Повышение адаптивного потенциала посевов сахарной свеклы микробными биопрепаратами в условиях биотических и абиотических стрессов

Автор: Пусенкова Л.И., Ильясова Е.Ю., Максимов И.В., Ласточкина О.В.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Микробные биопрепараты в защите и оздоровлении растений

Статья в выпуске: 1 т.50, 2015 года.

Бесплатный доступ

Заболевания, вызванные патогенными микромицетами, и воздействие гербицидов приводят к снижению продуктивности и качества корнеплодов у сахарной свеклы. К перспективным экологически безопасным агентам, применяемым для защиты растений от биотических и абиотических стрессов, относятся биопрепараты на основе Bacillus Cohn. Поиск таких биорегуляторов для целенаправленного и эффективного использования на сахарной свекле, основанный на выявлении механизмов их действия, остается актуальным. В представляемой работе изучено влияние бациллярных биопрепаратов фитоспорина-М, альбита и витаплана на структуру комплекса патогенных микромицетов в ризосфере сахарной свеклы Beta vulgaris L. (гибрид КВС), ферментативную активность в почве и листьях, накопление сахарозы в корнеплодах и их продуктивность на фоне патогенного и гербицидного прессинга. Оценку проводили с использованием классических микробиологических и физиолого-биохимических методов. Обнаружено, что обработка фитоспорином-М, альбитом и витапланом снижала обилие и частоту встречаемости патогенных видов в ризосфере и приводила к активизации полезной микрофлоры, о чем могут свидетельствовать данные об увеличении активности оксидоредуктаз и гидролаз в ризосфере корнеплодов. Так, в почве контрольных участков обнаружили 8 видов патогенных микромицетов, из которых доминирующими оказались Alternaria tenuis, Aspergillus niger и Penicillium glabrum (два последних - сильные токсинообразователи). После 1-кратной обработки фитоспорином-М патогенные грибы в ризосфере корнеплодов были представлены только видом Penicillium glabrum, альбитом - P. ci-trinum, витапланом - Alternaria tenuis, Aspergillus niger, Fusarium oxysporum, F. solani и Penicillium solitum, на участках, обработанных фитоспорином-М и альбитом, отсутствовали возбудители корнееда. После 2-кратной обработки обилие видов было в 1,5-3,0 раза меньше, а их частота - в 2,0-4,0 раза ниже, чем в контроле. Активность каталазы, отражающей интенсивность микробиологических процессов в почве, в проведенном эксперименте после 1-й обработки фитоспорином-М и альбитом превысила контроль соответственно в 1,4 и 3,7 раза, после 2-й - в 1,4 и 1,2 раза. В то же время в листьях наблюдалось снижение активности гидролаз и повышение активности их ингибиторов, что служит показателем индуцирования у растений защитных реакций против патогенов, причем максимальные значения регистрировались при обработках фитоспорином-М и альбитом. О протекторном действии биопрепаратов на растения свидетельствовали также данные об активации пероксидазы в листьях (до 0,175-0,250 ОЕ 490/г сырой массы). Следует отметить, что фитоспорин-М поддерживал сравнительно высокую активность этого фермента и после повторного внесения, что указывает на длительное действие биопрепарата на антиоксидантную систему в период вегетации. Результирующим показателем положительного влияния биопрепаратов в условиях патогенного и гербицидного прессинга послужили данные об увеличении продуктивности и сахаристости корнеплодов у обработанных растений, причем максимальный эффект был достигнут при 2-кратном применении фитоспорина-М.

