Оцінка біологічної ефективності (стимулюючих та біоконтролюючих властивостей) біопрепарату трихоплант

В даний час у боротьбі з фітопатогенними мікроорганізмами широко використовуються біопрепарати на основі мікроміцетів роду Trichoderma [Голованова, 2008.]. Виступаючи природними мешканцями багатьох природних та штучних субстратів, швидко розмножуючись в умовах культури та природи, будучи не патогенними для рослин, тварин та людини, гриби роду Trichoderma являють собою зручний об'єкт для вивчення та розробки на основі їх активних штамів засобів біоконтролю фітопатогенних мікроорганізмів [Александрова, 2003; Коломбет, 2007; Рудаков, 1981; Сейкет, 1982; Атеф, 2011]. У зв'язку з цим важливим завданням є пошук нових антагоністично активних штамів. Trichoderma та створення на їх основі нових ефективних біопрепаратів, а також розширення спектру дії вже існуючих.

Оскільки у науковій літературі даних про можливість використання мікроміцетів Trichoderma longibrachiatum в якості біоконтрольного агента, перспективного для виробництва біопрепаратів, виявлено не було метою цього дослідження була оцінка біоконтролюючих та стимулюючих властивостей біопрепарату ТРИХОПЛАНТ, виробленого на основі Trichoderma longibrachiatum GF 2/6

Дослідження ростстимулюючих властивостей біопрепарату проводили на базі лабораторій НУО Біотехсоюз у 2014 р. в умовах лабораторного вегетаційного досвіду [Практикум з агрохімії, 2001]. Як об'єкти дослідження використовували насіння та проростки огірків (Cucumis sativus L.) сорту Фенікс 640, м'якої озимої пшениці (Triticum aestivum L., різн. erythrospermum) сорти Заграва, томатів (Lycopersicon esculentum Mill.) сорти Агата.

Дослідження ростстимулюючих властивостей біопрепарату. Вплив препарату ТРИХОПЛАНТ на проростання насіння та ростові процеси рослин проводили при пророщуванні насіння на тлі препарату з титром спор не менше 1×10⁵ ДЕЯ/см³(1,0%-ний розчин готового препарату) та відстояної водопровідної води (контроль). Для всіх досліджуваних об'єктів оцінювали такі показники: енергію проростання та схожість насіння згідно з рекомендаціями відповідних статей ГОСТ 12038-84, дружність, швидкість проростання [Поспєлов, 2013; Угубнов, 2014] та силу зростання насіння при їх пророщуванні в піску [Карпін, 2012]. У проростків та рослин в умовах лабораторного вегетаційного досвіду досліджували висоту надземної та довжину підземної частин у динаміці на 7-й, 14-й та 21-й день вирощування, накопичення сухої та сирої біомаси. Для вирощування у водній культурі в умовах вегетаційного лабораторного досвіду проростки рослин переносили в матеріальні банки номінальною місткістю 550-560 мл, що містять 500 см³мінерального розчину Прянішнікова [Практикум ..., 2001]. Рослини вирощували при 16-годинному фотоперіоді, на фітолюміностаті з вертикальним двостороннім способом освітлення лампами типу ЛД-30Вт при інтенсивності світлового потоку 130 Вт/м.².

Вивчення біоконтролюючих властивостей біопрепарату. Біологічна ефективність біопрепарату Трихоплант вивчали у модельних дослідах з використанням чистих культур виробничого штаму Trichoderma longibrachiatum GF 2/6 та фітопатогенних мікроміцетів (Cladosporium cucumerinum, Fusarium avenaceum, Fusarium solani, Fusarium sporotrichioides, Rhizoctonia solani, Phytophthora infestans, Alternaria sp.) виділених від рослин, уражених різними захворюваннями: фузаріозом колосу, фузаріозним в'яненням, альтернаріозами, різоктоніозом та ін. Біологічну ефективність щодо фітопатогенних мікроміцетів визначали методом подвійних культур на картопляно-глюкозному агарі Рудакова (1981, с. 44, з ізм.). Біологічна ефективність T. longibrachiatum GF 2/6 щодо фітопатогенних мікроміцетів, що виражається в різних типах взаємодій оцінювали та характеризували згідно з термінологією викладеною в роботі [Пат. SU №1671684] з доповненнями та змінами. Для встановлення мікропаразитичних взаємин готували за загальноприйнятими в мікології методиками мікроскопічні препарати типу «роздавлена крапля», які мікроскопували та фотографували на мікроскопі ЛОМО МІКМЕД-6 вар 7 з фазово-контрастним пристроєм.

