doi: 10.15389/agrobiology.2023.3.429rus
УДК 579.64.635.21
Работа выполнена при финансовой поддержке проекта «Развитие селекции и семеноводства картофеля в Российской Федерации» Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017-2025 годы.
УРОЖАЙНОСТЬ И ПОРАЖАЕМОСТЬ КАРТОФЕЛЯ
РИЗОКТОНИОЗОМ И ФИТОФТОРОЗОМ ПОД ВЛИЯНИЕМ
ЭНДОФИТНЫХ БАКТЕРИЙ Bacillus thuringiensis W65
И Bacillus amyloliquefaciens Р20
В.К. ЧЕБОТАРЬ1 ✉, А.Н. ЗАПЛАТКИН1, С.В. БАЛАКИНА2,
Н.М. ГАДЖИЕВ2, В.А. ЛЕБЕДЕВА2, А.В. ХЮТТИ3,
Е.П. ЧИЖЕВСКАЯ1, П.С. ФИЛИППОВА4, О.В. КЕЛЕЙНИКОВА1,
М.Е. БАГАНОВА1, В.Н. ПИЩИК1
Для борьбы с фитофторозом и ризоктониозом картофеля (Solanum tuberosum L.) используют химические фунгициды. Однако в связи с многократными обработками фунгицидами резистентность фитопатогенов к ним повышается. Альтернативой химическим фунгицидам служат биофунгициды. Использование штаммов эндофитных бактерий рода Bacillus перспективно для разработки на их основе новых биофунгицидов. Эндофиты, находясь внутри растений, имеют преимущество во взаимодействиях с ними по сравнению с бактериями, занимающими другие экологические ниши. В настоящей работе впервые установлена эффективность экспериментальных образцов препаратов на основе штаммов эндофитных бактерий рода Bacillus при выращивании сортов картофеля, различающихся по устойчивости к фитофторозу, в условиях северо-запада Российской Федерации. Целью работы было изучение влияния экспериментальных образцов препаратов на основе штаммов эндофитных бактерий Bacillus thuringiensis W65 и Bacillus amyloliquefaciens Р20 на урожайность картофеля и поражаемость растений ризоктониозом и фитофторозом. Эндофитные штаммы Bacillus были выделены из внутренних тканей картофеля (Solanum tuberosum L.) сорта Сударыня, устойчивого к раку картофеля. При росте на агаризованных средах они обладали антагонистической активностью к фитопатогенам — возбудителям фитофтороза Phytophthora infestans (Mont. de Bary) и ризоктониоза Rhizoctonia solani (Kühn.). Полевые мелкоделяночные опыты были проведены в 2020-2021 годах на опытном поле ФГБНУ Ленинградский НИИ сельского хозяйства «Белогорка» (д. Белогорка, Ленинградская обл., Гатчинский р-н). Схема опыта включала следующие варианты: чистый контроль (без обработок); химический контроль — обработки химическими фунгицидами Селест Топ, КС («Сингента», Россия), Манкоцеб, СП («Агрорус и Ко», Россия), Рапид Дуэт, СП («Агрорус и Ко», Россия), Инфинито, КС («Bayer Crop Science», Германия), Зуммер, КС («ООО «КРОПЭКС», Россия) и десикантом Голден Ринг («Агро Эксперт Груп», Россия); биологический контроль — БисолбиСан, Ж («БИСОЛБИ ИНТЕР», Россия), биофунгицид на основе штамма ризосферных бактерий Bacillus subtilis Ч-13; экспериментальные образцы препарата на основе штаммов B. thuringiensis W65 и B. amyloliquefaciens Р20. Выращивали сорта картофеля с различной устойчивостью к фитофторозу — Чароит (устойчивый) и Гусар (восприимчивый). Оценивали динамику роста и развития растений, урожайность и поражаемость ризоктониозом и фитофторозом. Статистическую обработку полученных результатов (расчеты средних и их стандартных ошибок, дисперсионный анализ ANOVA, тест Дункана) проводили с использованием программы Statistica 10 («StatSoft, Inc.», США). При инокуляции экспериментальными образцами препаратов на основе штаммов B. amyloliquefaciens Р20 и B. thuringiensis W65 продолжительность цветения растений картофеля увеличилась на 8-13 сут по сравнению с контролем. Урожайность клубней также увеличилась на 7,9-14,6 % (p < 0,05). Наибольшая прибавка урожайности была зарегистрирована у сорта Гусар в 2020 году. При инокуляции экспериментальными образцами препаратов на основе B. amyloliquefaciens Р20 и B. thuringiensis W65 изменилась структура урожая, увеличился выход фракции крупных клубней на 22,5-30,6 % (p < 0.05) у картофеля сорта Чароит. Применение экспериментальных образцов препаратов на основе B. amyloliquefaciens Р20 и B. thuringiensis W65 не оказало достоверного влияния на развитие ризоктониоза в мелкоделяночных опытах. Однако была отмечена эффективность препарата на основе B. amyloliquefaciens Р20 (42,8 %) в снижении развития фитофтороза на сорте картофеля Чароит. Препарат эндофитных бактерий на основе штамма B. amyloliquefaciens Р20 может быть рекомендован для дальнейших испытаний в производственных полевых опытах при выращивании картофеля в интегрированной системе защиты совместно с химическими фунгицидами и индукторами системной устойчивости растений.
