Элементы технологии применения микробиопрепаратов в препаративной форме "смачивающийся порошок" на основе штаммов-продуцентов из родов Penicillium и Bacillus, а также смесевого препарата на фоне искусственного заражения подсолнечника возбудителями болезней

Введение. Замещение дорогостоящих, опасных химических пестицидов экологически безопасными микробиопрепаратами, которые зачастую не уступают, а даже превосходят их по эффективности, будет способствовать улучшению экологической ситуации. Это особенно актуально в условиях становления органического земледелия в России, повышенного интереса к получению экологически безопасного продовольствия, сохранению здоровья людей, снижению загрязнения среды, а также сельскохозяйственной продукции пестицидами.

В настоящий момент многие производители микробиопрепаратов имеют линейку основных препаративных форм: «жидкая культура», «суспензионный концентрат», «порошок» и «смачивающийся порошок». В последние годы отмечена тенденция увеличения производства микробиопрепаратов в препаративной форме «смачивающийся порошок» (СП) в связи с пролонгированным сроком хранения и образованием в воде однородной суспензии. Однако производимые на сегодняшний день смачивающиеся порошки микробиопрепаратов, главным образом на основе бактериальных штаммов-продуцентов, полученные при высушивании их на распылительной или лиофильной сушилке, имеют высокую норму расхода и, соответственно, высокую стоимость.

В лаборатории биометода ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК многие годы ведутся исследования по разработке микробиологических средств защиты масличных и других сельскохозяйственных культур от болезней. Разрабатываются технологии производства и применения разных препаративных форм микробиопрепаратов [1–4].

В данной работе приведены результаты исследований по разработке элементов технологии применения лабораторных образцов микробиопрепаратов в препаративной форме «смачивающийся порошок», полученных при поверхностном культивировании на жидких питательных средах перспективных грибного (ВИЗР-24 Penicillium vermiculatum Dang . ) (ВИЗР-24, СП) и бактериального (Б-12 Bacillus licheniformis ) (Б-12, СП) штаммов-продуцентов, а также смесевого препарата, полученного смешиванием СП на основе отдельных штаммов (ВИЗР-24 + Б-12, СП), для защиты подсолнечника от возбудителей болезней.

Материалы и методы. Штаммы-продуценты ВИЗР-24 P . vermiculatum и Б-12 B . licheniformis выращивали поверхностным способом на жидких питательных средах (Рудакова [5] и Тайлона-3 [6] соответственно), при оптимальных температурах (27 и 30 ^оС соответственно), в 3-литровых стеклянных баллонах, с объёмом питательной среды 500 мл. Выросшую биомассу отделяли сливом культуральной жидкости. Затем к биомассе добавляли прилипатель, растекатель и наполнитель. Всё перемешивали, распределяли тонким слоем на гладкой поверхности, высушивали под вытяжкой при температуре 25–28 ^оС до влажности 6–7 % и размалывали на мельнице с охлаждением. Влажность лабораторных образцов микробиопрепаратов определяли стандартным методом высушивания до постоянной массы (ГОСТ 5180-2015) [7]. Смесевой препарат получали, смешивая

СП, полученные из отдельно выращенных штаммов-продуцентов, в соотношении 1 : 1. Титр СП определяли методом разведения [8] по формуле:

Т = a × 10n , V где Т – количество колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1,0 г;

а – среднее число колоний, выросших после посева из данного разведения;

V – объем суспензии, взятый для посева; 10n – коэффициент разведения.

Защитный эффект лабораторных образцов микробиопрепаратов в препаративной форме СП и подбор оптимальных норм применения определяли на фоне искусственного заражения семян подсолнечника сорта Р-453 возбудителями белой гнили ( Sclerotinia scleratio-rum (Lib.) De Bary) и фузариоза ( Fusarium sporotrichiella var. poae (Pk.) Wr. emend Bilai) в лабораторных условиях во влажной камере [9]. Семена обрабатывали вручную, в круглодонных колбах, затем их раскладывали в растильни на влажную, проложенную ватой фильтровальную бумагу по 25 штук в 3-кратной повторности. На семена раскладывали блоки с мицелием белой гнили, вырезанные сверлом, размером 3 × 3 мм. В связи с тем, что фон с возбудителем фузариоза на агаровых блоках получался слабым, заражение проводили инокулюмом, выращенным на простерилизованных семянках подсолнечника. Растильни закрывали плёнкой и поддерживали влажную камеру при температуре 22– 25 ^оС. Контроль – чистые необработанные семена с заражением патогеном. Испытывали нормы расходов лабораторных образцов микробиопрепаратов: 0,05; 0,10; 0,20 и 0,30 кг/т. Учёт проводили через пять суток. Биологическую эффективность лабораторных образцов микробиопрепаратов определяли по формуле [10]:

С = 100 (a - b) / a, где С – биологическая эффективность, %;

a – количество больных растений в кон-тролле шт.;

b – количество больных растений в варианте, шт.

