Проведено исследование антифунгальной активности и учет численности в процессе хранения биопрепарата на основе штамма Bacillus subtilis BZR 336g, иммобилизованного на гранулированном минеральном удобрении широкого спектра применения.
Ключевые слова: бактерии-антагонисты, фитопатогенные грибы, штамм-продуцент биопрепарата, Fusarium oxysporum var orthoceras, минеральные удобрения, иммобилизованные бактерии.
The investigation of antifungal activity and counts during storage of biopreparation on the base of the strain Bacillus subtilis BZR 336g, immobilized on a granulated fertilizers wide range of applications.
Keywords: Bacteria-antagonists, phytopathogenic fungi, strain-producer of biopreparation, Fusarium oxysporum var. orthoceras, chemical fertilizers, immobilized bacterium.
Химический метод, бесспорно, продолжает оставаться важнейшим средством оперативного сдерживания патогенов, однако, уже в настоящее время возможно эффективное использование активных штаммов, правильно подобранных к конкретным условиям определенного хозяйства в качестве биологических средств защиты растений, являющихся дополнением, а иногда и альтернативой химическим средствам [1, 2]. Именно биологический способ защиты растений, в отличие от химического, не нарушает микробиологический состав почвы и не способствует накоплению токсичных химических соединений в грунте, плодах, зерне и других частях растения [3].
Настоящая работа направлена на совмещение комплексных минеральных удобрений широкого спектра использования с опытным образцом биопрепарата на основе бактерии Bacillus subtilis BZR 336g как совместного продукта, который впоследствии, возможно, позволит решить несколько проблем: повышение плодородия почвы за счет внесения в нее дополнительных питательных элементов и защиты растений от ряда экономически значимых заболеваний.
Цель работы – исследование антифунгальной активности в отношении гриба Fusarium oxysporum var. orthoceras (App. et Wr.) Bilai и учет количества колониеобразующих единиц штамма-продуцента биопрепарата B. subtilis BZR 336g, адсорбированного на минеральном удобрении, в зависимости от способа и температуры высушивания гранул.
Объекты исследования: штамм бактерии B. subtilis BZR 336g из рабочей коллекции лаборатории создания микробиологических средств защиты растений и коллекции микроорганизмов ВНИИБЗР [4] и минеральное удобрение ОМУ (производитель: «Буйские удобрения») в виде гранул.
Жидкую культуру (ЖК) опытного образца биопрепарата наносили на гранулы минерального удобрения из расчета 1:5 (6 вариантов) и 1:10 (1 вариант). Для равномерного распределения ЖК на поверхности гранул колбы встряхивали на шейкере в течение 20 мин. и 180 об./мин. [5]. Далее осуществляли высушивание гранул двумя способами и при трех различных вариантах температурного режима в течение 24 ч. Схема представлена в таблице 1.
Таблица 1
Схема закладки опыта
|
Способ высушивания гранул после нанесения жидкой культуры на основе B. subtilis BZR 336g |
Температура высушивания, оС |
||
|
Встряхивание |
+24.0 |
+35.0 |
+60.0 |
|
Сушка на фильтровальной бумаге |
+24.0 |
+35.0 |
+60.0 |
По завершению процесса сушки определяли количество адсорбированных колониеобразующих единиц и оценку их антифунгальной активности. Для определения численности адсорбированных бактериальных клеток в процессе хранения использовали метод Коха [6]. Оценку антифунгальной активности штамма-продуцента биопрепарата B. subtilis BZR 336g в отношении F. oxysporum var. orthoceras в процессе хранения производили ежемесячно.
