Вплив біологічних препаратів на чисельність мікроміцетів ризосферного ґрунту рослин ячменю ярового

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інститут агроекології та природокористування НААН

ВПЛИВ БІОЛОГІЧНИХ ПРЕПАРАТІВ НА ЧИСЕЛЬНІСТЬ МІКРОМІЦЕТІВ РИЗОСФЕРНОГО ҐРУНТУ РОСЛИН ЯЧМЕНЮ ЯРОГО

І.І. Мосійчук, І.В. Безноско,

Т.М. Горган, Л.В. Гаврилюк,

В.О. Мінералова

м. Київ

Annotation

INFLUENCE OF BIOLOGICAL PREPARATIONS ON THE NUMBER MICROMYCETES OF RHIZOSPHERIC SOIL THE SPRING BARLEY PLANTS

І. Mosiychuk I. Beznosko T. Gorgan L. Havrylyuk V. Mineralova

Institute of Agroecology and Environmental Management of NAAS, Kyiv

Biological preparations have the ability to regulate the life processes of plants and soil microflora, to mobilize potential opportunities formed in the genome thanks to nature and selection. Therefore, the purpose of our study was to investigate the influence of biological preparations Oracle multicomplex, Pennant 2 and the mixture Oracle multicomplex - Pennant 2 to the number of rhizosphere soil micromycetes of different varieties of Sebastian and Helios spring barley. The number of micromycetes in the rhizosphere soil of spring barley was the lowest during the effect of the mixture of Oracle multicomplex - Vimpel 2 preparations, which was from 5.0 to 7.0 million CFU g/soil. The number of micromycetes in the rhizosphere soil of spring barley also decreased significantly under the influence of the Oracle multicomplex preparations, which averaged 5.5 million CFU/g of soil and Vimpel 2. Their number under sowing of both varieties reached 6.0-8.0 million CFU/g soil. At the same time, the number of micromycetes was 1.5-2 times higher on the control version. In the budding and flowering phase, 9 genera of micromycetes parasitized the control variant: Fusarium spp., Chaetomium spp., Cladosporim spp., Alternaria spp., Aspergillus spp., Trichoderma spp., Acremonium spp., Bipolaris spp. and Penicillium spp. Their frequency of occurrence was up to 20 % on the Sebastian variety and up to 15 % on the Helios variety. In the ripening phase, the number of rhizosphere soil micromycetes increases and the frequency of occurrence of these species increases significantly to 70 %. During the action of Oracle multicomplex, Vympel 2 and their mixture, a smaller number of species of rhizosphere soil micromycetes was observed with a significantly lower frequency of occurrence, which reached 4-35 %. The spring barley variety Helios is able to have a greater effect on the number of micromycetes in the rhizosphere soil compared to the Sebastian variety under the influence of biological preparations. It depends on the properties of the variety's plants, which are characterized by a certain set of physiological and biochemical characteristics that affect the number and quantitative composition of soil micromycetes. The use of these drugs in crops will help reduce the accumulation of infectious structures in agrocenoses and provide an opportunity to obtain ecologically clean, high-quality organic products.

Key words: agrocenosis, colony-forming units (CFU), frequency of occurrence, phases of ontogenesis, genera of micromycetes, preparations and their mixtures.

