Поиск оптимального метода искусственного заражения льна масличного возбудителем фузариоза в лабораторных условиях в грунте

Введение. Одной из наиболее распространенных и вредоносных болезней льна масличного является фузариоз [1; 2; 3].

Решение проблемы защиты растений от болезней, в том числе и льна от фуза-риоза, связано с разработкой комплекса эффективных мероприятий, включающих создание устойчивых сортов, разработку элементов технологии возделывания культуры, снижающих вредоносность болезней, приемов и методов химической и биологической защиты [4].

С целью разработки микробиологических мер борьбы с фузариозом на льне масличном в лаборатории биометода ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК проводили ступенчатый скрининг штаммов антагонистов из коллекции к двум наиболее распространенным возбудителям болезни Fusarium oxysporum Schlecht. emend. Snyd. et Hans. var. orthoceras (App. Et Wr.) Bilai и Fusarium poae (Peck) Wollenw., in Lewis [5; 6] .

Ступенчатый скрининг выделенных микроорганизмов к возбудителю болезни включает первичную оценку антагонистической активности штаммов in vitro , определение биологической эффективности лабораторных образцов микробиопрепаратов на основе отобранных штаммов на фоне искусственного заражения патогенами в лабораторных условиях во влажной камере и в почве. Активные штаммы оценивают на фитотоксичность к защищаемой культуре и ростостимулирующую активность. Наработанные лабораторные образцы микробиопрепаратов испытывают в мелкоделя-ночных опытах и производственных условиях [4].

Для проведения первого этапа вторичного скрининга штаммов антагонистов нами проведена модификация методов искусственного заражения льна масличного возбудителями фузариоза Fusarium oxysporum var. orthoceras и Fusarium poae в лабораторных условиях во влажной камере in vitro [7].

Второй этап вторичного скрининга штаммов антагонистов необходимо было проводить на фоне искусственного заражения льна масличного возбудителями фузариоза в лабораторных условиях в почве. В литературе мы не обнаружили ссылок на такие методы для льна мас-102

личного. За исключением описания методики провокационных испытаний (автор П.Я. Павлушин), применяемой в селекционно-опытных учреждениях по льну-долгунцу с 1934 г. По этой методике семена льна высевали в ящики. Для искусственного заражения почвы в ящики добавляли измельченную фузариоз-ную соломку (стебли льна-долгунца, пораженные фузариозом) и почву из провокационного питомника прошлого года [8; 9; 10; 11].

Принимались во внимание методы, разработанные в лаборатории биометода ВНИИМК для заражения возбудителями фузариоза подсолнечника и сои в лабораторных условиях (внесение инокулюма в почвосмесь в рядки, предварительно и одновременно с посевом) [12; 13], а также исследователями из ФГБНУ ВНИИБЗР для пшеницы (перемешивание песка с инокулюмом) [14].

Данная работа посвящена подбору оптимального метода искусственного заражения льна масличного возбудителем фузариоза в лабораторных условиях в грунте для проведения второго этапа вторичного скрининга штаммов антагонистов.

Материалы и методы. Патогенный изолят возбудителя фузариоза льна масличного Fusarium oxysporum var. orthoceras предварительно выращивали на стерилизованных семянках льна в течение 30 суток при температуре 25 ^оС. Инокулюм высушивали под вытяжкой и размалывали на мельнице с охлаждением.

Испытывали различные грунты: почва, песок, почвосмесь (смесь почвы и песка в соотношении 2 : 1). В растильни, размером 25 ×12 × 5 см, засыпали 600 г грунта. Испытывали разные методы внесения инокулюма в грунт при температуре 22– 23 оС:

• -    порошок инокулюма с нормами расхода 3 и 5 г перемешивали с грунтом (600 г), с последующим увлажнением (100 мл воды);

• -    порошок инокулюма по 3 и 5 г вносили в увлажненный грунт в рядки, длиной 11 см на глубину 2 см, распределяя

его равномерно по всей длине, после чего грунт разравнивали и еще раз увлажняли (по 15 мл на рядок);

• -    порошок инокулюма по 3 и 5 г вносили в увлажненный грунт в рядки заранее, за двое суток до посева, для проращивания пропагул патогена.

Во всех вариантах семена льна масличного сорта ВНИИМК 620 высевали на глубину 1 см по 10 шт. в рядок, в четырех повторностях. Контроль – посев семян льна без внесения инфекции. Учет проводили через 20 суток после посева.

Для проведения учетов степени поражения корней у взошедших растений льна масличного возбудителем фузариоза в лабораторных условиях в грунте нами разработана шкала (рис. 1):

• 0    баллов – здоровые корни;

• 1    балл – слабая степень поражения, штрихи и пятна на главном и боковых корешках растений;

• 2    балла – сильная степень поражения, отгнивание главного корня растения.

