Испытание микоризных препаратов "Мицефита" и "Миконета" при выращивании огурца

Интерес к препаратам биологического происхождения постоянно растет во всем мире, и в настоящее время во многих странах используются многочисленные биопрепараты, полученные на основе бактерий, грибов и растений. Часть этих препаратов сотруд- никами кафедры микробиологии и биотехнологии ЕГУ испытана на многочис- ленных полевых и декоративных растениях и проявила высокую биологическую активность.

Огурец является одной из самых распространенных овощных культур, имеющих широкое применение, как в свежем, так и в переработанном виде, сохраняя полезные свойства и в соленом, квашеном, маринованном виде. Среди всех известных в настоящее время диетических продуктов огурец по праву можно назвать наиболее полезным. Практически плод огурца содержит 95% живой структурированной воды, а зна- чит, в нем очень мало калорий. В состав огурцов также входят очень полезные, легкоусвояемые соединения йода. Показано, что регулярное употребление огурцов положительно влияет на работу сердечно-сосудистой системы и щитовидной железы. В огурцах содержится достаточное количество клетчатки, которая стимулирует работу кишечника и способствует эффективному очищению стенок сосудов от вредного холестерина. В них содержится множество полезных веществ - витамины В1, В2, С, каротин, фолиевая кислота, а также сахар и белок. Богаты огурцы и полезными микроэлементами, а именно, железом, натрием, калием, фосфором, медью, хромом, цинком, а также серебром. Благодаря высокому содержанию калия (в 17 раз больше, чем натрия) огурцы помогают эффективно выводить из организма излишнюю жидкость, а также снижают повышенное артериальное давление, устраняют отеки и оказывают легкое слабительное действие. Сок огурца оказывает общеукрепляющее, омолаживающее, воздействие на организм человека, способствует сохранению здоровья зубов и десен, а также освежает кожу и придает ей тонус.

При выращивании любых полевых культур долгое время использовали все возрастающие дозы синтетических стимуляторов роста, средств защиты растений и удобрений, остатки которых накапливались в почве, воде и переходили в растительную продукцию [1, 2]. Особенно опасны безвредные для растений нитраты, которые, попадая в животный организм, вовлекаются в отдельные звенья метаболизма и превращаются в различные опасные вещества вплоть до канцерогенных нитрозаминов. Мясо сельскохозяйственных животных, накормленных загрязненными кормами, в конечном счете, наряду с растительной пищей попадает в организм людей и приводит к росту ряда заболеваний.

Это побудило специалистов искать безопасные природные способы повышения плодородия почвы и благодаря этим поискам в настоящее время все меньше проводится глубокая вспашка почвы с оборотом пласта, которая приводит к гибели полезной микрофлоры плодородного слоя почвы, больше применяется рыхление и мульчирование, защищающее верхний слой почвы от высыхания. В системе органического земледелия наряду с этим минимизировано или полностью запрещено применение химических агрохимикатов, на смену которым пришли безопасные биопрепараты разнонаправленного действия.

По источнику получения биопрепараты делятся на микробиологические (бактериальные) с живыми бактериями, грибные, содержащие споры грибов или продукты их метаболизма, и растительные в виде экстрактов. Данная статья посвящена испытанию 2 микоризных препаратов Мицефита и Миконета, любезно предоставленных производителями кафедре микробиологии, биотехнологии растений и микроорганизмов ЕГУ для их испытания в условиях Армении.

Mикориза - взаимовыгодный симбиоз гриба и высшего растения является жизненной необходимостью примерно для 90% растений, так как в почве много разных нужных им минералов, но в недоступной форме. Польза от микоризы для растения в разы больше, чем 30% ассимилятов, предоставляемых грибу. Гифы микоризного гриба внедряются в корень (эндомикориза) или оплетают его снаружи (эктомикориза), повышая в сотни раз всасывающую поверхность корня. Толщина гифов на порядок меньше корневого волоска и внедряясь в частицы минералов почвы (например фосфатов, содержащих очень нужный растениям фосфор), они растворяют их, переводя фосфор в усвояемую для растений форму.

