Микробные препараты на основе эндофитных и ризобактерий, которые перспективны для повышения продуктивности и эффективности использования минеральных удобрений у ярового ячменя (Hordeum vulgare L.) и овощных культур
Автор: Чеботарь В.К., Заплаткин А.Н., Щербаков Андрей Васильевич, Мальфанова Н.В., Старцева А.А., Костин Я.В.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Растительно-микробные взаимодействия в биологизированных агротехнологиях
Статья в выпуске: 3 т.51, 2016 года.
Бесплатный доступ
Используемый нами подход, предполагающий сочетание эндофитных и ризобактерий при разработке микробных препаратов для растениеводства, позволяет формировать самодостаточные растительно-микробные системы, повышая эффективность сельскохозяйственного производства и снижая экологическую нагрузку на окружающую среду. В статье представлены данные по свойствам перспективных штаммов эндофитных и ризобактерий и их эффективности в вегетационных и полевых опытах. Ризобактерии выделяли из корней растений томата ( Solanum lycopersicum L.) сорта Белла, эндофитные бактерии - из внутренних тканей стебля борщевика ( Heracleum sphondylium L.). Для видовой идентификации изучаемых штаммов бактерий определяли нуклеотидные последовательности гена 16S-рРНК, а также культурально-биохимические свойства. В вегетационных опытах использовали среднеспелый сорт салата ( Lactuca sativa L.) Ералаш и раннеспелый сорт редиса ( Raphanus sativus L.) Дуро. Показано, что штамм Bacillus subtilis TR6 был активен против всех тестируемых фитопатогенных грибов. Зоны ингибирования составляли 17,4-48,2 мм. Практически все исследуемые штаммы были способны продуцировать ауксины, кроме штамма TR7. Наибольшая продукция ауксинов наблюдалась у штаммов TR9 и TR1 - соответственно 12,3 и 20,1 мкг/мл среды. Три из пяти изученных штаммов ( B. subtilis НС8, B. subtilis B2G и Azotobacter chroococcum AZ7) достоверно увеличивали (на 15,2-34,2 %) биомассу у салата. Штаммы B. subtilis Ч-13 и B. subtilis TR6 недостоверно увеличивали урожай зеленой массы салата. Среди изученных штаммов следует отметить B. subtilis НС8, который достоверно увеличивал (на 15,2-42,1 %) урожай редиса и салата в вегетационных опытах. Применение микробных препаратов на основе эндофитных и ризобактерий может быть эффективным перспективным элементом современных технологий выращивания ячменя ( Hordeum vulgare L.), существенно снижая себестоимость производства и улучшая эффективность применения минеральных удобрений при его возделывании. Так, урожай зерна ячменя сорта Данута (2-летние полевые опыты) при применении микробных препаратов на основе эндофитных и ризобактерий достоверно увеличился на 23,8-43,9 % по сравнению с контролем и на 11-29 % по сравнению с фоном, где вносились только минеральные удобрения. Эффективность использования азота из минерального удобрения при инокуляции семян ячменя перспективными штаммами эндофитных и ризобактерий увеличивалась на 11,7-22,1 %, фосфора на 5,1-10,3 %, калия на 10,2-19,4 %.
Эндофитные и ризобактерии, микробные препараты, бациллы, фунгицидная активность, стимуляция роста, урожай зерна, коэффициент использования минеральных удобрений
Короткий адрес: https://sciup.org/142213942
IDR: 142213942 | DOI: 10.15389/agrobiology.2016.3.335rus
Список литературы Микробные препараты на основе эндофитных и ризобактерий, которые перспективны для повышения продуктивности и эффективности использования минеральных удобрений у ярового ячменя (Hordeum vulgare L.) и овощных культур
- Sutton M.A., Oenema O., Erisman J.W., Leip A., van Grinsven H., Winiwarter W. Too much of a good thing. Nature, 2011, 472: 159-161 ( ) DOI: 10.1038/472159a
- Берестецкий О.А., Доросинский Л.М., Кожемяков А.П. Эффективность препаратов клубеньковых бактерий в Географической сети опытов. Известия АН СССР, серия биол., 1987, 5: 670-679.
- Биопрепараты в сельском хозяйстве (методология и практика использования микроорганизмов в растениеводстве и кормопроизводстве)/Под ред. И.А. Тихоновича, Ю.В. Круглова. М., 2005.
- Кожемяков А.П., Белоброва С.Н., Орлова А.Г. Создание и анализ базы данных по эффективности микробных биопрепаратов комплексного действия. Сельскохозяйственная биология, 2011, 3: 112-115.
- Чеботарь В.К., Завалин А.А., Кипрушкина Е.И. Эффективность применения биопрепарата Экстрасол. М., 2007.