Результаты и обсуждение. Лабораторные образцы микробиопрепаратов в препаратив- ной форме СП, полученные при поверхностном культивировании каждого штамма на жидкой питательной среде, образовывали в воде стойкую суспензию. Исходный титр препаратов на основе гриба составил 1010 КОЕ/г, на основе бактерии – 1012 КОЕ/г.

Влажность лабораторных образцов СП микробиопрепаратов составляла 6,0–7,1  %.

Определена биологическая эффективность обработки семян лабораторными образцами микробиопрепаратов на основе отдельных штаммов-продуцентов ВИЗР-24 P . vermicu-latum и Б-12 B . licheniformis и их смеси в препаративной форме СП в зависимости от фона искусственного заражения возбудителем белой гнили и от нормы применения препаратов (табл. 1).

Таблица 1

Биологическая эффективность обработки семян подсолнечника лабораторными образцами СП микробиопрепаратов на основе отдельных штаммов-продуцентов ВИЗР-24 Penicillium vermiculatum и Б-12 Bacillus licheniformis и смесевого препарата на фоне искусственного заражения возбудителем белой гнили в лабораторных условиях г. Краснодар, ВНИИМК, 2018 г.

Вариант	Титр, КОЕ/г	Норма расхода кг/т	Биологическая эффективность, %
Контроль без обработки, с внесением инфекции	-	-	78,0*	62,0*	44,0*
ВИЗР-24, СП	2,8–3,5 × 1010	0,05	-	80,3	72,7
		0,10	87,2	87,1	90,9
		0,20	79,5	90,3	85,5
Б-12, СП	3,7–7,1 × 1012	0,05	-	38,7	86,4
		0,10	5,1	6,5	81,8
		0,20	15,4	19,4	72,7
		0,30	-	35,5	63,6
Смесь СП, (ВИЗР-24 + Б-12)	1,1–1,5 × 1010 + 4,3–6,5 × 1012 -	0,05	-	67,7	95,5
		0,10	82,1	96,8	95,5

*Поражение возбудителем белой гнили в контроле, %

На высоком фоне заражения возбудителем белой гнили (78,0 %) из испытанных норм расхода ВИЗР-24, СП максимальная биологическая эффективность (87,2 %) получена с нормой 0,1 кг/т (рис. 1). С увеличением нормы расхода препарата эффективность несколько снизилась, но оставалась высокой (79,5 %).

а                б

Рисунок 1 - Эффективность обработки семян подсолнечника лабораторным образцом СП микробиопрепарата на основе штамма ВИЗР-24 Penicillium vermiculatum на фоне искусственного заражения возбудителем белой гнили: а - контроль без обработки;

б - ВИЗР-24, СП с нормой расхода 0,1 кг/т (ориг.)

В варианте Б-12, СП отмечена невысокая эффективность при испытанных нормах расхода против возбудителя белой гнили - 5,115,4 %. Эффективность смесевого препарата ВИЗР-24 + Б-12, СП с нормой расхода 0,1 кг/т составила 82,1 %, что оказалось несколько ниже таковой препарата на основе отдельного грибного штамма-продуцента (87,2 %), но гораздо выше, чем у отдельного бактериального штамма (5,1 %).

В дальнейшем в схему опыта добавили варианты с меньшей и большей нормой расхода препаратов (0,05 и 0,3 кг/т). На среднем фоне искусственного заражения возбудителем белой гнили (62,0 %) биологическая эффективность лабораторного образца ВИЗР-24, СП была высокой при всех нормах расхода, но максимальная (87,1 и 90,3 %) - при нормах 0,1 и 0,2 кг/т. Для лабораторного образца Б-12, СП максимальная эффективность отмечена с нормами расхода 0,05 кг/т (38,7 %) и 0,3 кг/т (35,5 %). Биологическая эффективность смесевого лабораторного образца ВИЗР-24 + Б-12, СП на среднем фоне поражения патогеном (62,0 %) была выше при норме расхода 0,1 кг/т (96,8 %) и превышала эффективность в этой норме ВИЗР-24, СП (87,1 %) и, тем более, Б-12, СП (6,5 %) (рис. 2).

На невысоком фоне искусственного заражения возбудителем белой гнили (44,0 %) максимальная эффективность лабораторных образцов микробиопрепаратов на основе грибного штамма-продуцента установлена с нормой расхода 0,1 кг/т (90,9 %), а на основе бактериального - с минимальной нормой 0,05 кг/т (86,4 %). Эффективность лабораторного образца смесевого препарата с обеими нормами расхода (0,05 и 0,1 кг/т) составила 95,5 % и также превышала эффективность в этих нормах ВИЗР-24, СП (72,7-90,9 %) и Б-12, СП (86,4-81,8 %) соответственно.