Анотація

Біологічні препарати здатні регулювати процеси життєдіяльності рослин і ґрунтової мікрофлори, мобілізувати потенційні можливості, закладені у геномі природою і селекцією. Тому метою нашого дослідження було дослідити вплив біологічних препаратів Оракул мультикомплекс, Вимпел 2 та суміші Оракул мультикомплекс - Вимпел 2 на чисельність мікроміцетів ризосферного ґрунту різних сортів ячменю ярого Себастьян і Геліос. Чисельність мікроміцетів ризосферного ґрунту ячменю ярого була найнижчою під час дії суміші препаратів Оракул мультикомплекс - Вимпел 2, що становила від 5,0 до 7,0 млн КУО г/ґрунту. Також істотно знижувалася чисельність мікроміцетів ризосферного ґрунту рослин ячменю ярого під час дії препаратів Оракул мультикомплекс, яка становила в середньому 5,5 млн КУО/г ґрунту та Вимпел 2, де їх кількість під посівом обох сортів сягала 6,0-8,0 млн КУО/г ґрунту. Водночас на контрольному варіанті чисельність мікроміцетів була в 1,5-2 рази вищою. У фазі кущення та цвітіння на контрольному варіанті паразитувало 9 родів мікроміцетів: Fusarium spp., Chaetomium spp., Cladosporim spp., Alternaria spp., Aspergillus spp., Trichoderma spp., Acremonium spp., Bipolaris spp. та Penicillium spp., де їх частота трапляння була до 20 % на сорті Себастьян та до 15 % на сорті Геліос. У фазі дозрівання чисельність мікроміцетів ризосферного ґрунту зростає та частота трапляння цих видів істотно підвищується до 70 %. Під час дії препаратів Оракул мультикомплекс, Вимпел 2 та їхньої суміші спостерігали меншу кількість видів мікроміцетів ризосферного ґрунту з істотно нижчою частотою трапляння, що сягала 4-35 %. Сорт ячменю ярого Геліос під час дії біологічних препаратів здатний більшою мірою впливати на чисельність мікроміцетів у ризосферному ґрунті порівняно із сортом Себастьян. Це залежить від властивостей рослин сорту, які характеризуються певним набором фізіолого-біохімічних ознак, що впливали на чисельність та кількісний склад мікроміцетів ґрунту. Використання цих препаратів у посівах сприятиме зниженню накопичення інфекційних структур в агроценозах та надасть можливість отримати екологічно чисту високоякісну органічну продукцію.

Ключові слова: агроценоз, колонієутворювальні одиниці (КУО), частота трапляння, фази онтогенезу, роди мікроміцетів, препарати та їхні суміші. біологічний препарат ячмінь мікроміцет

Вступ

Ячмінь ярий є однією із основних сільськогосподарських культур. Його площі посівів сягають понад 1,6 млн га [1]. Зерно ячменю - цінний концентрований корм для тварин, сировина для пивоваріння та виробництва перлової і ячної круп, а також широко застосовують у спиртовій, кондитерській та інших галузях легкої промисловості [2].

Однак досягнутий рівень його культивування не повною мірою задовольняє потреби народного господарства у високоякісному пивоварному, продовольчому та фуражному зерні. Однією з причин недобору врожаю в Україні є його ураження фітопатогенними мікроміцетами: втрати врожаю насіння від хвороб можуть досягати 75 %. І як наслідок, однією з найважливіших складників технологій вирощування рослин є їх захист від фітопатогенних мікроорганізмів [3]. Інтенсивне використання хімічних засобів захисту рослин має негативний вплив на довкілля та якість отриманої продукції. Постійно підвищується резистентність збудників хвороб до хімічних речовин, а препарати з часом втрачають свою ефективність. Фунгіциди хімічного походження часто негативно впливають на рослини і спричиняють уповільнення їх росту, а іноді призводять до припинення їх розвитку [4, 5].

Вочевидь, надійною гарантією екологічної безпеки може бути застосування біологічних засобів захисту та регуляторів росту рослин, які, на відміну від пестицидів хімічного синтезу, після внесення в агроекосистему призводять до якісних та кількісних змін серед компонентів біоти. Використання в сучасних технологіях мікробіологічних препаратів не тільки підвищує стійкість рослин до фітопатогенів, продуктивність і якість продукції, але і сприяє оздоровленню агроценозів від шкідливої дії хімічних препаратів. На сучасному етапі розвитку сільськогосподарського виробництва в інтегрованих системах захисту рослин використання біологічного методу набуває дедалі більшого поширення, оскільки він базується на застосуванні нових ефективних та екологічно безпечних мікробіологічних препаратів і регуляторів росту й розвитку рослин, які здатні спрямовано регулювати процеси життєдіяльності рослин і ґрунтової мікрофлори, мобілізувати потенційні можливості, закладені в геномі природою і селекцією [6].

