Протекторные свойства водорастворимых полимерных композиций и их твердофазной модификации при предпосевной обработке инокулированных семян сои Glycine max (L.) Merr

Автор: Лактионов Ю.В., Косульников Ю.В., Дудникова Д.В., Яхно В.В., Кожемяков А.П.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Биопрепараты и биозащита

Статья в выпуске: 5 т.54, 2019 года.

Бесплатный доступ

Водорастворимые полимеры в качестве прилипателей и пленкообразователей обеспечивают лучшую адгезию бактерий на семенах (по типу многокомпонентных формуляций при производстве современных химических протравителей). В этом качестве испытывались альгинат натрия низкой и высокой молекулярной массы (FMC полимер), гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) (Colorcon®, «Colorcon, Inc.», США), полиэтиленгликоль (ПЭГ, PEG), карбомер (карбопол), поливиниловый спирт (PVA) и поливинилпирролидон (повидон, PVP). Более того, как оказалось, полимеры также способны удлинять период хранения биопрепаратов, повышать их совместимость с химическими средствами защиты, устойчивость к УФ-излучению, перепадам температур, высыханию, увеличивать выживаемость на поверхности семени, что позволяет производить обработку заблаговременно. Требования к создаваемым полимерным композициям - их бóльшая эффективность по сравнению с однокомпонентными при экономичности в производстве и технологичности в применении. В настоящей работе нами впервые показано, что твердофазный компонент (активированный уголь) улучшает протективные свойства полимерной композиции при предпосевной бактериальной инокуляции семян, а из исследованных полимеров выделен поливинилпирролидон как самый эффективный протектор ризобий, применение которого позволяет увеличить допустимый интервал между инокуляцией семян и их посевом. Цель работы заключалась в комплексном исследовании водорастворимых полимеров - поливинилпирролидона, поливинилового спирта, альгината натрия и карбоксиметилцеллюлозы как добавок к инокулянту для сои на основе штамма 634б Bradyrhizobium japonicum . Инокуляции и обработке полимерными композициями подвергали семена сои сорта Белгородская 7. По результатам исследования 10 % раствор поливинилпирролидона определен как наиболее эффективный среди исследованных полимеров. Его использование позволяет увеличить выживаемость клубеньковых бактерий на семенах более чем в 10 раз через 10 сут после инокуляции семенного материала. Варианты с различными концентрациями карбоксиметилцеллюлозы и альгината натрия не способны обеспечивать выживаемость бактерий на семенах более 3 сут. Возможно создание улучшенной полимерно-угольной композиции со сниженной концентрацией поливинилпирролидона (7,5 % PVP и 5,0 % активированного угля). Эффективность такой композиции выше, чем при использовании поливинилпирролидона без угля, и на 20-30 % уменьшает гибель бактерий на инокулированных семенах после первых 5-7 сут хранения семян.

Еще

Симбиотические азотфиксаторы, биопрепараты, инокуляция, соя, поливинилпирролидон, поливиниловый спирт, альгинат натрия, карбоксиметилцеллюлоза

Короткий адрес: https://sciup.org/142226255

IDR: 142226255   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2019.5.1052rus

Список литературы Протекторные свойства водорастворимых полимерных композиций и их твердофазной модификации при предпосевной обработке инокулированных семян сои Glycine max (L.) Merr

