Моделирование эффективности штаммов bacillus subtilis в зависимости от природно-климатических факторов при возделывании мягкой пшеницы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследования выполняли в 2017-2022 гг. с целью выявления природно-климатических факторов, способных влиять на эффективность штаммов B. subtilis в отношении морфометрических показателей и продуктивности мягкой пшеницы, а также развития болезней. Оценивали отзывчивость мягкой пшеницы яровой сорта Ленинградка 6, к-64900 на применение микробиологического препарата Витаплан, СП (титр жизнеспособных клеток ×1011 КОЕ/г) и культуральной жидкости (КЖ) штаммов B. subtilis ВКМ В-2604D и B. subtilis ВКМ В-2605D (при соотношении 1:1 с титром жизнеспособных клеток ×1010 КОЕ/мл). Для проведения исследований в полевых условиях Северо- Запада Российской Федерации осуществляли обработку семян пшеницы перед посевом и трехкратное опрыскивание растений в период вегетации. Эффективность штаммов бактерий в большей степени зависела от показателей влагообеспеченности вегетационного периода, что было подтверждено результатами многомерного шкалирования, корреляционного и факторного анализов. В варианте «Витаплан, СП» в F1 выявлены высокие положительные факторные нагрузки для суммы осадков в июне, июле, августе, ГТК в июле, относительной влажности в июне (0,73…0,93), фазы растений, высоты растений, площади флагового и предфлагового листьев, массы вегетативной части (0,71…0,80), а при использовании КЖ «B. subtilis ВКМ В-2604D + B. subtilis ВКМ В-2605D» - для суммы осадков в июне, августе, ГТК в июле и августе (0,71…0,88), продуктивной кустистости, массы корней, длины колоса, числа колосков в колосе, числа зерен, массы зерен колоса, биологической, потенциальной урожайности (0,71…0,85). Применение штаммов B. subtilis повышало биологическую и потенциальную урожайность соответственно на 32,5±7,2 % и 24,3±7,0 %, снижало интенсивность развития болезней (корневой гнили - на 11,7±1,6 %; мучнистой росы, бурой и желтой ржавчины - на 7,6±0,7 %), однако эффективность бактериальных штаммов существенно зависела от природно-климатических факторов периода вегетации пшеницы.

Об авторах

Л. Е Колесников

Санкт-Петербургский государственный аграрный университет

Email: kleon9@yandex.ru
196601, Санкт-Петербург - Пушкин, Петербургское ш., 2

И. И Новикова

Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений

Email: irina_novikova@inbox.ru
196608, Санкт-Петербург, ш. Подбельского, 3

В. А Павлюшин

Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений

196608, Санкт-Петербург, ш. Подбельского, 3

Е. В Зуев

ФИЦ Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова

Email: ezuev@vir.nw.ru
190000, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42-44