Однак біопрепарати мають різний спектр дії, і не завжди передпосівна інокуляція насіння мікробними препаратами є дієвим засобом, тому актуальним напрямом досліджень є визначення впливу біологічних препаратів на чисельність ґрунтових мікроміцетів в агроценозах ячменю ярого.

Для підвищення продуктивності сільськогосподарських посівів ячменю ярого актуальним є застосування сучасних сортів та добрив природного походження [7-10]. Сорт із комплексною стійкістю проти хвороб може дати приріст урожайності в 1-1,5 т/га без застосування засобів захисту порівняно із сортами, які уражуються збудниками хвороб [11]. Тому для подальших досліджень ми обрали один сорт вітчизняної селекції Геліос та інший -зарубіжної селекції Себастьян, що характеризується груповою стійкістю до комплексу хвороб та високими показниками врожайності за 2021 р.

З 2001 р. на українському ринку мікродобрив значного поширення набувають альтернативні препарати без вмісту ЕДТА у своєму складі. До таких належать продукти компанії ТОВ «Долина» [12], зокрема: рідке мікродобриво Оракул мультикомплекс, що містить макрота мікроелементи в достатній кількості для забезпечення рослин основними поживними речовинами та Вимпел 2 - комплексний природно-синтетичний препарат, що є інгібітором хвороб. Ці препарати почали широко використовувати для покращення росту і розвитку рослин та підвищення урожайності, оскільки препарати Оракул мультикомплекс та Вимпел 2 здатні захистити рослини від хвороб шляхом посилення імунітету, стимуляції природної здатності рослини чинити опір хворобам. Завдяки підвищенню імунітету ураженість рослин знижується в 1,5-2 рази. Це дає підстави вважати, що ці препарати можуть впливати на чисельність мікроміцетів в агроценозах ячменю ярого.

Метою наших досліджень було дослідити вплив біологічних препаратів Оракул мультикомплекс, Вимпел 2 та суміші Оракул мультикомплекс - Вимпел 2 на чисельність мікроміцетів ризосферного ґрунту різних сортів ячменю ярого Себастьян і Геліос.

Завдання дослідження - визначати чисельність мікроміцетів та частоту трапляння родів мікроміцетів у ризосферному ґрунті різних сортів ячменю ярого під час дії біологічних препаратів.

Матеріали і методи досліджень

Дослідження здійснювали впродовж вегетаційного періоду на базі тимчасового польового досліду, що розташований у Сквирській дослідній станції органічного виробництва (Київська область).

Територія Сквирської дослідної станції характеризується помірно-теплим, помірно-вологим кліматом, який є спрятливим для росту і розвитку рослин ячменю ярого. Загальновідомо, що на онтогенез рослин та поширення і розвиток хвороб суттєво впливає температура і кількість опадів. Інтегрованим показником цих факторів є гідротермічний коефіцієнт (ГТК, коефіцієнт Г. Т. Селянінова).

Зенові культури, зокрема ячмінь ярий добре розвиваються, якщо показник ГТК 1,0-1,5 (достатнє зволоження). Проте якщо ГТК >1,0, різко зростає ймовірність розвитоку альтернаріозу, фузаріозів та інших хвороб рослини.

1. Характеристика погоднихумов дослідних станцій за гідротермічним коефіцієнтом протягом вегетаційного періоду

Примітки: ГТК >1 - достатнє зволоження; ГТК 0,8-1,0 - помірне зволоження; ГТК 0,6-0,7 - недостатнє зволоження

За результатами підрахунку ГТК, що представлений у табл. 1, можна зробити висновки, що вегетаційний період 2021 року в Київській обл. був достатньо зволожений у квітні-травні, де ГТК становило1,7-1,8. Несприятливі погодні умови, такі як перезволоження, сприяли збільшенню чисельності мікроміцетів ґрунту.