В результате проведенных исследований установлено, что динамика численности имела схожую тенденцию во всех вариантах опыта, ни в одном варианте не отмечено значительного снижения численности бактериального агента в сравнении с начальным титром. В вариантах сушки гранул удобрения на фильтровальной бумаге титр за 5 месяцев хранения несколько возрос с 9,15Х106 до 9,72Х106 КОЕ/мл при температуре хранения +24,0 ⁰С, при температуре +35,0 ⁰С и +60,0 ⁰С снизился с 1,42 Х 107 до 6,15 Х 106 КОЕ/мл и с 1,16 Х 107 до 5,44 Х 106 КОЕ/мл соответственно. Снижение титра продемонстрировал вариант с количеством инокулята 1:10 с 8,30 Х 106 до 7,14 Х 106 КОЕ/мл. В случае сушки в термостатируемом шейкере при постоянном перемешивании гранул титр снизился за 5 месяцев хранения с 1.04 Х 107 до 9.90 Х 106 КОЕ/мл при температуре хранения +24.0 ⁰С, с 1,78 Х 107 до 8,63 Х 106 КОЕ/мл при +35,0 ⁰С, так же наблюдалось снижение титра с 1,66 Х 107 до 1,08 Х 107 КОЕ/мл при +60,0 ⁰С.
Антифунгальная активность гранул удобрения с нанесением ЖК на основе штамма B. subtilis BZR 336 g незначительно снизилась в процессе хранения во всех вариантах опыта. Уменьшение диаметра зоны ингибирования (зона задержки роста F. oxysporum var. orthoceras вокруг гранулы минерального удобрения на твердой питательной среде)отмечено в вариантах сушки на фильтровальной бумаге с 9 до 8 мм при +24,0 ⁰С (1:5), с 13 мм до 7 мм при +35,0 ⁰С, с 9 мм до 7 мм при +60,0 ⁰С и с 8 мм до 9 мм при +24,0 ⁰С (1:10).
Из полученных данных можно судить об отсутствии прямой зависимости антифунгальной активности бактерий-антагонистов от температуры и способа высушивания гранул удобрения. Антифунгальная активность по большей части зависела от сезонных колебаний численности микроорганизмов.
Наиболее высокая антифунгальная активность в отношении F. oxysporum var. orthoceras наблюдалась в варианте с высушиванием на фильтровальной бумаге при температуре +24,0 ⁰С и с меньшей дозой инокулята, что свидетельствует о слабой зависимости антифунгальной активности от объема ЖК биопрепарата, в связи с чем можно предположить, что эффективность определяется количеством адгезированных клеток именно на поверхности гранул.
Таким образом, лучшими условиями сохранения численности адсорбированных клеток на поверхности гранул минерального удобрения «ОМУ» при высушивании по результатам исследования является способ перемешивания гранул при температуре +60,0 ⁰С в орбитальном шейкере.
Литература:
1. Терещенко Н.Н. Бактериальные удобрения: проблемы и перспективы применения // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2007. - № 7. – С. 14-20.
2. Mona Zayed S. Improvement of growth and nutritional quality of Moringa oleifera using different biofertilizers // Annals of Agricultural Sciences. – 2012. – Volume 57, № 1. – P. 53-62.
3. Шакин А.П., Хрянин В.Н., Салтанова А.И., Разоренова Г.А. Применение бактериальных удобрений при выращивании сельскохозяйственных культур // Известия ПГПУ «Естественные науки». – 2006. - № 1 (5). – С. 71-73.
4. Асатурова А.М. Отбор перспективных агентов биологического контроля для защиты озимой пшеницы от возбудителей фузариоза А.М. Асатурова, В.М. Дубяга, Н.С. Томашевич, М.Д. Жарникова // Электронный политематический научный журнал КубГАУ, 2012, №75(1). Режим доступа [http://ej.kubagro.ru/2012/01/pdf/37.pdf].
5. Alejandro Pérez-García, Diego Romero, Antonio de Vicente. Plant protection and growth stimulation by microorganisms: biotechnological applications of Bacilli in agriculture // Current Opinion in Biotechnology. – 2011. – Volume 22. - № 2, - Р. 187-193.
6. Нетрусов Ф.И. Практикум по микробиологии / Ф.И. Нетрусов, М.А. Егорова, Л.М. Захарчук [и др.]. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 608 с.