Ю. Р Колесникова

ФИЦ Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова

190000, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42-44

Список литературы

  1. Павлюшин В. А., Лысов А. К. Фитосанитарная безопасность агроэкосистем и дистанционный фитосанитарный мониторинг в защите растений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 69-78.
  2. Актуальные проблемы повышения эффективности науки в обеспечении выполнения ключевых задач продовольственной безопасности в зерновом секторе страны / М. В. Архипов, Т. А. Данилова, Л. П. Гусакова и др. // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2018. № 71. С. 5-9.
  3. Левитин М. М. Распространение болезней растений в условиях глобального изменения климата // Сельскохозяйственные науки и Агропромышленный комплекс на рубеже веков. 2016. № 13. С. 97-101.
  4. Михилев А. В. Потепление климата - конкурентное преимущество сельского хозяйства Российской Федерации // Вестник курской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 7. С. 70-73.
  5. Влияние климатических условий владимирского ополья на формирование урожайности новых перспективных сортов яровой мягкой пшеницы / Г. В. Игнатьева, О. А. Фенова, С. А. Булатова и др. // Селекция и семеноводство. 2022. № 4 (102). С. 52-58.
  6. Ванькова А. А., Емцев В. Т., Ницэ Л. К. Становление и развитие сельскохозяйственной микробиологии //Агрохимический вестник. 2009. № 1. С. 20-23.
  7. Микробиологическая защита растений в технологиях фитосанитарной оптимизации агроэкосистем: теория и практика (обзор)/ В. А. Павлюшин, И. И. Новикова, И. В. Бойкова // Сельскохозяйственная биология. 2020. Т. 55. № 3. С. 421-438.
  8. Биологическое обоснование использования индукторов устойчивости на основе хитозана для повышения эффективности биофунгицидов / И. И. Новикова, Э. В. Попова, И. Л. Краснобаева и др. // Сельскохозяйственная биология. 2021. Т. 56. № 3. С. 511-522.
  9. Bacillus subtilis IAB/BS03 as a potential biological control agent / E. Hinarejos, M. Castellano, I. Rodrigo, et al. // Eur. J. Plant Pathol. 2016. Vol. 146. P. 597-608. doi: 10.1007/s10658-016-0945-3.
  10. Biological Tool for Crop Improvement through Bio-Molecular Changes in Adverse Environments / R. Radhakrishnan, A. Hashem, Abd E. F. Allah Bacillus: A // Front Physiol. 2017. Vol. 8. URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2017.00667/full (дата обращения: 21.07.2023). doi: 10.3389/fphys.2017.00667.
  11. Comparative proteomic analysis in pea treated with microbial consortia of beneficial microbes reveals changes in the protein network to enhance resistance against Sclerotinia sclerotiorum / A. Jain, A. Singh, S. Singh, et al. //j. Plant Physiol. 2015. Vol. 182. P. 79-94. doi: 10.1016/j.jplph.2015.05.004.
  12. Аллагулова Ч. Р., Ласточкина О. В. Снижение уровня окислительного стресса в растениях пшеницы под влиянием эндофитных бактерий в условиях засухи // Экобиотех. 2020. Т. 3. № 2. С. 129-134.
  13. Mechanism of plant growth promotion elicited by Bacillus sp. LKE15 in oriental melon / S. M. Kang, R. Radhakrishnan, K. E. Lee, et al. // Acta Agric. Scand. Sect. B Soil Plant Sci. 2015. Vol. 65. P. 637-647. doi: 10.1080/09064710.2015.1040830.
  14. Plant growth-promoting rhizobacteria inoculation to enhance vegetative growth, nitrogen fixation and nitrogen remobilisation of maize under greenhouse conditions / K. B. Kuan, R. Othman, K. A. Rahim, et al. // PLoS ONE. 2016. Vol. 11. Article e0152478. URL: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0152478 (дата обращения: 21.07.2023). doi.org/10.1371/journal.pone.0152478.
  15. Ласточкина О. В. Адаптация и устойчивость растений пшеницы к засухе, опосредованная природными регуляторами роста Bacillus spp.: механизмы реализации и практическая значимость (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2021. Т. 56. № 5. С. 843-867.
  16. Эффективность инокуляции семян яровой пшеницы эндофитными бактериями Bacillus subtilis 26Д / Л. И. Пусенкова, С. Р. Гарипова, О. В. Ласточкина и др. // Проблемы агрохимии и экологии. 2020. № 3. С. 56-64.
  17. Эффективность обработки семян и растений яровой пшеницы и гороха посевного микробиологическими препаратами в модельных и полевых опытах / Л. И. Пусенкова, С. Р. Гарипова, Е. В. Кузина и др. // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35. № 12. С. 33-37.
  18. Завалин А. А. Биопрепараты, удобрения и урожай. М.: ВНИИА Им. Д. Н. Прянишникова, 2005. 302 с.
  19. Кожемяков А. П., Белоброва С. Н., Орлова А. Г. Создание и анализ базы данных по эффективности микробных препаратов комплексного действия // Сельскохозяйственная биология. 2011. № 3. С. 112-115.
  20. Прогнозирование продолжительности вегетационного периода у сортов яровых зерновых культур в условиях изменения климата. / Л. Ю. Новикова, В. Н. Дюбин, И. В. Сеферова и др. // Сельскохозяйственная биология. 2012. № 5. С. 78-87.
  21. Зуев Е. В., Брыкова А. Н., Кудрявцева Е. Ю. Яровая мягкая пшеница. Результаты многолетнего полевого изучения образцов яровой мягкой пшеницы в условиях Ленинградской области. Каталог ВИР. Город Санкт-Петербург. Издательство: ВИР, 2020. Вып. 917. 71 с. doi 10.30901.978-5-907145-25-2.
  22. The Use of Chitosan Salicylate to Increase the Biological Efficiency of Vitaplan against Cochliobolus sativus. / I. I. Novikova, E. V. Popova, I. L. Krasnobaeva, et al. // Аpplied Biochemistry and Microbiology. 2022. Vol. 58. No. 3. P. 336-342. doi: 10.1134/S0003683822030073.
  23. Совместное использование штаммов микроорганизмов и хитозановых комплексов для повышения урожайности пшеницы (Triticum aestivum L.) / Л. Е. Колесников, Э. В. Попова, И. И. Новикова и др. // Сельскохозяйственная биология. 2019. Т. 54. № 5. С. 1024-1040.
  24. Identification of the effectiveness of associative rhizobacteria in spring wheat cultivation / L. E. Kolesnikov, A. A. Belimov, E. Y. Kudryavtseva, et al. // Agronomy Research. 2021. Vol. 19. No. 3. P. 1530-1544. doi: 10.15159/ar.21.145.
  25. Abbott W.Method of computing the effectiveness of an insecticide // Econ. Entomol. 1968. Vol. 8. P. 265-267.
  26. Возможные механизмы устойчивости ячменя к мучнистой росе / Б. А. Баташева, Р. А. Абдуллаев, О. Н. Ковалева и др. // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2020. № 4. С. 54-57.
  27. Устойчивость яровой пшеницы к корневой гнили / М. Койшыбаев, К. Куланбай // Защита и карантин растений. 2010. № 7. С. 14-17.
  28. Кипрушкина Е. И. Воздействие низкой температуры на динамику численности и проявление биоконтролирующего эффекта бактериями родов Pseudomonas и Bacillus // Вестник международной академии холода. 2007. № 3. С. 34-38.
  29. Чекмарев В. В. Новый подход к составлению формул прогноза болезней сельскохозяйственных культур (на примере ржавчинных заболеваний зерновых культур). Тамбов: Принтсервис, 2016. 186 с.
  30. Влияние погодных условий в межфазные периоды вегетации на развитие листовых болезней яровой пшеницы/ А. Ю. Кекало, Е. В. Нестерова, М. В. Немченко //Аграрный вестник Урала. 2017. № 09 (163). C. 8-15.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023