Применение биопрепаратовна основе псевдомонад и азотобактерадля защиты растений от болезней

храняются полезные насекомые и микроорганизмы, сдерживающие развитие вредных видов.

Применение микроорганизмов для защиты растений от болезней ни за рубежом, ни у нас в стране не получило пока широкого распространения. Использование биопрепаратов вместо химических средств защиты или наряду с ними до сих пор носит единичный характер, и большинство примеров имеют отношение к научным изысканиям ученых.

Успешно применяли флуоресцирующие псевдомонады для бактеризации семян пшеницы, риса, хлопчатника с целью борьбы с офиоболезом, ризоктониозом, гоммозом в Нидерландах, Индии, на Филиппинах [Mew, Rosales, 1986; Lamers et al., 1988; Vasantha et al., 1989].

Чешскими микробиологами [Bakker et al., 1989; Vrany et al., проведено исследование влияния инокуляции картофеля и сахарной свеклы изолятами Р. putida и Trichoderma sp. в суспензии и в препаратах с носителями из каолина и торфа на рост, урожайность и физиологические свойства клубней и корнеплодов. В 57,5% экспериментов отмечено увеличение урожайности.

Один из наиболее удачных отечественных бакпрепаратов на основе псевдомонад - планриз (ризоплан). Хотя механизм действия ризоплана авторами до конца не изучен, по литературным данным его влияние на растения, проявляющееся в улучшении прорастания семян, усилении роста и развития растений и, в конечном счете, повышении урожайности, объясняется продуцированием сидерофоров, антибиотиков (типа феназина), регуляторов роста растений и способностью переводить фосфор в доступное состояние.

Спектр применения ризоплана достаточно широк. По данным ВИЗР, БелНИИземледелия, Калининградской, Ульяновской, Тюменской, Томской, Карельской и многих других областных и республиканских станций защиты растений, ризоплан подавляет развитие возбудителей твердой головни, бурой и стеблевой ржавчины, гельминтоспориозной, фузариозной, офиобо- лезной корневых гнилей зерновых, фитофтороза, парши, ризок- тониоза, бактериозов, мокрой и сухих гнилей картофеля, бактериозов капусты, церкоспороза [Кузнецова, Филиппов, 1995; Назарова и др., 1995; Титаренко и др., 1995]. В Краснодарском НИИ овощного и картофельного хозяйства хорошие результаты получены при использовании ризоплана для предпосевной обработки семян репчатого лука, столовой свеклы, томатов [Сторо- жук с соавт., 1995].

В ИБФМ РАН (Пущино) были выделены перспективные штаммы микроорганизмов Р. aureofaciens BS1393 (биопрепарат

Ю

на его основе псевдобактерин-2 (ПС-2)) и Р. putida BS 1398 (биопрепарат на его основе псевдобактерин-3 (ПС-3)). Использование смеси бактериальных препаратов ПС-2 и ПС-3 в северо-восточной части Украины в 1996 г. было эффективным против сеп- ториоза, бурой ржавчины, твердой головни пшеницы. Против мучнистой росы лучшие результаты получены при применениии ПС-2, чем ПС-3 или их смеси [Долгова и др., 1997].

В 1993-1995 гг. биопрепарат псевдобактерин-2 успешно использовали в тепличных хозяйствах для защиты огурцов и томатов от корневых и стеблевых гнилей; в Краснодарском крае получен положительный эффект от применения препарата для защиты яблонь от парши, а также при предпосевной обработке семян озимой пшеницы [Кочетков и др., 1997].

В тепличном хозяйстве КСХП “Россия” в 1996 г. проведены испытания комбинированного препарата на основе псевдобакте- рина-2 с целью замены дорогостоящей термической стерилизации почвы. Комбинированный препарат содержал живые клетки трех штаммов бактерий р. Pseudomonas и двух - бактерий р. Azotobacter. Показано, что обработка почвы не уступает по эффективности пропариванию, но по стоимости в 5 раз дешевле [Кочетков и др., 1997].

Л.Н. Назарова [2002] сообщает, что в Саратовской области на яровой пшенице Л-503 биологическая эффективность протравливания семян агатом-25К в 1996 г. равнялась 66%, 1997 г. - 70%, в 2000 г. - 71% при уровне развития пыльной головни соответственно 2,3; 0,7; 3,2%, прибавка урожая составила 3,3-4,6 ц/га.

В Новосибирском аграрном университете разработана сухая форма препарата РИЦ на основе P.fluorescens (штамм В661). Согласно данным испытаний, предпосевная обработка семян овса и томатов снижала степень поражения корневой системы Fusarium oxysporum и на 40-76% количество пораженных растений. Эффективность против черной ножки составляла до 95%. Биологическая эффективность против сухой гнили составляла 67-93%, фитофторы - 64—72%. РИЦ полностью защищал картофель от мокрой гнили при исходной зараженности клубней фитофторой до 20% [Ермакова, Штершнис, 1994].

В 1993-1995 гг. проведены исследования по эффективности применения на картофеле биопрепарата на основе флуоресцирующих псевдомонад (P.fluorescens, Р. putida Т-89) (препарат ПП) и различных видов азотобактера в смеси с бациллами и псевдомонадами (препарат СП). Биопрепараты способствовали повышению урожая картофеля. Эффективность действия биопрепаратов во многом определялась сортовыми особенностями картофеля и метеорологическими условиями года [Сидоренко и др., 1996].

Штамм Pseudomonas sp. В-6798 показал свою эффективность в качестве основы биопрепарата для увеличения урожая льна и повышения его устойчивости к фузариозу [Гущина, Евдокимов, 2001].

