doi: 10.15389/agrobiology.2016.3.335rus

УДК 633.111.1:577.152.31:577.151.64

Работы по выделению эндофитных и ризобактерий, изучению их фунгицидных свойств, способности продуцировать ауксины и различные ферменты, а также эффективности эндофитных и ризобактерий в вегетационных опытах выполнены при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 14-16-00146), работа по изучению эффективности эндофитных и ризобактерий в полевых опытах с яровым ячменем выполнена при государственной финансовой поддержке ведущих университетов Российской Федерации (субсидия 074-U01).

 

МИКРОБНЫЕ ПРЕПАРАТЫ НА ОСНОВЕ ЭНДОФИТНЫХ И РИЗОБАКТЕРИЙ, КОТОРЫЕ ПЕРСПЕКТИВНЫ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ У ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ (Hordeum
vulgare
L.) И ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР

В.К. ЧЕБОТАРЬ1, 2, А.Н. ЗАПЛАТКИН1, А.В. ЩЕРБАКОВ1, 2,
Н.В. МАЛЬФАНОВА2, А.А. СТАРЦЕВА3, Я.В. КОСТИН3

Используемый нами подход, предполагающий сочетание эндофитных и ризобактерий при разработке микробных препаратов для растениеводства, позволяет формировать самодостаточные растительно-микробные системы, повышая эффективность сельскохозяйственного производства и снижая экологическую нагрузку на окружающую среду. В статье представлены данные по свойствам перспективных штаммов эндофитных и ризобактерий и их эффективности в вегетационных и полевых опытах. Ризобактерии выделяли из корней растений томата (Solanum lycopersicum L.) сорта Белла, эндофитные бактерии — из внутренних тканей стебля борщевика (Heracleum sphondylium L.). Для видовой идентификации изучаемых штаммов бактерий определяли нуклеотидные последовательности гена 16S-рРНК, а также культурально-биохимические свойства. В вегетационных опытах использовали среднеспелый сорт салата (Lactuca sativa L.) Ералаш и раннеспелый сорт редиса (Raphanus sativus L.) Дуро. Показано, что штамм BacillussubtilisTR6 был активен против всех тестируемых фитопатогенных грибов. Зоны ингибирования составляли 17,4-48,2 мм. Практически все исследуемые штаммы были способны продуцировать ауксины, кроме штамма TR7. Наибольшая продукция ауксинов наблюдалась у штаммов TR9 и TR1 — соответственно 12,3 и 20,1 мкг/мл среды. Три из пяти изученных штаммов (B. subtilis НС8, B. subtilis B2G и Azotobacter chroococcum AZ7) достоверно увеличивали (на 15,2-34,2 %) биомассу у салата. Штаммы B. subtilis Ч-13 и B. subtilis TR6 недостоверно увеличивали урожай зеленой массы салата. Среди изученных штаммов следует отметить B. subtilis НС8, который достоверно увеличивал (на 15,2-42,1 %) урожай редиса и салата в вегетационных опытах. Применение микробных препаратов на основе эндофитных и ризобактерий может быть эффективным  перспективным элементом современных технологий выращивания ячменя (Hordeum vulgare L.), существенно снижая себестоимость производства и улучшая эффективность применения минеральных удобрений при его возделывании. Так, урожай зерна ячменя сорта Данута (2-летние полевые опыты) при применении микробных препаратов на основе эндофитных и ризобактерий достоверно увеличился на 23,8-43,9 % по сравнению с контролем и на 11-29 % по сравнению с фоном, где вносились только минеральные удобрения. Эффективность использования азота из минерального удобрения при инокуляции семян ячменя перспективными штаммами эндофитных и ризобактерий увеличивалась на 11,7-22,1 %, фосфора на 5,1-10,3 %, калия на 10,2-19,4 %.

Ключевые слова: эндофитные и ризобактерии, микробные препараты, бациллы, фунгицидная активность, стимуляция роста, урожай зерна, коэффициент использования минеральных удобрений.

