Элементы технологии применения разных препаративных форм микробиопрепаратов на основе перспективных штаммов-антагонистов Xk-1-4 Chaetomium olivaceum и Б-12 Bacillus licheniformis против белой гнили озимого рапса

Введение. Вредоносной болезнью многих сельскохозяйственных культур, в т.ч. и масличных (подсолнечника, сои и озимого рапса), является белая гниль Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) De Bary. Основной запас инфекционного начала возбудителя белой гнили сохраняется на растительных остатках и в почве в виде склероциев. После перезимовки на растительных остатках со склероциями, не заделанных в почву, формируются плодовые тела, из которых аскоспоры переносятся ветром на большие расстояния.

Одним из способов снижения вредоносности возбудителей болезней является обработка растительных остатков перед заделкой их в почву микробиологическими препаратами на основе целлюлозоразрушающих микроорганизмов, а также предпосевная обработка семян [1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13; 14].

В лаборатории биометода ФГБНУ ВНИИМК ведутся исследования по разработке технологий производства микро- биопрепаратов и их применения для снижения вредоносности болезней [15].

В результате ступенчатого скрининга грибов и бактерий из коллекции перспективных штаммов-продуцентов микробиопрепаратов лаборатории биометода к возбудителю белой гнили озимого рапса отобраны отселектированный грибной штамм Хk-1-4 Chaetomium olivaceum Cooke et Ellis и бактериальный – Б-12 Bacillus licheniformis , наиболее активно разлагающие склероции и обладающие ростостимулирующей активностью к культуре рапса [16].

Целью настоящей работы являлось установление способов, сроков и норм применения разных препаративных форм микробиологических препаратов на основе отобранных штаммов-антагонистов для снижения поражения болезнью проростков, вегетирующих растений и запаса инфекции на растительных остатках озимого рапса.

Материалы и методы. Оптимальные нормы применения микробиопрепаратов определяли путем искусственного заражения семян рапса возбудителем белой гнили в лабораторных условиях. Для этого испытывали метод искусственного заражения рапса фузариозом [17] и модифицировали его для возбудителя белой гнили. Опытные образцы микробиопрепаратов испытывали в препаративных формах жидкая культура (ЖК) и порошок (П) с нормами расхода при обработке семян: ЖК – 1,0; 2,0 и 3,0 л/т; П – 1,0; 2,0 и 3,0 кг/т.

Для снижения жизнеспособности скле-роциев в лабораторных и полевых условиях опытные образцы микробиопрепаратов испытывали в препаративных формах ЖК и П с нормами расхода: ЖК – 10,0; 30,0; 50,0 л/га и П – 10,0 и 20,0 кг/га. Расход рабочей жидкости 400 л/га. Опыт был заложен после уборки рапса 19.06.2012 г. в лабораторных и полевых условиях. Учёт в лаборатории проводили через 10 и 30 дней, в поле – через шесть месяцев.

В производственном опыте растительные остатки поражённого белой гнилью озимого рапса сорта Миот обрабатывали лабораторными образцами микробиопрепаратов в препаративной форме ЖК, с нормой расхода 30,0 л/га, с расходом рабочей жидкости 400 л/га и заделывали в почву осенью 2011 г., перед дискованием. Определение жизнеспособности склеро-циев проводили весной 2012 г.

Результаты и обсуждение. Для отработки оптимальных норм применения микробиопрепаратов в борьбе с белой гнилью при обработке семян рапса необходимо было подобрать метод искуствен-ного заражения в лабораторных условиях.

Известен метод искуственного заражения проростков рапса возбудителем фу-зариоза [17]. Для этого 7-дневные проростки рапса раскладывали на колонии 10-дневной чистой культуры возбудителя фузариоза, выращенной на картофельно-глюкозном агаре. Через 1, 2 и 3 дня проводили учёт поражаемости проростков фузариозом.

