doi: 10.15389/agrobiology.2015.1.115rus

УДК 635.112:631.559.2:632:579.64

ПОВЫШЕНИЕ АДАПТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА ПОСЕВОВ
САХАРНОЙ СВЕКЛЫ МИКРОБНЫМИ БИОПРЕПАРАТАМИ В УСЛОВИЯХ БИОТИЧЕСКИХ И АБИОТИЧЕСКИХ СТРЕССОВ

Л.И. ПУСЕНКОВА1, Е.Ю. ИЛЬЯСОВА1, И.В. МАКСИМОВ2,
О.В. ЛАСТОЧКИНА1

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. citrinum, витапланом Alternaria tenuis, Aspergillus niger, Fusariumoxysporum, 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 ОЕ490/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.

Ключевые слова: биопрепараты на основе Bacillus Cohn, оксидоредуктазы, гидролазы, пероксидаза, сахароза, патогенная микробиота, гербицидный прессинг, устойчивость, продуктивность, Beta vulgaris L.

 

Полный текст

 

ENHANCEMENT OF ADAPTIVE CAPACITY OF SUGAR BEET CROPS
BY MICROBIAL BIOPREPARATIONS UNDER BIOTIC AND ABIOTIC
STRESSES

L.I. Pusenkova1, E.Yu. Il’yasova1, I.V. Maksimov2, O.V. Lastochkina1

Diseases caused by pathogenic micromycetes and impact of herbicides lead to lower productivity and quality of sugar beet. Biopreparations based on Bacillus Cohn are promising environmentally friendly agents for plants protection under biotic and abiotic stresses. Meanwhile it is important to search of bioregulators for application on sugar beet and identify the mechanisms of their actions for effective use. This study summarizes the results of analysis of the effect of Bacillus Cohn based biopreparations Fitosporin-M, Albit, Vitaplan on structure of pathogenic mycromicetes complex in sugar beet (Beta vulgaris L., cv. KVS) rhizosphere, enzymatic activities in soil and leaves, sucrose content in roots and productivity under pathogenic and herbicides pressing. Evaluations were carried out using classical microbiological, physiological and biochemical methods. It was revealed that Fitosporin-M, Albit, Vitaplan decreased the abundance and frequency of rhizosphere pathogenic species and thus lead to activation of useful microflora. Partilularly, a total of 8 pathogenic micromycetes were found in control of which Alternaria tenuis, Aspergillus niger and Penicillium glabrum, the last two being strong toxigenic isolates, were dominant. After a single treatment with Fitosporin-M only Penicillium glabrum was found in the rhizosphere, in case of Albit there was only P. citrinum, and at Vitaplan application Alternaria tenuis, Aspergillus niger, Fusarium oxysporum, F. solani and Penicillium solitum were identified. In plants treated with Fitosporin-M and Albit, no Black Leg pathogens were observed. After doubled treatment the abundance decreased 1.5-3.0-fold, and the frequency decreased 2.0-4.0-fold compared to control. Catalase activity reflecting intensity of soil microbiological processes exceeded control from 1.4 to 3.7 times after the first treatment with Fitosporin-M and Albi, respectively, and from 1.4 to 1.2 times after the second one. The data on increasing oxidoreductases and hydrolases activities in rhizosphere confirm this conclusion. Also, biopreparations decreased activities of hydrolases in leaves and the activity of their inhibitors indicating induction of protective reactions against pathogens. The maximum values were recorded when Fitosporin-M and Albit were used. The protective actions of biopreparations were also indicated by activation of peroxidase in leaves up to 0.175-0.250 OD490 per 1 g. Furthermore Fitosporin-M supported a relatively high level after reintroduction indicating a prolonged action on the antioxidant system during vegetation. The positive effect of biopreparations under pathogenic and herbicides pressing was reflected in increasing productivity and sucrose content in sugar beet roots, and the maximum effect was achieved after 2-fold treatment of sowings with Fitosporin-M.

Keywords: Bacillus Cohn based biopreparations, oxidoreductases, hydrolases, peroxidase, sucrose, pathogenic microbiota, herbicides pressing, resistance, productivity, Beta vulgaris L.

 

1ФГБНУ Башкирский НИИ сельского хозяйства
Уфимского НЦ РАН,
450059 Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Рихарда Зорге, 19,
e-mail: L.Pusenkova@mail.ru;
2ФГУН Институт биохимии и генетики
Уфимского НЦ РАН,

450054 Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, Проспект Октября, 71,
e-mail: phyto@anrb.ru

Поступила в редакцию
18 февраля 2014 года

 

Оформление электронного оттиска

назад в начало