Взаємодія мікроорганізмів кореневої зони ярого ячменю з біоагентами мікробних препаратів

Відомо, що інокуляція сільськогосподарських культур азотфіксуючими бактеріями є ефективним прийомом поліпшення азотного живлення рослин. Але в багатьох випадках важко прогнозувати відповідну реакцію рослини на інокуляцію, особливо при комплексному застосуванні мікроорганізмів [Белимов и др., 1998].

Необхідною умовою одержання позитивного ефекту від комплексного застосування декількох мікроорганізмів з різними корисними властивостями є їх здатність активно розвиватись і функціонувати при сумісному рості на різних субстратах як в штучно створених умовах, так і природних. Виходячи із зазначеного, на першому етапі даної роботи було вивчено в умовах лабораторних дослідів методом змішаних (зустрічних) культур взаємодію гриба-антагоніста C. cochliodes 3250 з асоціативними діазотрофами A. brasilense 11 і E. aerogenes 30ф.

Встановлено, що при сумісному рості гриба-антагоніста і діазотрофів на твердих поживних середовищах (картопляний і гороховий агар з янтарною кислотою та ін.) антагоністичні взаємовідносини між ними не виникають. В даному випадку спостерігали змішаний ріст антагоніста і бактерій, тобто мав місце тип відносин, який можна характеризувати як коменсалізм – сумісне існування організмів різних видів в умовах тісного просторового контакту, при якому партнери не заподіюють шкоди один одному.

Відомо, що при зміні умов середовища типи відносин принципіально змінюються, тип взаємодії однієї і тієї ж пари популяцій може змінюватись під час сукцесії [Тригер и др., 1990]. Тому наступний етап досліджень полягав у вивченні впливу гриба-антагоніста на приживаність асоціативних діазотрофів безпосередньо в кореневій зоні ярого ячменю. Для цього був проведений вегетаційний дослід, в якому використовували штам гриба-антагоніста C. cochliodes 3250 і мутанти діазотрофів, стійких до високих доз стрептоміцину (A. brasilense 11 до 1000мкг/мл, E. aerogenes – 1200мкг/мл), одержаних методом поступової адаптації до підвищених доз стрептоміцину [Методы почвенной микробиологии и биохимии, 1980].

Визначали вплив гриба-антагоніста на динаміку чисельності діазотрофів в кореневій зоні ярого ячменю при сумісній інтродукції в грунт. Аналіз одержаних даних показав, що на чисельність E. aerogenes 30ф в грунті ризосфери і ризоплани ярого ячменю не впливала присутність C. cochliodes 3250.

На приживаність A. brasilense 11 в ризосфері і ризоплані ярого ячменю суттєво впливав C. cochliodes 3250 при спільному використанні даних мікроорганізмів. Позитивний вплив гриба-антагоніста на чисельність вказаних бактерій спостерігався на всіх етапах обліку як в ризосфері, так і в ризоплані. Так, через 42 доби після інтродукції в грунті ризосфери вміст A. brasilense 11 в присутності C. cochliodes 3250 збільшився в 4, 3 раза, а в ризоплані – в 5 разів в порівнянні з варіантом, де були внесені тільки одні бактерії.

Позитивний вплив гриба-антагоніста на приживаність A. brasilense 11 в кореневій зоні ярого ячменю сприяв значному зростанню інтенсивності процесу азотофіксування. Так, якщо при інокуляції насіння ярого ячменю тільки A. brasilense 11 активність азотофіксування в кореневій зоні зазначеної культури збільшилась в 1, 8 раза, то при комплексній інокуляції з грибом-антагоністом – в 2, 9 раза в порівнянні з контрольним варіантом без інокуляції.

Таким чином, проведені дослідження показали, що коменсалізм є основним типом відносин, які мали місце між грибом-антагоністом C. cochliodes 3250 і асоціативними азотфіксуючими бактеріями A. brasilense 11 і E. aerogenes 30ф при їх сумісному рості на твердих поживних середовищах. При інтродукції даних бактерій в грунт з насінням ярого ячменю вони виявляють здатність приживатися і активно функціонувати в ризосфері і ризоплані ярого ячменю. Приживаність і функціонування A. brasilense 11 в грунті ризосфери і ризоплани ярого ячменю значно зростають у присутності C. cochliodes 3250.

Обмежуючи розвиток грунтових мікроорганізмів, даний антагоніст забезпечує умови сприятливі для приживаності A. brasilense 11 і підвищеня інтенсивності процесу фіксації атмосферного азоту, активність якого збільшилася в 1, 7 раза в порівнянні з варіантом, де вносили тільки A. brasilense 11.

Ефективність комплексного застосування нового штаму азотфіксуючих бактерій A. brasilense 11 і гриба-антагоніста C. cochliodes 3250 (біоагента препарату хетоміка) вивчали в вегетаційному і 3 польових дослідах. Польові досліди проводили як без використання мінеральних добрив, так і по фону N60P45K45. В дослідних варіантах визначали активність азотофіксування в кореневій зоні ярого ячменю, вміст хлорофілів А і В в листках рослин, ураженість рослин за фазами розвитку кореневими гнилями, структуру урожаю, врожай зерна та вміст білка в ньому.

Значне посилення активності процесу азотофіксування мало місце у варіантах з A. brasilense 11 (в 1, 7 раза) і сумісним застосуванням A. brasilense 11 і хетоміка. Інокуляція насіння ярого ячменю діазотрофами і C. cochliodes 3250 (хетоміком) мала позитивний вплив на вміст хлорофілу в листках рослин. Так, концентрація хлорофілу А збільшилась в залежності від варіантів, в 1, 3-1, 5 раза, хлорофілу В – в 1, 4-1, 8 раза.

Аналіз даних польових дослідів показав, що всі засоби, які вивчалися, сприяли суттєвому обмеженню розвитку кореневих гнилей ярого ячменю. Високу ефективність виявив мікробний препарат хетомік. Так, у варіанті, де використовували цей препарат, рослини значно менше уражалися кореневою гниллю: поширення хвороби зменшилось в середньому в 6, 1 раза, інтенсивність прояву – в 11 разів.

Найбільш суттєве обмеження розвитку кореневих гнилей ярого ячменю мало місце у варіантах з поєднаним використанням гриба-антагоніста (препарату хетоміка) і азотфіксуючих бактерій. Біологічна ефективність сумісного застосування цих засобів складала більш, ніж 90