ЭФФЕКТИВНОСТЬ БАКТЕРИЙ Р. BACILLUS В ОТНОШЕНИИГАЛЛОВОЙ НЕМАТОДЫ MELOIDOGYNE INCOGNITA KOF.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ БАКТЕРИЙ Р. BACILLUS В ОТНОШЕНИИ ГАЛЛОВОЙ НЕМАТОДЫ MELOIDOGYNE INCOGNITA KOF.

Научная статья

Бугаева Л.Н.¹, Слободянюк Г.А.², Кашутина Е.В.^3, *, Асатурова А.М.⁴, Хомяк А.И.⁵

¹ ORCID 0000-0002-2159-9652;

² ORCID 0000-0001-8113-3339;

³ ORCID 0000-0002-6179-2019;

⁴ ORCID 0000-0002-0060-1995;

⁵ ORCID 0000-0001-9360-2323;

^{1, 2, 3} Лазаревская опытная станция защиты растений, Сочи, Россия;

^{4, 5} Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений, Краснодар, Россия

* Корреспондирующий автор (gnu_oszr[at]mail.ru)

Аннотация

В результате трехлетних испытаний 2016-2018 г. отобраны аборигенные штаммы бактерий р. Bacillus, обладающие высокой нематицидной активностью в отношении галловой нематоды Meloidogyne incognita Kof. Определены титры, сроки и кратности внесения биоагентов. При использовании биоагентов в течение трех лет, количество галлов в 1г корней снизилось на разных штаммах в 7,2-13,5 раза. Индекс галлообразования (соотношение количества галлов к массе корня) составил на штамме BZR 277 – 0,2 ; на штамме BZR 86 - 0,7. В контроле без внесения средств защиты - 4,7. Снижение численности вредителя способствовало улучшению роста и развития растений, увеличению урожайности. Прибавка урожая к контролю составила 20-32,7%.

Ключевые слова: бактерии р. Bacillus, Bac. amyloliguefaciens BZR 277, Bас.siamensis BZR 86, галловая нематода M. incognita Kof., индекс галлообразования, биометрические показатели, урожайность.

EFFICIENCY OF P. BACILLUS BACTERIA WITH RESPECT TO GALL EELWORMS MELOIDOGYNE INCOGNITA KOF

Research article

Bugaeva L.N.¹, Slobodyaniuk G.A.², Kashutina E.V.³, Asaturova A.M.⁴, Khomyak A.I.⁵

¹ ORCID 0000-0002-2159-9652;

² ORCID 0000-0001-8113-3339;

³ ORCID 0000-0002-6179-2019;

⁴ ORCID 0000-0002-0060-1995;

⁵ ORCID 0000-0001-9360-2323;

^{1, 2, 3} Lazarevskaya Experimental Plant Protection Plant,” Sochi, Russia;

^{4, 5} All-Russian Research Institute of Biological Plant Protection, Krasnodar, Russia

* Corresponding author (gnu_oszr[at]mail.ru)

Abstract

As a result of three-year tests conducted in 2016-2018, the indigenous strains of p. Bacillus bacteria with high nematicidal activity against the gall eelworm Meloidogyne incognita Kof were selected. The titers, terms and multiplicity of application of bio-agents were determined. Having used the bio-agents for three years, we determined that the number of galls in 1 g of roots decreased on different strains by 7.2-13.5 times. The index of gall-formation (the ratio of the number of galls to the mass of the root) comprised 0.2 on the strain BZR 277; 0.7 on strain BZR 86. Without the introduction of remedies in the control, it comprised 4.7. Reducing the number of pests contributed to improving the growth and development of plants and increase of yield. The yield increase compared to the control was 20-32.7%.

Keywords: p. Bacillus bacteria, Bac. amyloliguefaciens BZR 277, Bac.siamensis BZR 86, gall eelworms M. incognita Kof., gall-formation index, biometrics, yield.