  • Regar M.K., Meena R.H., Jat G., Mundra S.L. Effect of different rhizobial strains on growth and yield of soybean [Glycine max (L.) Merrill]. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 2017, 6(11): 3653-3659 ( ). DOI: 10.20546/ijcmas.2017.611.427
  • Вавилов П.П., Посыпанов Г.С. Бобовые культуры и проблема растительного белка. М., 1983.
  • De Micco V., Buonomo R., Paradiso R., De Pascale S., Aronne G. Soybean cultivar selection for Bioregenerative Life Support Systems (BLSSs): theoretical selection. Advances in Space Research, 2012, 49: 1415-1421 ( ). DOI: 10.1111/plb.12056
  • Lamptey S., Ahiabor B.D.K., Yeboah S., Asamoah C. Response of soybean (Glycine max) to rhizobial inoculation and phosphorus application. Journal of Experimental Biology and Agricultural Sciences, 2014, 2(1): 72-77.
  • Агафонов Е.В., Гужвин С.А. Резервы увеличения сбора белка при возделывании сои на черноземе обыкновенном. Кормопроизводство, 2004, 11: 14-16.
  • Завалин А.А., Благовещенская Г.Г., Кожемяков А.П. Вклад бобовых культур в поступление биологического азота и органического вещества в почвы России. В сб.: Инновационно - технологические основы развития земледелия. Курск, 2006: 312-315.
  • Кокорина А.Л., Кожемяков А.П. Бобово-ризобиальный симбиоз и применение микробиологических препаратов комплексного действия - важный резерв повышения продуктивности пашни. СПб, 2010.
  • Argaw A. Response of soybean to inoculation with Bradyrhizobium spp. in saline soils of Shinille Plains, Eastern Ethiopia. East African Journal of Sciences, 2014, 8(2): 79-90.
  • Синеговская В.Т., Гайдученко А.Н. Влияние приемов агротехники на продуктивность сои. Земледелие, 2010, 5: 27-29.
  • Vollmann J. Soybean versus other food grain legumes: a critical appraisal of the United Nations International Year of Pulses 2016. Die Bodenkultur: Journal of Land Management, Food and Environment, 2016, 67(1): 17-24 ( ).
  • DOI: 10.1515/boku-2016-0002
  • Проворов Н.А. Происхождение и эволюция бобово-ризобиального симбиоза. Изв. АН СССР, сер. Биол., 1991, 1: 77-87.
  • Dart P.J., Wani S.P., Giller K.E., Kipe-Nolt J., Day J.M., Avalakki J.M., Upadhyya M.N., Hebbar P., Chandrapalaiah S.C. Nitrogen fixation associated with sorghum and pearl millet. In: Australia Institute of Agricultural Science AIAS Occasional Publication No. 12: Proc. of the Seventh Australian Legume Nodulation Conference. Sydney, 1984: 111-113 ( ).
  • DOI: 10.13140/2.1.1790.3368
  • Unkovich M.J., Pate J.S. An appraisal of recent measurements of symbiotic N2 fixation by annual legumes. Field Crops Research, 2000, 65(2-3): 211-228 (
  • DOI: 10.1016/S0378-4290(99)00088-X)
  • Hardy R.W.F., Bums R.C., Holstein R.D. Application of the acetylene reduction assay for measurement of nitration. Soil Biology and Biochemistry, 1973, 5: 47-81.
  • Patra R.K., Pant L.M., Pradhan K. Response of soybean to inoculation with rhizobial strains: effect on growth, yield, N uptake and soil N status. World Journal of Agricultural Sciences, 2012, 8(1): 51-54.
  • Clúa J., Roda C., Zanetti M.E., Blanco F.A. Compatibility between legumes and rhizobia for the establishment of a successful nitrogen-fixing symbiosis. Genes (Basel), 2018, 9(3): 125 ( ).
  • DOI: 10.3390/genes9030125
  • Al-Falih A.M.K. Factors affecting the efficiency of symbiotic nitrogen fixation by Rhizobium. Pakistan Journal of Biological Sciences, 2002, 5(11): 1277-1293 ( ).
  • DOI: 10.3923/pjbs.2002.1277.1293
  • Вashan Y., Bashan L., Prabhu S.R., Hernandez J. Advances in plant growth-promoting bacterial inoculant technology: formulations and practical perspectives (1998-2013). Plant and Soil, 2014, 378: 1-33 ( )
  • DOI: 10.1007/s11104-013-1956-x
  • Гришечкин В.В., Головина Е.В. Использование нового органического пленкообразователя (ППО) для сохранения жизнеспособности ризобий при инокуляции семян сои и влияние их на клубенькообразование и урожайность. Зернобобовые и крупяные культуры, 2014, 1(9): 41-44.
  • Ступина Л.А., Мосина А.С. Влияние карбоксиметилированных препаратов и ризоторфина на микробиологическую активность черноземов Приобской лесостепи и симбиотическую активность сои. Вестник КрасГАУ, 2016, 3: 84-89.
  • Głodowska M., Schwinghamer T., Husk B., Smith D. Biochar based inoculants improve soybean growth and nodulation. Agricultural Sciences, 2017, 8(9): 1048-1064 ( ).
  • DOI: 10.4236/as.2017.89076
  • Tittabutr P., Payakapong W., Teaumroong N., Singleton P., Bookerd N. Growth, survival and field performance of Bradyrhizobial liquid inoculant formulations with polymeric additives. ScienceAsia, 2007, 33: 69-72 ( ).
  • DOI: 10.2306/scienceasia1513-1874.2007.33.069
  • Rivera D., Obando M., Barbosa H., Rojas-Tapias D., Bonilla Buitrago R. Evaluation of polymers for the liquid rhizobial formulation and their influence in the Rhizobium-Cowpea interaction. Universitas Scientiarum, 2014, 19(3): 265-275 ( ).
  • DOI: 10.11144/Javeriana.SC19-3.eplr
  • Косульников Ю.В., Лактионов Ю.В. О факторах, влияющих на токсичность протравителей семян для симбиотических азотфиксаторов в составе биопрепаратов. Сельскохозяйственная биология, 2018, 53(5): 1037-1044 ( ).
  • DOI: 10.15389/agrobiology.2018.5.1037rus
  • Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М., 2012.
  • Paulo I., Fernandes J., Tiago G., Oliveira P., Ribeiro G.X., Rumjanek N.G. Polymers as carriers for rhizobial inoculant formulations. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 2009, 44(9): 1184-1190 ( ).
  • DOI: 10.1590/S0100-204X2009000900017
  • Damasceno R., Roggia I., Pereira C., Sá E. Rhizobia survival in seeds coated with polyvinyl alcohol (PVA) electrospun nanofibres. The Canadian Journal of Microbiology, 2013, 59(11): 716-719 ( ).
  • DOI: 10.1139/cjm-2013-0508
  • Bashan Y., Gonzalez L.E. Long-term survival of the plant-growth-promoting bacteria Azospirillum brasilense and Pseudomonas fluorescens in dry alginate inoculant. Applied Microbiology and Biotechnology, 1999, 51(2): 262-266 ( ).
  • DOI: 10.1007/s002530051391
  • Mounika N., Muralidhara Rao D., Uma A., Ali S. Effect of different chemical additives on growth of Azotobacter vinelandii. International Journal of Scientific Research and Management, 2018, 6(03): B-2018-24-26 ( ).
  • DOI: 10.18535/ijsrm/v6i3.b03
  • Sehrawat A., Suneja S., Yadav A., Anand R.C. Influence of different additives on shelf life of Rhizobial inoculants for mungbean (Vigna radiata L.). International Journal of Recent Scientific Research, 2015, 6(5): 4338-4342.
Еще
Статья научная