Микориза помогает растениям переносить стрессы, засуху, недостаток питания. Ученые считают, что без микоризы даже тропические леса не могли бы противостоять неизбежным в природе климатическим стрессам. В ряде стран посредством инокуляции микоризных грибов улучшают неплодородные, техно-генно поврежденные почвы, в результате чего даже в подобных условиях можно «облагородить», сделать пригодными для использования почвы, поврежденные человеком.

В результате проведенных исследований в России разработаны микоризные препараты Микофил, Мицефит, Триходермин и другие, в Голландии – Трианум, содержащие в своем составе эндомикоризные грибы как отдельно, так и в сочетании с клубеньковыми и другими полезными бактериями. При их использовании прибавка урожая колеблется от 15 до 50% в зависимости от культуры. Доказано, что без микоризы замедляется деятельность азотфикси-рующих бактерий [1]. Это подтвердилось и в наших опытах при предпосевной инокуляции почвы клубеньковыми бактериями препаратом Азофобактерин и посева в ту же почву семян фасоли, опудренных Миконетом. В результате подобной двойной инокуляции возросли следующие показатели: площадь листьев, число бобов и семян в них, абсолютная масса семян и урожайность.

Биопрепараты всех 3 видов: 1. Бактериальныe (Меланин, Азотовит-1, Азофобактерин, полученные в Институте Биотехнологии Армении), российские БисолбиФит и Биоплант – Флора; 2. Растительныe - Эпин, Циркон, японский НВ-101, итальянские Мегафол и Радифарм около 20 лет испытывали на различных растениях сотрудники кафедры [3,4,5]. В последние же годы испытывали в основном препараты третьей группы, микоризные Микоплант (ФРГ), Эрис и Миконет (Индия), любезно предоставляемые производителем – фирмой ElegantIndia.

Эксперименты с микоризными препаратами начаты с Микопланта, в котором гранулы из обожженой глины содержали споры 7 видов гриба Glomus . Препарат оказался весьма эффективным на декоративных культурах, особенно при внесении под корень, при высадке рассады или сеянцев туи западной, травянистых цветочных культур, у которых формировалась густая корневая система, что приводило и к разрастанию надземной массы. Микоплант эффективен для восстановления газонов, наращивания зеленой массы кормовых культур. Но потом по ряду причин его производство было прекращено, и нам предложили испытать индийские препараты, полученные на основе гриба Rhyzophagus irregularis .

Индийский препарат под условным названием Эрис был в виде больших и маленьких таблеток, содержащих соответственно по 250 и 50 спор гриба, что значительно облегчало их применение, он также был эффективен на декоратив- ных культурах, особенно на хвойных – кипарисовике горохоплодном, туе восточной и др. [6].

Российский препарат Мицефит (Мц) получен в ОАО «Биохиммаш» испытан во многих странах на ряде культур и проявил высокую активность. Продуцент препарата Мицефит -эндофитный гриб Mycelia sterilia . Препарат представляет собой природно-сбалансированный, стерильный, лиофильно высушенный комплекс биологически активных веществ, в составе которого обнаружены сахара, аминокислоты, жирные кислоты, фитогормоны, такие как цитокинины, гиббереллины, ауксины. Препарат обладает большой эффективностью при малых концентрациях (10-100 ррm), совместим с существующими технологиями возделывания и защиты сельскохозяйственных культур. Обработка растений осуществляется путем замачивания семян и/или опрыскивания.

Обработка семян злаковых растений препаратом Мицефит повышает полевую всхожесть, продуктивную кустистость, ускоряет накопление биомассы. Наибольший эффект биостимуляции наблюдается при неблагоприятных для выращивания растений условиях: бедные почвы, нехватка влаги, наличие различных антропогенных загрязнителей. Препарат обладает широким спектром действия - эффективен для многих видов газонных трав и культурных растений, значительно повышает параметры роста, развития и продуктивность (от 30 до 115%). Применение препарата улучшает качество продукции - повышается содержание сахаров и каротина у моркови, снижается содержание нитратов. Мицефит испытан в лабораторных, тепличных, мелкоделяночных и полевых условиях в различных климатических зонах от умеренного климата до полупустыни (Московская и Воронежская области, Алтайский край, Молдавия, США, штат Вашингтон) [5, 7, 8].