Зразки ризосферного ґрунту відбирали згідно з ДСТУ 7847:2015 [13]. Для визначення кількості мікроорганізмів у ґрунті з досліджуваної території відбирали від 3 до 7 окремих проб масою 100200 г та готували середню пробу ґрунту.

Схему досліду для визначення чисельності мікроміцетів у ризосферному ґрунті під посівом ячменю ярого під час дії різних біологічних препаратів було закладено рендомізованим способом, де в ній містились ділянки з Вимпелом 2, Оракул мультикомплекс, Вимпел 2 - Оракул мультикомплекс та контроль (вода).

Чисельність мікроміцетів у ризосфері рослин ячменю ярого сортів Себастьян і Геліос визначали до внесення добрив (посів насіння) та у фазах: кущення, цвітіння, дозрівання методом розведення і глибинного посіву ґрунтової суспензії на поживних середовищах (ДСТУ 4287:2004, 2005) [14]. Дослідження були проведені в лабораторії біоконтролю агроекосистем та органічного виробництва Інституту агроекології і природокористування.

Для контрольної та дослідної вибірок вираховують середньоарифметичне значення та середньоквадратичне відхилення, за якими обчислюють для кожної вибірки коефіцієнт варіації С:

де Дельта - середньоквадратичне відхилення; Х ср - середньоарифметичне значення.

У разі отримання значення коефіцієнта варіації понад 15% хоча б для однієї із вибірок, експеримент повторюють. При значенні коефіцієнта варіації для кожної із вибірок менше чи на рівні 15 % результат вважають статистично значимим. Під час підрахунку колоній вибирають те розведення, де їхня кількість не перебільшує 50-150 [15].

Кількість колоній, які виросли, підраховують за допомогою автоматичного лічильника SCAN4000 (Interscience, France). При більшій кількості колоній і їхнього рівномірного розташування дно чашки Петрі умовно ділять на 4 або більше однакових секторів, рахують кількість колоній у двох -трьох секторах (але не менше, ніж на 1/3 поверхні чашки), знаходять середнє арифметичне число колоній і множать на загальну кількість секторів на одній чашці.

Чисельність мікроорганізмів у розрахунку на 1 г сухого ґрунту (Х) в КУО обчислюють за формулою:

де Х - кількість клітин в 1 г сухого ґрунту; a - середня кількість підрахованих колоній, од.; b - коефіцієнт вологості, розрахований згідно з ДСТУ ISO 11465-2001 [16]; 10ⁿ - коефіцієнт розведення; V - об'єм суспензії, що взяли для посіву, см³.

Ізоляти мікроскопічних грибів відповідно до роду та виду було ідентифіковано на біологічному мікроскопі ДН-200Д. Ідентифікацію фітопатогенних грибів проводили за допомогою визначників [17-21]. Латинські назви грибів узгоджуються з Fungal Databases Nomenclature and Species Banks (URL-адреса: https://www.mycobank.org).

Показник частоти трапляння (ЧТ) деяких видів грибів на насінні різних культур розраховували за формулою, відповідною [22]:

де А - частота трапляння видів; В - кількість зразків, у яких виявлено цей вид; С - загальна кількість виділених видів.

Було проведено однофакторний дисперсійний аналіз ANOVA. Різниця між контрольними і експериментальними показниками вважалася значною, якщо ймовірність різниці становила P<0,05.

Результати досліджень та їх обговорення

Встановлено, що чисельність мікроміцетів ризосферного ґрунту різних сортів ячменю ярого істотно різнилася залежно від дії різних біологічних препаратів (рис. 1).

Рис. 1 Чисельність мікроміцетів ризосферного ґрунту в агроценозах ячменю ярого під час дії різних біологічних препаратів