  

Рисунок 1 – Степень поражения корней у растений льна масличного на фоне искусственного заражения возбудителем фузариоза Fusarium oxysporum var. orthoceras в лабораторных условиях в почвосмеси, 2019 г. (ориг.): а – 0 баллов; б – 1 балл; в – 2 балла

Результаты и обсуждение. С целью определения оптимального метода искусственного заражения льна масличного возбудителем фузариоза Fusarium oxysporum var. orthoceras в лабораторных условиях в грунте испытывали три метода внесения инокулюма с разными нормами расхода.

В контроле без внесения инфекции всхожесть семян льна в зависимости от грунта составила: песок – 85,0 %, почва – 95,0 %, почвосмесь – 85,0 %. Не взошедшие семена при помещении их во влажную камеру были поражены в основном возбудителями альтернариоза, единичные – фузариоза. Корни растений в контроле во всех вариантах грунтов были в основном здоровыми, за исключением отдельных растений со слабой степенью поражения возбудителями альтернариоза, бактериоза и ризоктониоза.

При использовании метода перемешивания порошка инокулюма с грунтом установлено низкое поражение льна масличного возбудителем фузариоза. Во всех вариантах грунтов с внесением инфекции отмечена высокая всхожесть семян льна (70,0–100 %) (табл. 1).

Таблица 1

Поражение растений льна масличного возбудителем фузариоза Fusarium oxysporum var. orthoceras с внесением разных норм порошка инокулюма при перемешивании с грунтом г. Краснодар, ЦЭБ, ВНИИМК, 2020 г.

№ п/п	Вариант	Всхожесть, %	Поражено фузариозом корней, %, по баллам
			0	1	2
1	Песок + 3 г *	95,0	47,4	47,4	5,2
2	Песок + 5 г	70,0	7,1	85,7	7,2
3	Почва + 3 г	100	45,0	55,0	0
4	Почва + 5 г	85,0	23,6	58,8	17,6
5	Почвосмесь** + 3 г	90,0	50,0	37,5	12,5
6	Почвосмесь + 5 г	80,0	11,1	61,1	27,8

Примечание: * – норма внесения патогена на рядок; ** – почвосмесь – смесь почвы и песка в соотношении 2 : 1

В вариантах с низкой нормой расхода инокулюма (3 г) всхожесть семян льна

(90,0–100 %) даже превышала контроль без внесения инфекции (85,0–100,0 %) на 5,0 %. Корни растений льна в этих вариантах были здоровыми (45,0–50.0 %), а также поражены возбудителем фузариоза в слабой степени (37,5–55,0 %) и только небольшая часть (0–12,5 %) – в сильной.

При повышенной норме расхода ино-кулюма (5 г) всхожесть семян льна уменьшилась и в зависимости от грунта составила 70,0–85,0 %, что было на 10,0– 25,0 % ниже по сравнению с нормой расхода патогена 3 г и на 15,0 % – с контролем. Здоровых корней в этих вариантах было значительно меньше, чем с пониженной нормой расхода патогена (7,1– 23,6 %). Большая часть корней была поражена возбудителем болезни в слабой степени (58,8–85,7 %) и только 7,0–27,8 % – в сильной степени. Лучшим при испытании этого метода заражения льна масличного возбудителем фузариоза был вариант с почвосмесью (рис. 2).

а                  б

Рисунок 2 – Всхожесть семян и степень поражения корней растений льна масличного на фоне искусственного заражения возбудителем фузариоза Fusarium oxysporum var. orthoceras в почвосмеси, с нормой расхода порошка инокулюма 5 г при перемешивании с грунтом, через 20 суток, 2020 г. (ориг.):

а – всхожесть семян;

б – поражение корней фузариозом в сильной степени

При использовании метода внесения порошка инокулюма в увлажненный грунт в рядок поражение льна масличного возбудителем фузариоза было значительно выше (табл. 2, 3).

Таблица 2

Поражение растений льна масличного возбудителем фузариоза Fusarium oxysporum var. оrthoceras при внесении разных норм порошка инокулюма в увлажненный грунт в рядок без предварительного проращивания патогена г. Краснодар, ЦЭБ, ВНИИМК, 2020 г.