а                  б

Рисунок 2 - Эффективность обработки семян подсолнечника лабораторным образцом СП смесевого микробиопрепарата на основе штаммов ВИЗР-24 Penicillium vermiculatum и Б-12 Bacillus licheniformis на фоне искусственного заражения возбудителем белой гнили: а - контроль без обработки;

б - ВИЗР-24 + Б-12, СП с нормой расхода 0,1 кг/т (ориг.)

Таким образом, установлено, что оптимальная норма расхода лабораторных образцов СП микробиопрепаратов на основе грибного штамма-продуцента ВИЗР-24 P. vermiculatum и смесевого препарата, не зависимо от фона искусственного заражения возбудителем белой гнили, составила 0,1 кг/т. Для лабораторных образцов на основе бактериального штамма Б-12 B. licheniformis на высоком и среднем фонах заражения возбудителем белой гнили испытанные нормы расхода малоэффективны, тогда как на низком фоне оптимальная норма - 0,05 кг/т.

Кроме того, определены оптимальные нормы расхода лабораторных образцов СП микробиопрепаратов на основе испытанных штаммов-продуцентов на фоне искусственного заражения возбудителем фузариоза (табл. 2).

На среднем фоне заражения возбудителем фузариоза в контроле (62,0 %) высокая биологическая эффективность лабораторного образца ВИЗР-24, СП установлена при нормах расхода 0,1–0,2 кг/т – 74,2–93,5 % соответственно (рис. 3).

Таблица 2

Биологическая эффективность обработки семян подсолнечника лабораторными образцами СП микробиопрепаратов на основе штаммов ВИЗР-24 Penicillium vermiculatum и Б-12 Bacillus licheniformis и смесевого препарата на фоне искусственного заражения возбудителем фузариоза в лабораторных условиях г. Краснодар, ВНИИМК, 2018 г.

Вариант	Титр, КОЕ/г	Норма расхода, кг/т	Биологическая эффективность, %
Контроль без обработки, с внесением инфекции	-	-	62,0*
ВИЗР-24, СП	6,8 × 109	0,05	35,5
		0,10	74,2
		0,20	93,5
Б-12, СП	2,8 × 1012	0,05	77,4
		0,10	64,5
		0,20	67,7
		0,30	58,1
Смесь СП, (ВИЗР-24+Б-12)	1,5 × 1010 + 6,5× 1012	0,05	80,6
		0,10	71,0

*Поражение возбудителем фузариоза в контроле, %

а                  б

Рисунок 3 – Эффективность обработки семян подсолнечника лабораторным образцом СП микробиопрепарата на основе штамма ВИЗР-24 Penicillium vermiculatum на фоне искусственного заражения возбудителем фузариоза:

а – ВИЗР-24, СП с нормой расхода 0,2 кг/т;

б – контроль без обработки (ориг.)

Для лабораторного образца Б-12, СП максимальная эффективность отмечена с нормой 160

расхода 0,05 кг/т – 77,4 %. Биологическая эффективность лабораторного образца смесе-вого препарата на среднем фоне поражения патогеном была выше при норме расхода 0,05 кг/т (80,6 %) и превышала эффективность в этой же норме препаратов ВИЗР-24, СП (35,5 %) и Б-12, СП (77,4 %).

Выводы. 1. Для лабораторного образца СП микробиопрепарата на основе грибного штамма ВИЗР-24 Penicillium vermiculatum не зависимо от фона искусственного заражения возбудителями белой гнили (78,0; 62,0; 44,0 %) и фузариоза (62,0 %) оптимальная норма расхода составила 0,1–0,2 кг/т при эффективности 79,5–90,9 %.

• 2.    Для лабораторного образца СП микробиопрепарата на основе бактериального штамма Б-12 Bacillus licheniformis на высоком (78,0 %) и среднем (62,0 %) фонах заражения возбудителем белой гнили испытанные нормы расхода малоэффективны (5,1–19,4 %), а на низком фоне склеротиниоза (44,0 %) и среднем – фузариоза (62,0 %), оптимальная норма – 0,05 кг/т при эффективности 86,4– 77,4 % соответственно.

• 3.    Для лабораторного образца СП смесево-го микробиопрепарата на основе смеси штаммов-продуцентов оптимальная норма расхода, не зависимо от фона искусственного заражения возбудителем белой гнили (78,0– 44,0 %), составила 0,1 кг/т при эффективности 82,1–96,8 %, а на фоне среднего заражения возбудителем фузариоза (62,0 %) была выше при норме расхода 0,05 кг /т (80,6 %).

• 4.    Биологическая эффективность лабораторного образца СП смесевого микробиопрепарата на основе смеси штаммов-продуцентов на разных фонах искусственного заражения возбудителями белой гнили и фузариоза превышала эффективность препаратов на основе отдельных грибного и бактериального штаммов-продуцентов, что даёт возможность расширения спектра действия смесевых препаратов.