Испытание препарата в теплице ЕГУ на одревесневших черенках некоторых декоративных кустарников выявило усиление ризогенеза и роста саженцев, особенно заметные на пузыреплоднике калинолистном и дейции [6]. Мицефит и бактериальный препарат БисолбиФит испытаны на огурце и томате, у которых оба препарата вызывали, как и в этом опыте, ускоренное и дружное прораст-ние семян, усиленный рост сеянцев и их более ранний переход к плодоношению, длившемуся даже после отмирания контрольных растений [9].

Целью настоящей работы было испытание микоризных препаратов Мицефита и Миконета на рост развитие, плодоношение и биохимические показатели огурца при предпосевном замачивании семян в растворах препаратов.

Фирма ElegantIndia предложила испытывать препарат Миконет, выпускаемый в виде черного порошка, содержащего древесный уголь и споры гриба Rhyzophagus irregularis . Испытания, начатые в 2014 году по предложенной производителем методике, не устроили фермеров и пришлось внести некоторые коррективы в способ и длительность обработки. Было решено перейти на более легкий и оказавшийся более эффективным предлагаемый нами метод, использованный в этом году.

Миконет (Мн) испытан в течение 2 последних лет на полевых и декоративных культурах в условиях открытого грунта в горно-степной зоне на фасоли, огурце и сеянцах капусты. В пределах Араратской равнины проведены опыты на кукурузе, саженцах винограда, огурце, тыкве и перце. В доступной литературе мы не нашли публикаций о действии Мн на растения.

Материалы и методы

Опыты на огурце сорта Айарпи проведены в течение вегетационных сезонов 2014 и 2015 годов на экспериментальном участке Научного Центра овощебахчевых и технических культур в с. Даракерт, расположенном в Араратской долине. Предпосевную обработку проводили путем замачивания семян в течение 3 ч в растворе Миконета (0,01%), а Мицефитом в течение 1 ч в растворе 50 ppm. Проводили также фенологические наблюдения и морфометрические измерения. Перед последней уборкой урожая проведен биохимический анализ плодов-зеленцов, определена семенная продуктивность плодов-семенников и при учете опыта определена их урожайность. Статистическая обработка данных показала достоверность полученных результатов, по которым составлены диаграммы [10]. Биохимические анализы делали в Центре овощеводства: сухое вещество определяли рефрактометром «ИРФ-454Б2М»; сахара по Бертрану и аскорбиновую кислоту по Мурри [11].

Обсуждение полученных результатов

Замачивание семян огурца в растворе Мн вызвало ускоренное (на 3 дня) дружное прорастание, при этом темпы роста сеянцев опережали контроль, в результате чего опытные растения благодаря некоторому разрастанию листовых пластинок на 9 суток раньше перешли к цветению и созреванию плодов, а Мц - на 3 суток. По всем изученным показателям оба препарата опережали контроль, но в подавляющем большинстве случаев Мн оказался более эффективным, чем Мц, несмотря на длительную жару, когда в период роста и созревания плодов в течение 3 недель температура воздуха колебалась в пределах 38...40°.

Жара, несомненно, повлияла также на биохимические показатели плодов, т.к. метаболизм не мог нормально происходить в условиях столь длительной жары. Даже в таких условиях наблюдался рост содержания сухого вещества и суммы сахаров у обработанных Мн растений, но в варианте Мц разница была несколько меньше. Из биохимических показателей только содержание аскорбиновой кисло-

Рис.1. Влияние Мицефита и Миконета на содержание сухих веществ и сахаров: слева-контроль, в центре Мицефит, справа-Миконет ты в обоих вариантах было ниже контроля (5,8 мг/%), в варианте Мн - 4,6 и 5,02 мг/% - Мц (рис.1).

Препараты повлияли также на размер плода, не только зеленца, который собирают многократно – 5 и более раз в фазе технической спелости, но и семенника, собираемого в фазе биологической спелости. Особенно заметна разница в размере плода у семенников.