- Lindow S.E., Brandl M.T. Microbiology of the phyllosphere. Appl. Environ. Microbiol., 2003, 69: 1875-1883 ( ) DOI: 10.1128/AEM.69.4.1875-1883.2003
- Kuiper I., Lagendijk E.L., Bloemberg G.V., Lugtenberg B.J. Rhizoremediation: a beneficial plant-microbe interaction. Mol. Plant-Microbe Interact., 2004, 17: 6-15 ( ) DOI: 10.1094/MPMI.2004.17.1.6
- Berg G., Eberl L., Hartmann A. The rhizosphere as a reservoir for opportunistic human pathogenic bacteria. Environ. Microbiol., 2005, 7: 1673-1685 ( ) DOI: 10.1111/j.1462-2920.2005.00891.x
- Holliday P. A dictionary of plant pathology. Cambridge University Press, Cambridge, 1989.
- Schulz B., Boyle C. What are endophytes? In: Microbial root endophytes/B.J.E. Schulz, C.J.C. Boyle, T.N. Sieber (eds.). Springer-Verlag, Berlin, 2006: 1-13.
- Strobel G., Daisy B., Castillo U., Harper J. Natural products from endophytic microorganisms. J. Nat. Prod., 2004, 67: 257-268 ( ) DOI: 10.1021/np030397v
- Ryan R.P., Germaine K., Franks A., Ryan D.J., Dowling D.N. Bacterial endophytes: recent developments and applications. FEMS Microbiol. Lett., 2008, 278: 1-9 ( ) DOI: 10.1111/j.1574-6968.2007.00918.x
- Сэги И. Методы почвенной микробиологии. М., 1983.
- Методы общей бактериологии/Под ред. Е.Н. Кондратьевой, Л.В. Калакуцкого. М., 1983.
- Wirth S.J., Wolf G.A. Dye-labelled substrates for the assay and detection of chitinase and lysozyme activity. J. Microbiol. Meth., 1990, 12: 197-205 ( ) DOI: 10.1016/0167-7012(90)90031-Z
- Kamilova F., Validov S., Azarova T., Mulders I., Lugtenberg B. Enrichment for enhanced competitive plant root tip colonizers selects for a new class of biocontrol bacteria. Environ. Microbiol., 2005, 7: 1809-1817 ( ) DOI: 10.1111/j.1462-2920.2005.00889.x
- Lane D.J. 16S/23S rRNA sequencing. In: Nucleic acid techniques in bacterial systematics/E. Stackebrandt, M. Goodfellow (eds.). Wiley, NY, 1991: 115-175.
- Weisburg W.G., Barns S.M., Pelletier D.A. et al. 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study. J. Bacteriol., 1991, 173(2): 697-703.
- Онищук О.П., Чижевская Е.П., Курчак О.Н., Андронов Е.Е., Симаров Б.В. Идентификация новых генов клубеньковых бактерий Sinorhizobium meliloti, вовлеченных в контроль эффективности симбиоза с люцерной Medicago sativa. Экологическая генетика, 2014, XII(1): 39-47.
- Altschul S.F., Gish W., Miller W., Myers E.W., Lipman D.J. Basic local alignment search tool. J. Mol. Biol., 1990, 215: 403-410 ( ) DOI: 10.1016/S0022-2836(05)80360-2
- Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М., 1985.
- Чеботарь В.К., Макарова Н.М., Шапошников А.И., Кравченко Л.В. Антифунгальные и фитостимулирующие свойства ризосферного штамма Bacillus subtilis Ч-13 -продуцента биопрепаратов. Прикладная биохимия и микробиология, 2009, 45(4): 465-469.
- Malfanova N., Kamilova F., Validov S., Shcherbakov A., Chebotar V., Tikhonovich I., Lugtenberg B. Characterization of Bacillus subtilis HC8, a novel plant-beneficial endophytic strain from giant hogweed. Microb. Biotechnol., 2011, 4: 523-532 ( ) DOI: 10.1111/j.1751-7915.2011.00253.x
- Malfanova N., Franzil L., Lugtenberg B., Chebotar V., Ongena M. Cyclic lipopeptide profile of the plant-beneficial endophytic bacterium Bacillus subtilis HC8. Arch. Microbiol., 2012, 194: 893-899 (10.1007/s00203-012-0823-0).
- Malfanova N., Kamilova F., Validov S., Chebotar V., Lugtenberg B. Is L-arabinose important for the endophytic lifestyle of Pseudomonas spp.? Arch. Microbiol., 2013, 195: 9-17 ( ) DOI: 10.1007/s00203-012-0842-x