Ростстимулюючі властивості біопрепарату Трихоплант. Як показали проведені дослідження під дією біопрепарату ТРИХОПЛАНТ, енергія проростання підвищувалася на 3,0-12,5%, а схожість насіння культур, що вивчаються, підвищувалася на 7,7-19,0% (табл. 1).

Таблица 1. Влияние биопрепарата Трихоплант на изменение энергии прорастания и всхожести семян различных сельскохозяйственных культур (X±Sx) — Таблиця 1. Вплив біопрепарату Трихоплант на зміну енергії проростання та схожості насіння різних сільськогосподарських культур (X±Sx)

Як показали проведені дослідження, під дією біопрепарату ТРИХОПЛАНТ підвищувалися такі показники як дружність проростання насіння (на 0,8-1,4%, табл. 2), але збільшувався середній термін, протягом якого проростало одне насіння (швидкість проростання насіння зростала на 0,6-1,0 добу). Обробка насіння біопрепаратом Трихоплант, надавала стимулюючу дію і здатність насіння формувати сильні проростки: сила зростання насіння підвищувалася на 0,5-2,4 отн.ед. (Табл. 5).

Таблица 2. Влияние биопрепарата Трихоплант на изменение дружности прорастания семян различных сельскохозяйственных культур (X±Sx) — Таблиця 2. Вплив біопрепарату Трихоплант на зміну дружності проростання насіння різних сільськогосподарських культур (X±Sx)

Таблица 3. Влияние биопрепарата Трихоплант на изменение скорости прорастания семян различных сельскохозяйственных культур (X±Sx) — Таблиця 3. Вплив біопрепарату Трихоплант на зміну швидкості проростання насіння різних сільськогосподарських культур (X±Sx)

За результатами проведених досліджень найбільш чуйним до дії біопрепарату виявився сорт огірків Фенікс 640, у зв'язку з чим подальші дослідження проводились на цій культурі. Проведені дослідження впливу препарату ТРИХОПЛАНТ на висоту надземної частини рослин огірків на 7, 14 і 21 добу показали, що в порівнянні з контрольним варіантом досвіду висота надземної частини рослин огірків сорту Фенікс 640 на 7 і 14 добу збільшувалася на 12,5.

Проведені дослідження показали, що порівняно з контролем обробка рослин огірків біопрепаратом Трихоплант сприяла збільшенню сирої маси надземної частини на 21,7% та сирої маси системи на 2,2%. Обробка біопрепаратом Трихоплант, також сприяла збільшенню сухої біомаси рослин: стосовно контролю маса надземної частини збільшилася на 0,12 г (41,7%), а маса кореневої системи навпаки, знижувалася на 0,019 г (або 5,9%) (табл. 6).

Таблица 4. Влияние биопрепарата Трихоплант на изменение силы роста семян различных сельскохозяйственных культур (X±Sx) — Таблиця 4. Вплив біопрепарату Трихоплант на зміну сили зростання насіння різних сільськогосподарських культур (X±Sx)

Таблица 5. Влияние биопрепарата Трихоплант на процессы роста и развития растений огурцов сорта Феникс 640 при однократной корневой обработке — Таблиця 5. Вплив біопрепарату Трихоплант на процеси росту та розвитку рослин огірків сорту Фенікс 640 при одноразовій кореневій обробці

Таблица 6. Влияние биопрепарата Трихоплант на процессы накопления биомассы растениями огурцов сорта Феникс 640 — Таблиця 6. Вплив біопрепарату Трихоплант на процеси накопичення біомаси рослинами огірків сорту Фенікс 640

Біоконтролюючі властивості штаму Trichoderma longibrachiatum GF 2/6. Проведені дослідження біологічної ефективності штаму Trichoderma longibrachiatum GF 2/6, у придушенні росту колоній фітопатогенних мікроміцетів – збудників трахеомікозів, фузаріозів, кореневих гнилей та плямистостей на прикладі Fusarium avenaceum, F. solani і F. sporotrichioides; Alternaria sp., Phytophthora infestans, Rhizoctonia solani, Cladosporium cucumerinum показали, що T. longibrachiatum починаючи з третьої доби спільного культивування з фітопатогенами, виявляє фунгістатичний територіальний антагонізм, обмежуючи розростання колонії фітопатогенів по поверхні живильного середовища (рис. 1).

На 4-5 добу спільного культивування для всіх досліджуваних видів відзначено зменшення зони приросту колонії збудників мікозів з початком прояву антибіотичного та аліментарного антагонізму, що на 7 добу виявлялося у вигляді наростання колонії триходерми на колонії патогенів (рис. 1, 2). При подальшому культивуванні колонії фітопатогенів були повністю пригнічені колонією Trichoderma, а при мікроскопічному дослідженні таких колоній спостерігали картину прямого паразитизму. Trichoderma на фітопатогені (рис. 5).