Для наших целей необходимо было заражать семена. Ввиду высокой агрессивности возбудителя белой гнили, при помещении семян рапса непосредственно на газон чистой культуры патогена, они полностью сгнивали на вторые сутки. При выдержке семян рапса на газоне патогена в течение 1–6 ч с последующим помещением семян на фильтровальную бумагу во влажную камеру и дальнейшим проращиванием заражения не происходило (рис. 1а, б).

а

б

Рисунок 1а – Семена рапса на газоне Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) De Bary (1–6 ч), б – с последующим помещением и проращиванием их во влажной камере (ориг.)

При раскладывании семян рапса на увлажнённую фильтровальную бумагу, помещённую на газон белой гнили, заражалось до 80 % семян (рис. 2).

Рисунок 2 – Семена рапса на увлажнённой фильтровальной бумаге, помещённой на газон S. sclerotiorum (Lib.) De Bary (модификация метода заражения рапса возбудителем фузариоза. Зайчук, 1990) (ориг.)

С использованием этого метода проводилась отработка элементов технологии применения микробиопрепаратов при обработке семян.

Установлена зависимость эффективности обработки семян рапса микробиопрепаратами против белой гнили от препаративной формы препаратов и нормы их применения (табл. 1).

Таблица 1

Биологическая эффективность обработки семян рапса микробиопрепаратами против белой гнили в зависимости от препаративной формы и нормы применения на фоне искусственного заражения г. Краснодар, ВНИИМК, 2012 г.

Вариант	Норма расхода, л/т, кг/т	Поражено проростков белой гнилью, %	Биологическая эффективность, %
Контроль без инфекции	-	0	-
Контроль с инфекцией	-	88,0	-
Xk-1-4 Chaetomium olivaceum , ЖК	1,0	64,0	27,3
Xk-1-4 Chaetomium olivaceum , ЖК	2,0	44,0	50,0
Xk-1-4 Chaetomium olivaceum , ЖК	3,0	40,0	54,5
Xk-1-4 Chaetomium olivaceum , П	1,0	44,0	50,0
Xk-1-4 Chaetomium olivaceum , П	2,0	40,0	54,5
Xk-1-4 Chaetomium olivaceum , П	3,0	24,0	72,7
Б-12 Bacillus licheniformis, ЖК	1,0	66,0	25,0
Б-12 Bacillus licheniformis, ЖК	2,0	63,0	28,4
Б-12 Bacillus licheniformis, ЖК	3,0	53,0	39,7
Б-12 Bacillus licheniformis, П	1,0	70,0	20,5
Б-12 Bacillus licheniformis, П	2,0	68,0	22,7
Б-12 Bacillus licheniformis, П	3,0	54,0	38,6

ЖК – жидкая культура; П – порошок

На жёстком фоне поражения проростков рапса возбудителем белой гнили (88,0 %) более высокая эффективность установлена у биопрепарата на основе штамма гриба Xk-1-4 Chaetomium olivaceum. При этом максимальная биологическая эффективность установлена для препаративной формы порошок, с нормой расхода 3,0 кг/т – 72,7 %, тогда как для жидкой культуры, с нормой расхода 3,0 л/т, она не превышала 54,5 %.

Максимальная биологическая эффективность обработки семян рапса биопрепаратом на основе штамма бактерии Б-12 Bacillus licheniformis на жёстком фоне заражения возбудителем белой гнили установлена для обеих препаративных форм с нормой расхода 3,0 л/т и 3,0 кг/т, она составила 38,6–39,7 %.

Таким образом, установлена высокая эффективность обработки семян рапса против возбудителя белой гнили биопрепаратом на основе штамма гриба Xk-1-4 Chaetomium olivaceum. При этом максимальная биологическая эффективность установлена для препаративной формы порошок, с нормой расхода 3,0 кг/т.

Следующим этапом работы было определение оптимальных норм применения микробиопрепаратов для снижения жизнеспособности склероциев в лабораторных и полевых условиях (летом).

В лабораторных условиях во влажной камере независимо от нормы расхода биопрепаратов и препаративной формы, все склероции S. sclerotiorum покрылись мицелием гриба-антагониста и бактерией уже через 10 дней после начала эксперимента. Через 30 дней все склероции разложились, тогда как в контроле все они проросли мицелием возбудителя белой гнили (рис. 3).

