Применение ассоциативных ризобактерий (PGPR) при выращивании капустных растений

и некоторые другие производные. Считается, что в растениях цитокинины могут содержаться как в свободном виде, так и в форме рибозидов или глюкозидов, биологическая активность которых снижена или отсутствует. Путем присоединения углеводов к молекуле фитогормона в клетке регулируется концентрация активных цитокининов. Аналогичные зеатинрибозидные комплексы также могут образовывать ризосферные бактерии родов Azotobacter и Bacillus. Изучение содержания цитокининов, фотосинтетических пигментов,

морфологических параметров проростков пшеницы после введения в их ризосферу аликвот бактериальных культур Bacillus, различающихся по синтезу цитокининов, показало, что общее содержание фитогормонов в растениях при инокуляции бактериями, неспособными синтезировать цитокинины, не отличалось от контроля. Ростстимулирующий эффект данных бактерий на растения был выражен слабо или статистически недостоверен. Инокуляция бактериями, продуцирующими цитокинины, привела к существенному увеличению в растениях суммарного содержания цитокининов и накоплению отдельных их форм. На 2-е сутки после инокуляции отмечено многократное увеличение содержания зеатинрибозида и зеатин-О-глюкозида в корнях, далее — зеатина и зеатинрибозида в побегах. Повышение уровня цитокининов сопровождалось стимуляцией роста растений: увеличивалась длина и ширина листьев, ускорялось накопление массы сырого и сухого вещества растений. В листьях растений повышалось содержание хлорофилла, уровень которого был сравним с растениями, обработанными синтетическим БАП. Полученные результаты позволяют рассматривать цитокинины, продуцируемые бактериями, как важный фактор, обеспечивающий ростстимулирующее действие микроорганизмов на растения.

Известны данные, указывающие  на то, что смешанные культуры ризобактерий продуцируют большее количество фитогормонов. Так, смешанные культуры Azospirillum brasilense и Arthrobacter diacomelloi способны синтезировать большее количество ауксинов, гиббереллинов и цитокининов, чем чистые культуры этих бактерий. В природе микроорганизмы находятся в сообществах, поэтому биосинтез молекул, стимулирующих рост и развитие как растений, так и самих микроорганизмов, усиливается при их взаимодействии. Этому способствует и то, что предшественники фитогормонов, например триптофан, выделяются в ризосферную зону с корневыми экссудатами растений. Метаболиты растений, экскретируемые в ризосферную почву, содержат разнообразные питательные вещества, привлекающие микроорганизмы .

Считают, что выделение  ИУК бактериями в неблагоприятных  для их существования условиях может иметь важное функциональное значение, повышая вероятность образования ассоциации с растением . Это предположение основано на результатах, свидетельствующих о том, что максимальные количества ИУК синтезируются бактериями в стационарной фазе роста, когда в среде выращивания истощаются питательные вещества. Микроорганизмы, заселяющие корневую поверхность и способные продуцировать фитогормоны, получают преимущество при колонизации растительных тканей .

PGPR-штаммы бактерий стимулируют  рост и развитие растений не только за счет образования биологически активных веществ, но и за счет способности к азотфиксации, улучшению водного и минерального питания растений, предотвращению или уменьшению роста фитопатогенов благодаря возможности синтезировать вещества бактерицидного и фунгицидного действия.

Стимулирующее действие ризосферных микроорганизмов на рост растений связано с активизацией ассоциативной и симбиотической азотфиксации и физиологических процессов в растениях, улучшением минерального, в том числе и азотного питания, увеличением накопления биологического азота в них.

Различают несколько механизмов влияния ростстимулирующих ризобактерий на растения:

• увеличение фиксации атмосферного азота и его поступления в

растения за счет функционирования бактериальной нитрогеназы;

• трансформация труднорастворимых соединений, в первую очередь фосфорных, в легкоусвояемые для растений благодаря функционированию бактериальных фосфатаз;
• повышение ассимиляции нитратов за счет активности бактериальной нитратредуктазы;
• синтез микроорганизмами физиологически активных веществ (гормонов, витаминов, аминокислот и др.), осуществляющих прямую гормональную регуляцию роста растений;
• способность микроорганизмов к синтезу экзополисахаридов, являющихся природными прилипателями бактерий к растительным тканям и почвенным частицам;
• колонизация ризосферы и биоконтроль заражения растений патогенами за счет способности бактерий к синтезу веществ антибиотического и фунгитоксического действия;
• изменение проницаемости мембран клеток корневых тканей и увеличение поглотительной способности корней растений.

Таким образом, грамотное  применение бактериальных препаратов на основе ростстимулирующих ризобактерий как элемента экологического земледелия в технологиях выращивания различных сельскохозяйственных культур позволяет существенно снизить химическую нагрузку на экосистемы вследствие уменьшения количеств применяемых минеральных удобрений и химических средств защиты растений, приводит к повышению урожайности и улучшению качества экологически чистой сельскохозяйственной продукции. 

