим эталонам по БЭ. Однако против капустной белянки битоксибациллин и лепидоцид обеспечивали БЭ 90-95 %. В борьбе с капустной молью БЭ этих препаратов составляла 60-80 %. Биологическая эффективность бацикола против крестоцветных блошек при 2-кратной обработке оказалась равной 60-80 %. При применении битоксибациллина и бацикола против личинок 1-го возраста колорадского жука БЭ достигала 100 %. Немабакт и опытный образец M. anisopliae снижали численность личинок жуков-щелкунов на 60-80 %. На землянике против малинно-земляничного долгоносика наибольшая БЭ, сравнимая с эффективностью препарата фитоверм, отмечена у бацикола. На садовой землянике установлена возможность совместного использования биопрепаратов разной направленности (биоинсектицидов и биофунгицидов) в баковых смесях. В сочетании с некоторыми репеллентами (Сочва, Дачник) и агротехническими мероприятиями биопрепараты могут обеспечивать надежную защиту овощных и ягодных культур, картофеля от основных вредителей, по крайней мере в условиях Ленинградской области.
Бесплатно
