doi: 10.15389/agrobiology.2025.3.516rus
УДК 635.63:632:579.64
Работа выполнена в рамках отраслевой научно-исследовательской программы Роспотребнадзора.
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОЧВЕННЫХ
АКТИНОБАКТЕРИЙ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ РАСТЕНИЙ огурца
(Cucumis sativus L.) В ЗАЩИЩЕННОМ ГРУНТЕ
Ю.В. БАТАЕВА1 ✉, Л.Н. ГРИГОРЯН2, А.Д. БАТАЕВА1
Для борьбы с вирусными, грибными болезнями растений и насекомыми-вредителями используют химические пестициды, однако в связи с многократными обработками резистентность патогенов к ним повышается. Альтернативой химическим пестицидам служат биопестициды. Использование штаммов актинобактерий перспективно для разработки новых биопрепаратов с противовирусным, фунгицидным и инсектоакарицидным эффектом. В настоящей работе впервые установлена эффективность штаммов актинобактерий Nocardiopsis umidischolae RCAM04882, N. Umidischolae RCAM04883, Streptomyces carpaticus RCAM04697 при выращивании растений огурца в закрытом грунте в условиях аридного климата юга Российской Федерации. Цель исследования состояла в изучении влияния штаммов почвенных актинобактерий Nocardiopsis umidischolae RCAM04882, N. umidischolae RCAM04883, Streptomyces carpaticus RCAM04697 на урожай и поражаемость грибными, вирусными заболеваниями и насекомыми-вредителями культуры огурца (Cucumis sativus L.) в закрытом грунте. Эксперименты были выполнены в ФГБУ Российский сельскохозяйственный центр по Астраханской области в 2019 году в условиях защищенного грунта. Исследования проводили на культуре огурца сорта Форвард. Растения обрабатывали суспензией 3-суточных культур и суспензией из сухой биомассы (разведенной в стерильной дистиллированной воде в соотношении 1 мг/1 мл) штаммов Nocardiopsis umidischolae RCAM04882, N. umidischolae RCAM04883, Streptomyces carpaticus RCAM04697, выделенных из засоленных почв в Астраханской области в 2013 году, в концентрации 109 КОЕ/мл. Опыт проводили на естественном инфекционном фоне по следующей схеме: полив под корень через 1 сут после высадки рассады в тепличный грунт в фазу 2-3 настоящих листьев; полив под корень в стадии активного роста растений через 8 сут после первой обработки; полив под корень в фазу цветения и бутонизации через 8 сут после второй обработки; опрыскивание в фазу образования завязи и молочной спелости через 14 сут после третьей обработки; опрыскивание в фазу активного плодоношения через 14 сут после четвертой обработки; опрыскивание в фазу сбора урожая через 14 сут после пятой обработки. Схема опыта включала 8 вариантов: 1 — обработка эталонным биопрепаратом Фитоспорин-М (ПС, паста) (ООО «НВП «БашИнком», Россия) (положительный контроль); 2 — обработка водопроводной водой (отрицательный контроль); 3 — обработка суспензией N. umidischolae RCAM04882; 4 — обработка суспензией N. umidischolae RCAM04883; 5 — обработка суспензией S. carpaticus RCAM04697; 6 — обработка суспензией из сухой биомассы штамма N. umidischolae RCAM04882; 7 — обработка суспензией из сухой биомассы штамма N. umidischolae RCAM04883; 8 — обработка суспензией из сухой биомассы штамма S. carpaticus RCAM04697. Предшественниками растений огурца были томаты (Solanum lycopersicum L.) сорта Гранд. Почву перед высадкой рассады дезинфицировали раствором медного купороса. Пролив проводили капельным способом с нормой 4,5-5 л на 1 растение водопроводной водой, прогретой до 26 °С. Сбор урожая на испытательном участке начался 1 июня, дата последнего сбора — 31 августа. Учет инсектоакарицидной активности штаммов актинобактерий в отношении бахчевой тли Aphis gossypii и паутинного клеща Tetranychus urticae проводили на 3-и сут после третьей и четвертой обработок. Пораженность растений вирусными инфекциями выявляли серологическим методом на стадии образования завязей (через 3 сут после третьей обработки) и созревания плодов (через 3 сут после четвертой обработки). Для диагностики вирусов методом иммунохимического анализа (ИХА) использовали иммунострипы марки Flashkits («ImmunoStrip Test Kit», США). Противовирусную активность рассчитывали в процентном соотношении от числа растений без симптомов. Идентификацию фитопатогенных грибов проводили на базе филиала ФГБУ «Россельхозцентр» по Астраханской области методом полимеразной цепной реакции с гибридизационно-флуоресцентной детекцией продуктов ПЦР в режиме реального времени с использованием микрочипового амплификатора нуклеиновых кислот АриаДНА (ООО «ЛЮМЭКС», Россия). Урожай определяли, суммируя массу созревших плодов в каждом варианте. Максимальная инсектицидная (85,3 %) и акарицидная (69,2 %) активность были зафиксированы при обработке суспензией 3-суточной культуры S. carpaticus RCAM04697. Наибольшая противовирусная активность (100 %) обнаружена также при обработке суспензией S. carpaticus RCAM04697 — все растения были без симптомов заражения ВОМ (вирус огуречной мозаики) и ВМТо (вирус мозаики томата). В вариантах с бактеризацией всеми штаммами актинобактерий симптомы болезней, вызываемых Fusarium oxysporum и Alternaria infecta, полностью отсутствовали. В варианте с обработкой растений огурца суспензией 3-суточной культуры S. carpaticus RCAM04697 показана наибольшая биологическая эффективность с высоким показателем урожая (62,9 кг), что оказалось в 3,8 раза больше значения в отрицательном контроле. Изученные штаммы могут быть рекомендованы для дальнейших испытаний в производственных полевых опытах при выращивании овощей в интегрированной системе защиты в закрытом грунте.