Еще

Биопрепараты на основе bacillus cohn, оксидоредуктазы, гидролазы, пероксидаза, сахароза, патогенная микробиота, гербицидный прессинг, устойчивость, продуктивность

Короткий адрес: https://sciup.org/142133562

IDR: 142133562   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2015.1.115rus

Список литературы Повышение адаптивного потенциала посевов сахарной свеклы микробными биопрепаратами в условиях биотических и абиотических стрессов

  • Pathak A.D., Kapur R., Solomon S., Kumar R., Srivastava S., Singh P.R. Sugar beet: a historical percpective in Indian context. Sugar tech., 2014, 16(2): 125-132.
  • Алехин В.Т., Рябчинская Т.А., Харченко Г.Л., Бобрешкова И.Ю., Саранцева Н.А. Разработка тактики применения фитоактиваторов на свекловичных полях. Сахарная свекла, 2010, 2: 16-22.
  • Bargabus R.L., Zidack N.R., Sherwood J.W., Jacobsen B.J. Screening for the identification of potential biological control agents that induce systemic acquired resistance in sugar beet. Biol. Control, 2004, 30: 342-350.
  • Collins D.P., Jacobsen B.J. Optimizing a Bacillus subtilis isolate for biological control of sugar beet cercospora leaf spot. Biol. Control, 2003, 26(2): 153-161.
  • Корниенко А.В. Новая классификация патогенов сахарной свеклы. Агро XXI, 2006, 1-3: 25-29.
  • Селиванова Г.А., Стогниенко О.И. Корневые гнили сахарной свеклы. Защита растений, 2010, 6: 16-17.
  • Fravel D.R. Commercialization and implementation of biocontrol. Ann. Rev. Phytopathol., 2005, 43: 337-359.
  • Цавкелова Е.А., Климова С.Ю., Чердынцева Т.А., Нетрусов А.И. Микроорганизмы -продуценты стимуляторов роста растений и их практическое применение. Прикладная биохимия и микробиология, 2006, 42(2): 133-143.
  • Монастырский О.А., Першакова Т.В. Современные проблемы и решения создания биопрепаратов для защиты сельскохозяйственных культур от возбудителей болезней. Агро XXI, 2009, 7-9: 3-5.
  • Perez-Garcia A., Romero D., de Vicente A. Plant protection and growth stimulation by microorganisms: biotechnological applications of Bacilli in agriculture. Curr. Opin. Biotechnol., 2011, 22: 187-193.
  • Baysal O., Tor M. Smart biologics for crop protection in agricultural systems. Turk. J. Agric. For., 2014, 38: 723-731.
  • Максимов И.В., Пусенкова Л.И., Абизгильдина Р.Р. Поствегетационное сохранение защитного потенциала в клубнях картофеля против патогенов биопрепаратами на основе эндофитной бактерии Bacillus subtilis 26. Агрохимия, 2011, 6: 43-48.
  • Kaymak H.C. Potential of PGPR in agricultural innovations. Plant growth and health promoting bacteria. Microbiology Monograph, 2011, 18: 45-79.
  • Максимов И.В., Абизгильдина Р.Р., Юсупова З.Р., Хайруллин Р.М. Влияние бактерий B. subtilis на содержание пероксида водорода и активность пероксидазы в растениях яровой пшеницы. Агрохимия, 2010, 1: 55-60.
  • Whipps J.M. Microbial interactions and biocontrol in the rhizosphere. J. Exp. Bot., 2001, 52: 487-511.
  • Шакирова Ф.М., Сахабутдинова А.Р. Сигнальная регуляция устойчивости растений к патогенам. Успехи современной биологии, 2003, 123(6): 563-572.
  • Дахмуш А.С., Кожемяков А.П. Использование ассоциативных ризобактерий в улучшении плодородия почв и питания растений. Агрохимия, 2007, 1: 57-61.
  • Кацы Е.И. Молекулярная генетика ассоциативного взаимодействия бактерий и растений. М., 2007.
  • Мелентьев А.И. Аэробные спорообразующие бактерии Bacillus Cohn в агроэкосистемах. М., 2007.
  • Кузьмина Л.Ю., Пахомова Т.Б., Максимов И.В. Эффективность бактерий Bacillus Cohn в защите пшеницы от гриба Septoria nodorum Berk. Агрохимия, 2012, 10: 39-45.