Ключевые слова: эндофитные бактерии, Bacillus thuringiensis W65, B. amyloliquefaciens Р20, биофунгициды, урожай клубней, картофель, ризоктониоз, фитофтороз.
V.К. Chebotar1 ✉, A.N. Zaplatkin1, S.V. Balakina2, N.M. Gadzhiev2,
V.A. Lebedeva2, A.V. Khiutti3, E.P. Chizhevskaya1, P.S. Filippova4,
O.V. Keleinikova1, M.E. Baganova1, V.N. Pishchik1
Chemical fungicides are chemicals used to combat late blight and potato rhizoctoniosis. However, due to repeated treatments, the resistance of plant pathogens to fungicides increases. Biofungicides serve as an alternative to chemical fungicides. The use of strains of endophytic bacteria of the genus Bacillus is promising for the development of novel biofungicides. Endophytes, being inside plants, have an advantage in interactions with the plant compared to bacteria occupying other ecological niches. In this work, for the first time, the effectiveness of experimental samples of preparations based on strains of endophytic bacteria of the genus Bacillus was established when growing potato (Solanum tuberosum L.) varieties differing in resistance to late blight in the conditions of the North-West of the Russian Federation. It is known that the effectiveness of the use of endophytes with biocontrol activity differed in the field when growing potatoes, while the varietal responsiveness of potatoes to biocontrol agents has not been sufficiently studied. The aim of the research was to study the effect of experimental samples of preparations of endophytic bacteria B. thuringiensis W65 and B. amyloliquefaciens P20 on the yield and infection of potato plants with rhizoctoniosis and late blight. Strains of endophytic bacteria B. thuringiensis W65 and B. amyloliquefaciens P20 isolated from potatoes had antagonistic activity to phytopathogens-pathogens of late blight Phytophthora infestans (Mont. de Bary) and rhizoctoniosis Rhizoctonia solani (Kuhn.) when growing on agar media. Small-scale field experiments (2020-2021) were conducted at the experimental field of the Leningrad Research Agriculture Institute Belogorka. The experiment scheme included the following options: clean control — no treatments; chemical control — treatment with chemical fungicides: CELEST® Top, SC (Syngenta, Russia), Mankoceb, WP (AgroRus and Co., Russia), Rapid Duo,WP (AgroRus and Co., Russia), Infinito, SC (Bayer Crop Science, Germany), Buzzer, SC (CROPEX, Russia) and desiccant Golden Ring (Agro Еxpert group, Russia); biological control — BisolbiSan (BISOLBI INTER, Russia), the biofungicide based on rhizospheric bacteria Bacillus subtilis Ch-13; experimental sample of the preparation B. thuringiensis W65, experimental sample of the preparation B. amyloliquefaciens P2. Two potato varieties, Charoit (resistant to late blight) and Gusar (susceptible to late blight), were used. In the experiments, the dynamics of plant growth and development, yield and infection of potato plants with rhizoctoniosis and late blight were evaluated. Statistical treatment of the obtained results (calculations of averages and their standard errors, ANOVA analysis of variance, Duncan’s test, was carried out using the Statistica 10 program («StatSoft, Inc.», USA). When inoculated with experimental samples of B. amyloliquefaciens P20 and B. thuringiensis W65, the duration of flowering of potato plants increased by 8-13 days compared to the control. The potato tuber harvest also increased by 7.9-14.6 % (p < 0.05). The largest increase in yield was registered on the Gusar variety in 2020. It was found that responses of potato varieties to inoculation with experimental samples of B. amyloliquefaciens P20 and B. thuringiensis W65 preparations differed. The yield of potato tubers of the Charoit variety mainly increased due to an increase in the average weight of one tuber while the yield of the Gusar variety increased due to an increase in the number of tubers per plant. When inoculated with experimental samples of B. amyloliquefaciens P20 and B. thuringiensis W65, the crop structure changed, the yield of the large tuber fraction increased by 22.5-30.6 % (p < 0.05) in Charoit variety. The use of experimental samples of B. amyloliquefaciens P20 and B. thuringiensis W65 did not have a significant effect on the development of rhizoctoniosis in small-scale experiments. The B. amyloliquefaciens P20-based preparation showed 42.8 % biological efficacy in reducing the development of late blight on the potato variety Charoit. Preparation of endophytic bacteria based on B. amyloliquefaciens P20 can be recommended for further testing in commercials field trials when growing potatoes in an integrated protection system together with chemical fungicides and inducers of systemic plant resistance.
Keywords: endophytic bacteria, Bacillus thuringiensis W65, Bacillus amyloliquefaciens P20, biofungicides, tuber harvest, potatoes, rhizoctoniosis, late blight.
1ФГБНУ Всероссийский НИИ сельскохозяйственной |
Поступила в редакцию |