Ключевые слова: актинобактерии, растения огурца, Nocardiopsis, Streptomyces,противовирусная активность, фунгицидная активность, инсектоакарицидная активность.
BIOLOGICAL EFFECTIVENESS OF SOIL ACTINOBACTERIA FOR GROWING Cucumis sativus L. IN GREENHOUSES
Yu.V. Bataeva1 ✉, L.N. Grigoryan2, A.D. Bataeva1
Chemical pesticides are used to control viral and fungal plant diseases and insect pests, but due to multiple treatments, the resistance of pathogens to them increases. Biopesticides serve as an alternative to chemical pesticides. The use of actinobacteria strains is promising for the development of new biologicals with antiviral, fungicidal and insecticidal effects. In this work, the effectiveness of actinobacterium Nocardiopsis umidischolae RCAM04882, N. umidischolae RCAM04883, Streptomyces carpaticus RCAM04697 in growing cucumber plants in greenhouses under the arid climate of the south of the Russian Federation were shown for the first time. Our goals was to investigate the effect of three strains of soil actinobacteria on cucumber (Cucumis sativus L.) cv. Forvard yield and the incidence of fungal and viral diseases and attacks of insect pests in a greenhouse (Astrakhan Province, 2019).. The plants were inoculated with 3-day cultures of the actinobacteria and suspensions of their dry biomass diluted in sterile distilled water to 1 mg/1 ml. N. umidischolae RCAM04882, N. umidischolae RCAM04883, Streptomyces carpaticus RCAM04697 strains (109 CFU/ml) were isolated from saline soils in the Astrakhan region in 2013. Tests were carried out under natural infectious loads. Root watering was applied 1 day after planting 2-3 true leaves’ seedling, 8 days after the first treatment during plant active growth, 8 days after the second treatment at budding and flowering. Then the plants were sprayed 14 days after the third treatment at ovary formation and milk ripeness, 14 days after the fourth treatment during active fruiting, and 14 days after the fifth treatment at harvesting. The treatments were as follows: 1 — positive control (treatment with the reference biological preparation Phytosporin-M (PS), paste) (NVP BashInkom LLC, Russia); 2 — negative control (treatment with tap water); 3 — treatment with suspension of N. umidischolae RCAM04882; 4 — treatment with suspension of N. umidischolae RCAM04883; 5 — treatment with suspension of S. carpaticus RCAM04697; 6 — treatment with suspension from dry biomass of strain N. umidischolae RCAM04882; 7 — treatment with suspension from dry biomass of strain N. umidischolae RCAM04883; 8 — treatment with suspension of dry S. carpaticus RCAM04697 biomass. The precursors of cucumber plants were tomatoes (Solanum lycopersicum) of the Grand variety. The soil was disinfected with copper sulfate before planting seedlings. The watering was carried out by drip method with a rate of 4.5-5 l per plant with tap water heated to 26 °С. Harvesting began on June 1, with the last harvest date being August 31. The insecticidal activity of actinobacteria strains against the melon aphid Aphis gossypii and the spider mite Tetranychus urticae was recorded on days 3 after the third and fourth treatments. The viral infections was detected by serological method at the stage of ovary formation (3 days after the third treatment) and fruit ripening (3 days after the fourth treatment). For immunochemical detection of viruses, Flashkits immunostrips (ImmunoStrip Test Kit, USA) were used. Antiviral activity was calculated as a percentage of the number of plants without symptoms. The identification of phytopathogenic fungi was carried out by hybridization-fluorescence detection of PCR products in real time using the AriaDNA microchip nucleic acid amplifier (LUMEX LLC, Russia). The yield was determined by summing the mass of ripe fruits in each variant. The maximum insecticidal (85.3 %) and acaricidal (69.2 %) activity was recorded during suspension treatment of a 3-day culture of S. carpaticus RCAM04697. The highest antiviral activity (100 %) was also found when treated with S. carpaticus RCAM04697 suspension — all plants were without symptoms of cucumber mosaic virus and tomato mosaic virus. For bacterization with all strains of actinobacteria, the symptoms of diseases caused by Fusarium oxysporum and Alternari a infecta were completely absent. In the variant with the treatment of cucumber plants with suspension of a 3-day culture S. carpaticus RCAM04697 showed the highest biological efficiency at a high yield (62.9 kg), which was 3.8 times higher compared to the negative control. The studied strains can be recommended for further testing in industrial field experiments when growing vegetables in an integrated plant protection system.
Keywords: actinobacteria, cucumbers, Nocardiopsis, Streptomyces, antiviral activity, fungicidal activity, insectoacaricidal activity.
1ФГБОУ ВО Российский государственный |
Поступила в редакцию 28 октября 2024 года |