С целью ограничения развития фузариозной корневой гнили семена пшеницы сортов Мироновская 808 и Артемовка обрабатывали штаммами бактерий Р. aurantia 387, Р. aureofaciens 2117, Р. aeruginosa 1901, Pseudomonas sp. 19, Bacillus mesentericus 1701, Вас. polumyxa 636 и полученными из них препаратами. Показано, что обработка семян пшеницы суспензиями бактерий и полученными из них препаратами повышала энергию прорастания и всхожесть семян, ограничивала развитие болезни в условиях вегетационных и полевых опытов, способствовала повышению продуктивности растений.

Говоря об эффективном использовании биологических средств защиты, нельзя не остановиться на проблеме, связанной с разработкой для них таких препаративных форм, которые бы обеспечивали стабильность защитного эффекта и при этом были бы высокотехнологичными. Авторы биопрепаратов предлагают разные пути решения этой проблемы.

В бактериальный препарат Агат-25К со сравнительно невысоким сроком хранения (18 мес) дополнительно вносят гидролизат бактерий Вас. megaterium, содержащий биополимер - поли-Р- гидроксимасляную кислоту, а вместо живых бактерий Р. aureofaciens ВКМ В-1973 Д - их гидролизат. Полученный препарат в отличие от прототипа имеет более длительный срок хранения (3 года против 1,5 лет) и на протяжении всего срока хранения не снижает свою биологическую активность [Пат. РФ 2147181].

Существенный недостаток стандартной суспензии планриза заключается в очень непродолжительном периоде жизнеспособности бактерий на поверхности семян. При 18-20° он не превышает 3 сут, при хранении в холодильнике (4°) достигает 20 сут, для его продления к суспензии препарата добавляли 5% ПВП. Это обеспечивало удовлетворительную прилипаемость бактериальных клеток к семенам. Жизнеспособность псевдомонад сохранялась на близком к исходному уровню в течение 1 мес, тогда как в контроле титр бактерий резко снижался через 2 нед после изготовления суспензии препарата [Боровая, 2001].

Препарат фитоспорин содержит в качестве основы живые клетки Вас. subtilis ВНИИСХМ 128 и наполнитель в количестве 8-2 об.%. Необходимость наполнителя обусловлена его защитным действием для бактериальных клеток при дальнейшем лио- фильном высушивании препарата. В качестве наполнителя в со-

став препарата могут входить сыворотка крови крупного рогатого скота (КРС), молоко, обрат и т.д., предпочтительно сахарозожелатиновая смесь (4% сахарозы, 1% желатины) [Пат. РФ 2099947]. Для получения препарата фитоспорин в жидком виде КЖ сливают и добавляют стабилизатор биомассы (гуми - 0,5-2% или сульфит натрия - 2-6%).

Бактерии р. Azotobacter могут служить основой для производства бактериальных удобрений под различные сельскохозяйственные культуры - огурцы [Пат. РФ 2074157], томаты [А.с. СССР 1359272], зеленные культуры [Пат. РФ 2074159], амарант [Пат. РФ 2074158], ячмень [А.с. СССР 1316189]. Кроме того, бактерии этого рода входят в состав биопрепаратов для повышения почвенного плодородия и урожайности сельскохозяйственных культур [Пат. РФ 2177466], получения регуляторов роста растений [Пат. РФ 2161884].

Курдиш и др. [1999] изучено влияние различных условий хранения культуры Р. aureofaciens УКМ В-111 в высокодисперсных материалах на жизнеспособность и антагонистическую активность штамма к фитопатогенным грибам. Наибольшая численность жизнеспособных клеток бактерий с сохранением физиологической активности популяции наблюдалась при температуре хранения 4° с использованием носителей в ряду: монтмориллонит gt; палыгорскит gt; аэросил А-300.

Таким образом, перечень отечественных бактериальных препаратов, предназначенных для борьбы с инфекциями растений, на сегодняшний день весьма невелик. Поэтому разработки новых эффективных биологических средств защиты растений остаются приоритетными задачами прикладной микробиологии и сельскохозяйственной биотехнологии. Необходимо также упомянуть, что в связи с отходом в другие суверенные государства биохимических заводов “Прогресс” (Казахстан), Запорожского и Новгород-Волынского (Украина), Унгенского (Молдова), научно- исследовательских учреждений ВНИИБМЗР (Молдова), ВНИИГИНТОКС и ВНИИЦ “Биотехника” (Украина) актуальной становится организация регионального производства микробиологических средств.

Анализ литературных источников, представленных в данном обзоре, наглядно демонстрирует, что представители р. Pseudomonas выступают в качестве антагонистов широкого спектра фитопатогенных грибов и бактерий.

мов, важнейшие из которых - выработка антибиотических веществ различной природы, сидерофоров и стимуляторов роста растений. Способность активно заселять ризосферу и филлосфе- ру, присущая псевдомонадам, позволяет считать их перспективными агентами биоконтроля болезней растений. Ряд препаратов на основе псевдомонад, созданных и успешно используемых в России и за рубежом, подтверждает это положение.

Однако многие исследования заканчиваются только односторонним изучением штаммов-антагонистов в условиях in vitro или, в лучшем случае, доводятся до испытания их в качестве агентов биоконтроля в вегетационных опытах. На наш взгляд, чтобы судить о перспективности микробов-антагонистов для применения их в сельском хозяйстве, необходимо иметь полную характеристику изучаемых штаммов. Сюда необходимо включить спектр антагонистической активности бактерий, описание механизмов их положительного влияния на растение, изучение колонизирующей способности культур, испытание биопрепаратов на их основе в условиях вегетационных и полевых опытов на различных растениях.