№ п/п	Вариант	Всхожесть, %	Поражено фузариозом корней, %, по баллам
			0	1	2
1	Песок + 3 г *	65,0	23,0	38,5	38,5
2	Песок + 5 г	25,0	0	40,0	60,0
3	Почва + 3 г	50,0	70,0	20,0	10,0
4	Почва + 5 г	35,0	28,6	14,3	57,1
5	Почвосмесь** + 3 г	40,0	0	87,5	12,5
6	Почвосмесь + 5 г	35,0	0	42,9	57,1

Примечание: * – норма внесения патогена на рядок; ** – почвосмесь – смесь почвы и песка в соотношении 2 : 1

При внесении порошка инокулюма в увлажненный грунт в рядок одновременно с посевом, без предварительного проращивания патогена, во всех вариантах грунтов с повышенной нормой расхода возбудителя фузариоза (5 г) отмечено уменьшение всхожести семян льна масличного до 25,0–35,0 %, а поражение корней в высокой степени составило 57,1–60,0 % (табл. 2). Лучшим в этом методе установлен вариант с песком, с нормой расхода порошка инокулюма 5 г – при всхожести семян 25,0 %, у взошедших растений 60,0 % корней поражены возбудителем фузариоза в сильной степени (рис. 3).

При применении метода внесения порошка инокулюма возбудителя фузариоза в увлажненный грунт в рядок с предварительным проращиванием патогена сохранялась та же тенденция снижения всхожести семян льна и увеличения поражения корней у взошедших растений в слабой и сильной степени в вариантах с повышенной нормой внесения патогена (5 г) (табл. 3).

а                   б

Рисунок 3 – Всхожесть семян и поражение корней растений льна масличного на фоне искусственного заражения возбудителем фузариоза Fusarium oxysporum var. orthoceras в песке в рядок без предварительного проращивания патогена, через 20 суток, 2020 г. (ориг.):

а – всхожесть семян; б – поражение корней фузариозом в слабой степени

(1 растение слева) и в сильной степени (2 растения справа)

Таблица 3

Поражение растений льна масличного возбудителем фузариоза Fusarium oxysporum var. оrthoceras при внесении порошка инокулюма с разными нормами в увлажненный грунт в рядок с предварительным проращиванием патогена г. Краснодар, ЦЭБ, ВНИИМК, 2020 г.

№ п/п	Вариант	Всхожесть, %	Поражено фузариозом корней, %, по баллам
			0	1	2
1	Песок + 3 г *	75,0	26,7	33,3	40,0
2	Песок + 5 г	35,0	0	33,3	66,7
3	Почва + 3 г	70,0	16,7	58,3	25,0
4	Почва + 5 г	60,0	14,3	28,6	57,1
5	Почвосмесь **+ 3 г	70,0	0	100	0
6	Почвосмесь + 5 г	25,0	0	83,3	16,7

Примечание: * – норма внесения патогена на рядок; ** – почвосмесь – смесь почвы и песка в соотношении 2 : 1

Так, в варианте с внесением порошка инокулюма с нормой расхода 5 г в рядок в песок отмечена низкая всхожесть семян – 35,0 %. При этом поражение корней у взошедших растений фузариозом в сильной степени составило 66,7 %. Растений со здоровыми корнями в этом варианте не было.

Также хороший результат получен в варианте с почвосмесью с нормой расхода порошка инокулюма 5 г – при всхожести семян еще ниже (25,0 %) у взошедших растений 83,3 % корней поражены возбудителем фузариоза в слабой и только 16,7 % – в сильной степени. Растений со здоровыми корнями в этом варианте также не было (рис. 4).

В варианте с почвой с повышенной нормой расхода порошка инокулюма (5 г) получена высокая всхожесть семян (60,0 %), но большинство корней у взошедших растений поражены фузариозом в сильной степени (66,7 %).

to Ар

а

б

Рисунок 4 – Всхожесть семян и степень поражения корней взошедших растений льна масличного на фоне искусственного заражения возбудителем фузариоза Fusarium oxysporum var. orthoceras в почвосмеси в рядок с предварительным проращиванием патогена, через 20 суток, 2020 г. (ориг.): а – всхожесть семян; б – поражение корней в слабой степени (4 растения слева) и в сильной степени (1 растение справа)

Таким образом, при испытании метода внесения порошка инокулюма возбудите-

ля фузариоза в увлажненный грунт в рядок с предварительным проращиванием патогена установлена целесообразность внесения инфекции с повышенной нормой расхода (5 г) в рядок в песок или в почвосмесь, когда большинство семян сгнивает.

Выводы. При использовании метода перемешивания порошка инокулюма с грунтом установлено низкое поражение льна масличного возбудителем фузариоза Fusarium oxysporum var. orthoceras .

Для проведения вторичного скрининга штаммов антагонистов из коллекции лаборатории биометода ВНИИМК в лабораторных условиях в грунте целесообразно применять метод искусственного заражения льна масличного возбудителем фузариоза путем внесения порошка инокулюма в увлажненные песок или почвосмесь в рядок, как с предварительным проращиванием патогена так и без него, с нормой расхода 5 г на рядок, при котором большая часть семян сгнивает, даже не проклюнувшись.

Учет степени поражения корней растений льна масличного возбудителем фуза-риоза в лабораторных условиях в грунте рекомендуем проводить по предложенной нами шкале.