  • Compant S., Duffy B., Clement C., Barka E.A. Use of plant growth promoting bacteria for biocontrol of plant diseases: principles, mechanisms of actions, and future prospects. Appl. Environ. Microbiol., 2005, 94: 4951-4959.
  • Bochow H., El-Sayed S., Junge H., Stavropoulou A., Schmiedeknecht G. Use of Bacillus subtilis as biocontrol agent. IV. Salt-stress tolerance induction by Bacillus subtilis FZB24 seed treatment in tropical vegetable field crops, and its mode of action. J. Plant Dis. Protect., 2001, 108(1): 21-30.
  • Архипова Т.Н., Мелентьев А.И., Веселов С.Ю., Кудоярова Г.Р. Влияние цитокининпродуцирующих микроорганизмов на устойчивость растений салата к токсическому действию кадмия. Агрохимия, 2004, 3: 69-73.
  • Yang J., Klopper J.W., Ryu C.-M. Rhizosphere bacteria help plants tolerate abiotic stress. Trends Plant Sci., 2009, 14(1): 1-8.
  • Хайруллин Р.М., Недорезков В.Д., Мубинов И.Г., Захарова Р.Ш. Повышение устойчивости пшеницы к абиотическим стрессам эндофитным штаммом Bacillus subtilis. Вестник Оренбургского государственного университета, 2007, 2: 129-134.
  • Соколова М.Г., Акимова Г.П., Сотникова И.В., Нечаева Л.В. Эффективность внесения бактериальных препаратов под овощные культуры. Сибирский вестник сельскохозяйственной науки, 2009, 1: 25-29.
  • Мубинов И.Г. Реакции пшеницы на действие клеток эндофитного штамма 26Д Bacillus subtilis -основы биофунгицида Фитоспорин. Канд. дис. Уфа, 2007.
  • Jacobsen B.J., Zidack N.K., Larson B.J. The role of Bacillus-based biological control agents in integrated pest management systems: plant diseases. Phytopathology, 2004, 94: 1272-1275.
  • Castillo H.F.D., Reyes C.F., Moralles G.G., Herrera R.R., Aguilar C. Biological control of root pathogens by plant-growth promoting Bacillus spp. Agricultural and Biological Sciences. Ch. 4. Weed and pest control -conventional and new challenges. Open access, 2013 ( ) DOI: 10.5772/54229
  • Крафт А.В. Влияние эффективных микроорганизмов на микробное сообщество чернозема выщелоченного и продуктивность сахарной свеклы. Канд. дис. Рамонь, 2004.
  • Kumar A., Prakash A., Johri B.N. Bacillus as PGPR in crop ecosystem. In: Bacteria in agrobiology: crop ecosystems/D.K. Maheshwari (ed.). Berlin, Springer, 2011: 37-59.
  • Методические указания по регистрационным испытаниям фунгицидов в сельском хозяйстве. СПб, 2009.
  • Мифтахова А.М., Киреева Н.А., Бакаева М.Д. Экология почвенных микромицетов. Уфа, 2005.
  • Билай В.И. Фузарии. Киев, 1977.
  • Билай В.И., Коваль Э.З. Аспергиллы. Киев, 1988.
  • Ибрагимов Р.И. Белковые ингибиторы протеолитических ферментов и их роль в формировании гомеостатических реакций у растений. Автореф. докт. дис. Уфа, 1999.
  • Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. М., 2005.
  • Методика определения химического состава и показателей качества сахарной свеклы. Курск, 2001.
  • Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М., 1979.
  • Злотников А.К. Разработка и комплексная характеристика полифункционального препарата Альбит для защиты растений от болезней и стрессов. Автореф. докт. дис. Воронеж, 2012.
  • Широких А.А., Мерзаев О.В., Широких И.Г. Методические подходы к изучению микроорганизмов прикорневой зоны растений. Сельскохозяйственная биология, 2007, 1: 43-55.
  • Пусенкова Л.И., Ильясова Е.Ю., Киреева Н.А. Влияние биопрепаратов на биологическую активность почвы и продуктивность сахарной свеклы. Агрохимия, 2012, 10: 20-26.
  • Берестецкий О.А. Фитотоксины почвенных микроорганизмов и их экологическая роль. В сб.: Фитотоксические свойства почвенных микроорганизмов. Л., 1978: 7-30.
  • Завалин А.А. Биопрепараты, удобрения и урожай. М., 2005.
Еще
Статья научная