Рис. 1. Влияние Trichoderma longibrachiatum GF 2/6 на изменение прироста колоний фитопатогенных микромицетов – возбудителей трахеомикозов, фузариозов, оливковой пятнистости, ризоктониоза, альтернариоза и фитофторозов. — Мал. 1. Вплив Trichoderma longibrachiatum GF 2/6 на зміну приросту колоній фітопатогенних мікроміцетів – збудників трахеомікозів, фузаріозів, оливкової плямистості, різоктоніозу, альтернаріозу та фітофторозів.

Рис. 2. Изменение морфологии колоний фитопатогенных микромицетов при их совместном культивировании с T. longibrachiatum GF 2/6 в течение 7 суток: а– Fusarium avenaceum, б– Fusarium solani, в– Fusarium sporotrichioides, г– Cladosporium cucumerinum, д– Phytophthora infestans, е– Rhizoctonia solani, ж– Alternaria sp. — Мал. 2. Зміна морфології колоній фітопатогенних мікроміцетів при їх спільному культивуванні з T. longibrachiatum GF 2/6 протягом 7 діб: а Fusarium avenaceum, b Fusarium solani, Fusarium sporotrichioides, г Cladosporium cucumerinum, m Rhizoctonia solani, ж-Alternaria sp.

Рис. 3. Алиментарный фунгистатический антагонизм (прямой паразитизм) T. longibrachiatum GF 2/6 (ув. ×16): а– зона роста колонии Trichoderma; б– зона роста и паразитизма Trichoderma на F. solani (I) или F. sporotrichioides (II); в– колония F. solani (I) или F. sporotrichioides (II). — Мал. 3. Аліментарний фунгістатичний антагонізм (прямий паразитизм) T. longibrachiatum GF 2/6 (ув. × 16): а – зона зростання колонії Trichoderma; б - зона росту та паразитизму Trichoderma на F. solani (I) або F. sporotrichioides (II); в-колонія F. solani (I) або F. sporotrichioides (II).

Рис. 4. Прямой паразитизм T. longibrachiatum GF 2/6 в отношении колоний Cladosporium cucumerinum (а), Phytophthora infestans (б), Rhizoctonia solani (в) (ув. ×16) — Мал. 4. Прямий паразитизм T. longibrachiatum GF 2/6 щодо колоній Cladosporium cucumerinum (а), Phytophthora infestans (б), Rhizoctonia solani (в) (ув. ×16)

Рис. 5. Гифы T. longibrachiatum GF 2/6 (указано стрелками), проникшие в гифы мицелия фитопатогенного микромицета Rhizoctonia solani (ув. ×1600) — Мал. 5. Гіфи T. longibrachiatum GF 2/6 (вказано стрілками), що проникли в гіфи міцелію фітопатогенного мікроміцету Rhizoctonia solani (ув. ×1600)

Висновок. Таким чином, за результатами проведених досліджень встановлено, що пророщування насіння пшениці, огірків та томатів на тлі біопрепарату ТРИХОПЛАНТ підвищує енергію проростання насіння на 3-12%, схожість насіння цих культур на 7-19%, та сприяє збільшенню сили зростання насіння на 0,5-2, Проведені дослідження показали, що біопрепарат ТРИХОПЛАНТ має стимулюючу дію на зростання рослин огірків. Під дією одноразової обробки висота надземної частини збільшувалася в середньому на 25,8%, сира маса надземної частини зростає на 21%, а накопичення сухої речовини надземною частиною огіркових рослин збільшується на 41,7%.

Дослідження біоконтролюючих властивостей діючого початку біопрепарату ТРИХОПЛАНТ – мікроміцету Trichoderma longibrachiatum штам GF 2/6 щодо фітопатогенних мікроміцетів Fusarium avenaceum, Fusarium solani, Fusarium sporotrichioides, Cladosporium cucumerinum, Phytophthora infestans, Rhizoctonia solani і Alternaria sp. показали, що цей штам має певною мірою вираженої біологічної ефективністю, тобто. виявляє щодо вивчених вбудників захворювань рослин біоконтролюючі властивості, які виражаються у прямому паразитуванні (фунгістатичному аліментарному антагонізмі) щодо Ph. infestans, Rh. solani, С. cucumerinum, F. sporotrichioides, F. solani, F. avenaceum, і Alternaria sp; фунгістатичний антибіотичний та територіальний антагонізм антагонізм – обмеження та придушення розвитку міцелію фітопатогенів щодо F. avenaceum, F. solani, F. sporotrichioides, C. cucumerinum, Ph. infestans, Rh. solani і Alternaria sp.

Сідякін А.І., Філоненко В.А. - НУО Біотехспілка.

Відеоканал НВО “Біотехсоюз” на youtube