В полевых условиях установлена зависимость эффективности обработки растительных остатков рапса, поражённых белой гнилью, опытными образцами микробиопрепаратов как грибного, так и бактериального происхождения, от препаративной формы и нормы их применения (табл. 2).

На фоне сохранившейся жизнеспособности склероциев в контроле 55 % установлена максимальная биологическая эффективность при применении микробиопрепаратов в препаративной форме порошок, с нормой расхода 20,0 кг/га (83,6–85,4 %), и жидкая культура, с нормой расхода 50,0 л/га (81,8–85,4 %).

а

Влияние нормы расхода и препаративной формы микробиопрепаратов на основе перспективных штаммов-антагонистов на жизнеспособность склероциев возбудителя белой гнили рапса в почве

б

г. Краснодар, 2012 г.

Штамм-продуцент, препаративная форма	Норма расхода, л/га; кг/га	Жизнеспособность склероциев, %	Биологическая эффективность, %
Б-12 Bacillus licheniformis, ЖК	10,0	30,0	45,5
Б-12 Bacillus licheniformis, ЖК	30,0	15,0	72,7
Б-12 Bacillus licheni-formis, ЖК	50,0	10,0	81,8
Хk-1-4 Chaetomium olivaceum, ЖК	10,0	25,0	54,5
Хk-1-4 Chaetomium olivaceum, ЖК	30,0	16,0	70,9
Хk-1-4 Chaetomium olivaceum, ЖК	50,0	8,0	85,4
Б-12 Bacillus licheniformis, П	10,0	16,0	70,9
Б-12 Bacillus licheniformis, П	20,0	9,0	83,6
Хk-1-4 Chaetomium olivaceum, П	10,0	17,0	69,1
Хk-1-4 Chaetomium olivaceum, П	20,0	8,0	85,4
Контроль	-	55,0	-

в

Рисунок 3 –Влияние микробиопрепаратов на основе перспективных штаммов-антагонистов на жизнеспособность склероциев возбудителя белой гнили рапса в лабораторных условиях, через 10 дней после начала эксперимента: а) контроль (без обработки) – прорастание склероциев мицелием белой гнили; б) вариант – зарастание склероциев мицелием гриба-антагониста Хk-1-4 Chaetomium olivaceum, ЖК (30,0 л/т);

в) вариант – заселение склероциев бактерией-антагонистом Б-12 Bacillus licheniformis, ЖК (30,0 л/т)

На фоне сохранившейся жизнеспособности склероциев в контроле 55 %, максимальная биологическая эффективность установлена при применении микробиопрепаратов в препаративной форме порошок, с нормой расхода 20,0 кг/га (83,6– 85,4 %), и жидкая культура с нормой расхода 50,0 л/га – (81,8–85,4 %).

Следующим этапом работы было установление возможности снижения жизнеспособности склероциев возбудителя белой гнили при обработке растительных остатков рапса осенью, перед дискованием почвы.

На растительных остатках поражённого белой гнилью озимого рапса в контроле у 80,0 % стеблей были обнаружены склероции, которые при закладке во влажную камеру прорастали мицелием (рис. 4а) и их жизнеспособность составляла 94,3 % (табл. 3).

а

б

Влияние осенней обработки растительных остатков озимого рапса, пораженных белой гнилью, микробиопрепаратами на снижение запаса инфекционного начала болезни в почве г. Краснодар, 2011–2012 гг.