Рис.2. Влияние Миконета и Мицефита на массу плода огурца

Урожайность обоих опытных вариантов превосходила контроль, причем опять превосходство наблюдали на стороне Мн. Можно предположить, что Мн в большей мере повысил устойчивость растений к неблагоприятным погодным условиям, т.к. наличие спор гриба вызвало более глубокие и продолжительные изменения в метаболизме, позволившие выдержать температурный стресс. Влияние Мн было пролонгированным, ибо споры, размножаясь усиливали развитие корневых систем, что активировало также метаболизмвсе-го растения, и это проявилось в превышении всех изученных показателей. А влияние однократной, даже одночасовой обработки семян Мц перед посевом лишь метаболитами гриба имело более кратковременное воздействие на семена.

Препараты повлияли также и на семенную продуктивность огурца. Это влияние проявилось в повышении числа и массы семян плода-семенника и массы 1000 семян по той же закономерности, как и остальные изученные показатели. Так, число семян в 1 плоде-семеннике составляло: контроль - 245, Мицефит – 295 и Миконет - 305 шт.; масса семян 1 плода-семенника 9,5; 12,5 и 13,5 г соответственно и масса 1000 семян – 38,7; 42,1 и 44,3 г. Приведенные результаты подтверждают несомненный стимулирующий эффект обоих препаратов, при этом более эффективным оказался Мн, содержавший живые споры микоризного гриба, которые размножившись в почве, оказывали пролонгированное стимулирующее влияние на рост и развитие растений.

В целом в наших опытах наблюдалась следующая картина – повышение всхожести семян, энергии их прорастания, наращивание зеленой массы, формирование более круп-

Рис.3. Влияние Миконета и Мицефита на урожайность: 1-плоды-зеленцы, 2- плоды-семенники ных плодов, повышение сырого и сухого веса. Эффект препарата аналогичен несмотря на различия в климатических условиях между нашим сухим, жарким климатом и более влажным индийским. Можно заключить, что Мн обладает большим потенциалом повышения устойчивости растений даже при сравнительно напряженных погодных условиях и может быть весьма эффективным при его использовании в Армении.

Проведенные там же, в Центре овощеводства, опыты на тыкве показали эффективность Мн, что проявилось в повышении урожайности без снижения биохимических показателей. Бахчевые культуры могут переносить температуры до 30…35°С без ущерба для своего развития. Они способны понижать температуру листьев за счет усиленной транспирации, в подобных условиях выдерживают температуру до 40…45°С и дают высокие урожаи. Так, у тыквы мощная и хорошо разветвленная корневая система, обладает большой всасывающей силой. Главный корень проникает в почву на глубину 2-3 м, а боковые ответвления длиною до 5 м располагаются горизонтально на глубине 20 – 30 см. Подобные особенности обуславливают сравнительно высокую жаростойкость по сравнению, например с огурцом, обладающим менее развитой корневой системой. Moжно предположить, что именно наличие более мощной корневой системы, чем у огурца, способствовало лучшему развитию микоризы, благодаря чему тыква легче перенесла летнюю жару, изменений в метаболизме было меньше, биохимические показатели при этом даже несколько возросли. В этом опыте из 2 сортов тыквы лишь один проявил подобную реакцию, а у второго сорта реакция была как у огурца. Аналогичный результат получен и в одном из прежних опытов на дыне при предпосевной обработке семян бактериальным меланином [12].

Повышение урожайности огурца в обоих опытных вариантах сочеталось с утолщеним мякоти плода и ростом семенной продуктивности, что проявилось в увеличении массы плода - семенника, числа и массы семян в нем и абсолютной массы 1000 семян. Подобные показатели повышают посевные качества семян и служат залогом получения здоровой рассады.

Выводы

Результаты проведенных исследований показали, что микоризные препараты в зависимости от климатических условий в различной мере стимулируют рост и развитие испытанных культур через разрастание корневых систем, усиление микоризы, что опосредованно повышает жизненные показатели опытных растений, в каждой фазе развития оптимизируется их гормональный статус, и в итоге повышается урожайность растений [13].

THE TESTING

OF MYCORRHIZAL PREPARATIONS «MICEFIT» AND «MYKONET»

AT CUCUMBER CULTIVATION

Azaryan K.G.1, Tadevosyan L.M.2, Trchounyan A.A.3