4. Бактреиальные препараты на основе PGPR

Агрофил

Бактериальный препарат, рекомендуемый при выращивании капусты, огурцов, томатов, перца, салата, моркови, тыквы, лука, плодово-ягодных растений.

Агрофил – это чистая культура бактерий рода агробактериум, поддерживаемых в активном состоянии на специально приготовленном торфяном материале-носителе. Препарат представляет собой увлажненную сыпучую массу темного цвета нерастворимую в воде, со слабым специфическим запахом. В 1грамме Агрофила содержится не менее 10 миллиардов клеток бактерий.

Агробактерии вырабатывают антибиотики, подавляющие развитие фитопатогенных грибов и бактерий. Агробактерии, способны растворять труднодоступные для растений минеральные соединения почвы (это в первую очередь относится к фосфатам), выделять ростостимулирующие вещества (природные аналоги ауксинов и гетероауксинов) и витамины, ускоряя созревание урожая. Агрофил обладает свойством превращать недоступный фосфор почвы (до 30%) в легко усвояемые соединения. Он улучшает всхожесть семян, стимулирует рост и развитие овощных культур, повышает устойчивость растений к болезням, улучшает минеральное и водное питание растений, ускоряет выход ранней продукции.

Применение Агрофила увеличивает содержание витаминов, каротина в продукции на 10-30%, ускоряет созревание на 7-10 дней, снижает содержание нитратов, радиоактивных веществ и тяжёлых металлов. Об эффективности предлагаемого препарата говорит такой пример: 3г препарата позволяют дополнительно получить 2-4 кг томатов с 1 кв.м. закрытого грунта, 600-900г Агрофила дополнительно дают 20-40ц овощей с 1 га открытого грунта. Овощи, выращенные с применением этого биопрепарата, обладают прекрасными потребительскими качествами. Заслуживает особого внимания то, что Агрофил позволяет получать продукцию для полноценного и здорового питания.

Способ применения Агрофила для выращивания овощей в открытом грунте: Обработку семян следует проводить в день посева, а ещё лучше – непосредственно перед посевом, так как клубеньковые бактерии, нанесённые на поверхность семян, быстро гибнут – уже через 5-6 часов после обработки их количество уменьшается вдвое. Если бактеризованные семена не были высеяны в тот же день, их снова обрабатывать в день посева. Обработка проводится в крытых помещениях или под навесом, чтобы на семена не попадали прямые солнечные лучи, губительно действующие на бактерии.

Обработку семян производят вручную или механизированным способом. Для последнего пригодны машины для  протравливания ПСШ – 3, ПС-10, а также  шнековый погрузчик. Технология обработки семян Агрофилом, настройка машин аналогичны технологии обработки семян при протравливании. Необходимо, чтобы препарат равномерно распределялся по массе зерна и устойчиво удерживался на семенах. Перед обработкой семян машину для протравливания следует тщательно очистить, промыть, обезвредить согласно санитарным правилам. Семена, протравленные байтан-универсалом, формалином, фундазолом и смесью фундазола с цинебом можно инокулировать в день протравливания (день посева).

На одну тонну семян  берут 5-10 литров воды с прилипателем и перемешивают с потребным количеством биопрепарата и семенами. В качестве прилипателя можно использовать 2-2,5% раствор натрия КМЦ, 7-12% раствор жидкого концентрата сульфитно-спиртовой барды, 1-1,5% раствор козеина технического, 2-3% патоки, снятое молоко (обрат), которое используют без разбавления. Эти вещества не оказывают отрицательного влияния на жизнеспособность и активность клубеньковых бактерий и в силу своих физических свойств хорошо закрепляют Агрофил на поверхности семян. Они являются не дорогостоящими и в своём большинстве технологичными.

Если не применяли обработку  семян овощей, то обрабатывают корневую систему в суспензии препарата  в день высадки.

На небольших площадях при посеве необработанными семенами Агрофил вносят по1-2 г в лунку под семя. Перед посадкой рассады корневую систему погружают на 2-3 секунды в суспензию препарата (200 г. Агрофила на 1 литр воды).

Рекомендуемые нормы внесения: на 1 гектарную норму семян - 600 гр.

Мизорин

Бактериальный препарат на основе ассоциативных азотфиксаторов для повышения урожайности и улучшения качества продукции подсолнечника, картофеля, проса, рапса, сорго, топинамбура, бобовых трав, клубне- и корнеплодов, зернобобовых культур совместно с ризоторфином-Б. Препарат обладает наиболее широким спектром действия практически на все группы сельскохозяйственных культур; оказывает мощное стимулирующее действие на растения, ускоряет созревание на 12-15 дней; повышает устойчивость к засухе, заморозкам и другим неблагоприятным для растений условиям. Улучшает всхожесть семян, стимулирует рост и развитие растений, повышает их устойчивость к корневым гнилям, повышает эффективность ризоторфина-Б при совместном применении.