 

Полный текст

 

MICROBIAL PREPARATIONS ON THE BASIS OF ENDOPHYTIC AND RHIZOBACTERIA TO INCREASE THE PRODUCTIVITY IN VEGETABLE CROPS AND SPRING BARLEY (Hordeum vulgare L.), AND THE MINERAL FERTILIZER USE EFFICIENCY

V.K. Chebotar'1, 2, A.N. Zaplatkin1, A.V. Shcherbakov1, 2,
N.V. Mal'fanova2, A.A. Startseva3, Ya.V. Kostin3

We use an approach involving a combination of endophytic and rhizobacteria in the development of microbial preparations for crop production, which allows to create self sufficient plant-microbe systems, enhancing agricultural production and reducing the environmental burden. The article presents data on the properties of promising strains of endophytic and rhizobacteria and their efficiency in pot and field experiments. Rhizobacteria were isolated from the roots of tomato plants (Solanum lycopersicum L.) cultivar Bella, endophytic bacteria from internal tissues of hogweed (Heracleum sphondylium L.) stem. Identification of the studied bacterial strains was determined by nucleotide sequences of the 16S rRNA gene, and on cultural and biochemical properties. Middle grade lettuce (Lactuca sativa L.) variety Eralash and early maturing variety Duro of radish (Raphanus sativus L.) were used in pot experiments. It was shown that the Bacillus subtilis strain TR6 was active against all tested phytopathogenic fungi. Zones of inhibition varied from 17.4 to 48.2 mm. Almost all of the studied strains were capable of producing auxins, except strain TR7. Highest auxin production was observed in strains TR1 and TR9 — 12.3 and 20.1 µg/ml of medium respectively. Three of the five studied strains (B. subtilis НС8, B. subtilis B2G and Azotobacter chroococcum AZ7) significantly (by 15.2-34.2 %) increased the biomass of the lettuce. The strains of B. subtilis Ch-13 and B. subtilis TR6 increased the yield of lettuce but insignificantly. Among the studied strains, B. subtilis НС8 should be noted, which significantly (by 15.2-42.1 %) increased harvest of radishes and lettuce in pot experiments. Application of microbial preparations based on endophytic and rhizobacteria can be effective promising element of modern technologies of barley (Hordeum vulgare L.) cultivation, significantly reducing production costs and improving the efficiency of application of mineral fertilizers for its cultivation. Thus, the grain yield of barley variety Danuta (2-year field experiments) due to application of microbial preparations on the basis of endophytic and rhizobacteria has been increased by 23.8-43.9 % compared to the control and by 11-29 % compared to mineral fertilizers. Due to inoculation of barley seeds with promising strains of the endophytic and of rhizobacteria the efficiency of nitrogen, phosphorus and potassium use from mineral fertilizers increased by 11.7-22.1 %, 5.1-10.3 %, and 10.2-19.4 %, respectively.

Keywords: endophytic and rhizobacteria, microbial preparations, bacilli, fungicidal activity, plant growth promotion, grain yield, mineral fertilizers use efficiency.

 

1ФГБНУ Всероссийский НИИ сельскохозяйственной
микробиологии,

196608 Россия, г. Санкт-Петербург—Пушкин,
ш. Подбельского, 3,
е-mail: vladchebotar@rambler.ru;
2Университет ИТМО (Санкт-Петербургский
национальный исследовательский университет
информационных технологий, механики и оптики),

191002 Россия, г. Санкт-Петербург,
ул. Ломоносова, 9;
3ФГБОУ ВПО Рязанский государственный
агротехнологический университет им. П.А. Костычева,

390044 Россия, г. Рязань, ул. Костычева, 1,
e-mail: alestarceva@yandex.ru

Поступила
в редакцию
24 апреля 2015 года

 

Оформление электронного оттиска

назад в начало