Вариант	Количество стеблей рапса со склеро-циями, %	Биоло-гиче-ская эффек-тив-ность, %	Количество жизне-способных склеро-циев, %	Биологическая эффек-тив-ность, %
Перед закладкой на зимовку
Контроль (вода)	80,0	-	94,3	-
После перезимовки
Контроль (вода)	43,3	45,9	46,2	51,0
T-1 Trichoderma sp. , ЖК, 30 л/га	19,3	75,9	21,9	76,8
Хk-1-4 Chaetomium olivaceum, ЖК, 30 л/га	16,3	79,6	16,7	82,3
Б-12 Bacillus licheni-formis, ЖК, 30 л/га	20,0	75,0	19,0	79,9

в

Рисунок 4 – Влияние осенней обработки растительных остатков озимого рапса, пораженных белой гнилью, микробиопрепаратами на жизнеспособность склероциев белой гнили S. sclerotiorum (Lib.) De Bary (ориг.): а) контроль – проросшие мицелием склероции (срелки) возбудителя белой гнили до перезимовки;

б) контроль – сформированные апотеции на склероции возбудителя белой гнили после перезимовки;

в) вариант (Хk-1-4 Chaetomium olivaceum, ЖК) – проросшие стромы на склероциях возбудителя белой гнили (черно-коричневые, не образующие апотециев (слева) и разложившиеся склероции (справа)

После перезимовки количество стеблей рапса со склероциями сократилось как в контроле с обработкой водой, так и в вариантах, обработанных микробиопрепаратами. В контроле, за счёт деятельности полезной почвенной микрофлоры, количество стеблей со склероциями сократилось до 43,3 %, а в вариантах, обработанных микробиопрепаратами, – до 16,3–20,0 %. Количество жизнеспособных склероциев в контроле составило 46,2 %, тогда как в вариантах с биопрепаратами – 16,7–21,9 %, биологическая эффективность обработки составила 76,8–82,3 % (табл. 3). При этом склероции, сохранившиеся в контроле, сформировали апотеции, из которых весной происходит массовый вылет аскоспор, являющихся основным источником инфекционного начала патогена (рис. 4б). В вариантах, обработанных биопрепаратами, большинство склероциев разлагались, но некоторые из них прорастали, при этом проросшие стромы были короткими или черно-коричневыми и не образовывали апотециев (рис. 4в).

Таким образом, установлена возможность снижения жизнеспособности скле-роциев возбудителя белой гнили при обработке растительных остатков озимого рапса микробиопрепаратами осенью, перед дискованием почвы. Максимальной эффективностью (79,9–82,3 %) обладают микробиопрепараты на основе штаммов Хk-1-4 Chaetomium olivaceum и Б-12 Bacillus licheniformis.

Выводы. 1. Оптимальным методом искусственного заражения рапса возбудителем белой гнили установлен модифицированный нами метод раскладывания семян рапса на увлажнённую фильтровальную бумагу, помещённую на газон возбудителя белой гнили, при котором заражалось до 80,0 % семян.

• 2.    Установлена высокая эффективность обработки семян рапса против возбудителя белой гнили биопрепаратом на основе штамма гриба Xk-1-4 Chaetomium olivaceum, при этом максимальная биологическая эффективность отмечена для препаративной формы порошок, с нормой расхода 3,0 кг/т, – 72,7 %, тогда как эффективность жидкой культуры, с нормой расхода 3,0 л/т, не превышала 54,5 %.

• 3.    Максимальная биологическая эффективность обработки семян рапса биопрепаратом на основе штамма бактерии Б-12 Bacillus licheniformis на жёстком фоне заражения белой гнилью установлена для обеих препаративных форм с нормой расхода 3,0 л/т и 3,0 кг/т, она составила 38,6– 39,7 %.

• 4.    Установлена возможность снижения жизнеспособности склероциев возбудителя белой гнили в растительных остатках озимого рапса при обработке их микробиопрепаратами летом, перед дискованием почвы. Максимальная эффективность установлена при применении микробиопрепаратов в препаративной форме порошок, с

• 5.    При применении микробиопрепаратов осенью, перед дискованием почвы, эффективность обработки растительных остатков препаратами на основе штаммов Хk-1-4 Chaetomium olivaceum и Б-12 Bacillus licheniformis, с нормой расхода 30,0 л/га, составила 79,9–82,3 %.

нормой расхода 20,0 кг/га (83,6–85,4 %), и жидкая культура с нормой расхода 50,0 л/га (81,8–85,4 %).

Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ, грант 11-08-96512.