Мизорин обладает широким спектром воздействия на фитопатогенные микроорганизмы (практически на всех сельскохозяйственных культурах), подавляя развитие корневых гнилей в 2-5 раз, плодовых гнилей — 1,5-4 раза, фитофтороза — в 2-4 раза; ограничивает поступление и накопление в растениях нитратов; повышает урожайность, улучшает качество продукции и защищает от болезней клубнеплоды, овощные, масличные, злаковые травы, технические и кормовые культуры. Гектарная норма препарата по действию заменяет 40-60 кг/га минеральных удобрений. Повышает содержание крахмала в картофеле на 0,8-2,5%, урожайность на 40-60 ц/га, проса на 3-4 ц/га.

Рекомендуемые нормы внесения: - 600 г на гектарную норму семян;  
- для картофеля, топинамбура – 900-1200 г на гектарную норму семян. 

Флавобактерин

Флавобактерин применяется для обработки посевного материала подсолнечника, сахарной свёклы, кукурузы, кормовых злаковых трав, льна, расторопши, гречихи. Это биологический препарат, созданный на основе высокоэффективного штамма ассоциативных азотфиксаторов. Оно основано на способности бактерий фиксировать азот атмосферы и продуцировать ростоактивирующие вещества, стимулировать естественные природные процессы. Входящие в состав препарата бактерии (относящиеся к роду Флавобактерий) продуцируют высокоактивный антибиотик «флавоцин» с широким спектром действия на фитопатогенные грибы и бактерии. Препарат снижает развитие корневых гнилей от 3 до 20 раз, антракноза в 1,5 — 3 раза, фитофтороза и парши в 2-6 раз. Флавобактерин улучшает минеральное и водное питание растений, повышает устойчивость к болезням, ускоряет получение ранней продукции, повышает урожай, сокращает в продукции количество нитратов.

Флавобактерин – сыпучая масса с влажностью 50-55%, расфасована в полиэтиленовые пакеты. Хранить препарат в сухом помещении, отдельно от ядохимикатов.

Обработку семян Флавобактерином следует проводить в день посева, а ещё лучше – непосредственно перед посевом, так как бактерии, нанесённые на поверхность семян, быстро гибнут – уже через 5-6 часов после обработки их количество уменьшается вдвое. Если бактеризованные семена не были высеяны в тот же день, их снова обрабатывать в день посева. Обработка проводится в крытых помещениях или под навесом, чтобы на семена не попадали прямые солнечные лучи, губительно действующие на бактерии.

Обработку семян производят вручную или механизированным способом. Для последнего пригодны машины для  протравливания ПСШ – 3, ПС-10 и др., а также шнековый погрузчик. Технология обработки семян Флавобактерином, настройка машин аналогичны технологии обработки семян при протравливании. Необходимо, чтобы препарат равномерно распределялся по массе зерна и устойчиво удерживался на семенах. Перед обработкой семян машину для протравливания следует тщательно очистить, промыть, обезвредить согласно санитарным правилам. Семена, протравленные байтан-универсалом, формалином, фундазолом и смесью фундазола с цинебом можно инокулировать в день протравливания (день посева).

На одну тонну семян  берут 5-10 литров воды с прилипателем и перемешивают с потребным количеством биопрепарата и семенами. В качестве прилипателя можно использовать 2-2,5% раствор натрия КМЦ, 7-12% раствор жидкого концентрата сульфитно-спиртовой барды, 1-1,5% раствор козеина технического, 2-3% патоки, снятое молоко (обрат), которое используют без разбавления. Эти вещества не оказывают отрицательного влияния на жизнеспособность и активность бактерий и в силу своих физических свойств хорошо закрепляют Флавобактерин на поверхности семян. Они являются не дорогостоящими и в своём большинстве технологичными.

Предпосевная обработка  семян увеличивает урожай сена кормовых трав — на 8-20 ц/га, сахарной свёклы — 30-60 ц/га; улучшает качество продукции, повышая содержание сахаров (в сахарной свёкле) на 1-1,5%, протеина в кормовых культурах — на 0,5-1,2%.

Рекомендуемые нормы внесения: на 1 гектарную норму семян - 600 гр.

Заключение.

При помощи ассоциативных  ризобактерий можно улучшить обеспечение растений биологическим азотом, стимулировать их рост, защитить от вредителей и повысить продуктивность посевов, существенно снизив химическую нагрузку на окружающую среду.

Список литературы

1. Белимов А.А., Иванчиков А.Ю., Юдкин Л.Ю., Хамова О.Ф., Поставская С.М., Поползухина П.В., Шмакова А.А., Козлова Г.Я. Характеристика и интродукция новых штаммов ассоциативных ростстимулирующих бактерий, доминирующих в ризоплане проростков ячменя // Микробиология. – 1999.
2. Гольцов А. А., Ковальчук А. М., Абрамов В. Ф., Милащенко Н. З. Рапс, сурепица. –, 1983. 
3. Каменева СВ., Муронец Е.М. Генетический контроль процесса взаимодействия бактерий с растениями в ассоциациях // Генетика, 1999.