Введение

Галловая нематода Meloidogyne incognita Kof. является опасным вредителем овощных, цветочных и декоративных культур, вызывающим заболевание мелойдогинез. Особенно вредоносна в защищенном грунте в южных регионах страны, в том числе Краснодарском крае, где создаются условия, благоприятные для ее развития – температура почвы 26-28^°С и влажность около 70%. При таких условиях вредитель способен давать до 13 поколений в год. Вредоносность нематоды проявляется в разрушении эпидермиальных клеток и внедрении внутрь корня. В результате на корнях образуются вздутия (галлы), которые со временем разрастаются, сливаются, образуя сингаллы. Происходит закупоривание сосудов и затрудняется поступление питательных веществ и влаги в растение [1, С.307], [2, С.386]. Недобор урожая, вследствие поражения растений нематодой, составляет более 50%, а в некоторых случаях происходит потеря всего урожая [3, С. 40], [4, С. 32]. Борьба с этим вредителем затруднена и требует высоких материальных и трудовых затрат. Одной из основных проблем производства закрытого грунта является отсутствие мер борьбы в период вегетации [5, С. 21]. Биологические препараты зарекомендовали себя как альтернативные химическим препаратам, эффективные в качестве средств защиты от вредных организмов.

Целью настоящей работы являлось изучение нематицидной активности аборигенных штаммов бактерий р. Bacillus для разработки методов биологического контроля галловой нематоды Meloidogyne incognita Kof. в закрытом грунте.

Материалы и методы

Объектом исследований послужили аборигенные штаммы бактерий р. Bacillus из коллекции микроорганизмов ВНИИ биологической защиты растений: Bacillus subtilis BZR 336; Bacillus subtilis BZR 517; Bacillus amyloliguefaciens BZR 277; Bасillus siamensis BZR 86.

Изучалась нематицидная активность этих штаммов в отношении южной галловой нематоды Meloidogyne incognita Kof. Испытания проводились на базе ФГБНУ Лазаревская опытная станция защиты растений в остекленной стеллажной теплице, при естественном заражении галловой нематодой на культуре огурца. Жидкую культуру бактериальных штаммов с титром 2-5х10⁹ КОЕ/мл вносили под корень растений. Оценку нематицидной активности биоагентов проводили при следующих вариантах опыта:

• однократное внесение ЖК бактериальных штаммов в лунки перед высадкой растений на постоянное место
• двукратное внесение ЖК бактериальных штаммов под корень при высадке растений и в период вегетации, через 3 недели после высадки
• контроль без внесения средств защиты.

Для определения способности бактериальных агентов усиливать реакции системной устойчивости растений проведено опрыскивание их по надземной части ЖК с титром 2-5х10⁹ КОЕ/мл.

Эффективность биоагентов определяли по биометрическим показателям растений: высоте растений, площади листовых пластинок, массе надземной и подземной части, соотношению количества галлов к массе корня (индекс галлообразования) и по урожайности [6, С. 165], [7, С. 210].

Результаты исследований

В результате трехлетних испытаний отобраны бактериальные штаммы р. Bacillus - B. amyloliguefaciens BZR 277 и B. siamensis BZR 86, проявившие высокую нематицидную активность в отношении галловой нематоды Meloidogyne incognita Kof. на культуре огурца в закрытом грунте [8, С. 259], [9, С. 254]. Определены титры, сроки и кратности внесения биоагентов [10, С. 42].

Высокая эффективность бактериальных штаммов проявилась при двукратном внесении ЖК с титром 2-5х10⁹ КОЕ/мл в лунки перед высадкой растений и через 3 недели после высадки под корень вегетирующих растений. Использование бактериальных агентов способствовало значительному снижению численности вредителя. За три года, при двукратном внесении количество галлов в 1 г корня снизилось на штамме BZR 277 в 13,5 раза, на штамме BZR 86 в 7,2. Индекс галлообразования (соотношение количества галлов к массе корня) при этом составил соответственно 0,2; 0,7. В контроле, без внесения средств защиты - 4,7. Поражение корней нематодой на опытных вариантах составило 0,5 – 1 балла, в контроле без средств защиты - 5 баллов (рис.1).

Рис. 1 – Эффективность аборигенных видов штаммов бактерий p. Bacillus в отношении галловой нематоды M. incognita

 

Снижение численности вредителя способствовало улучшению роста и развития растений - увеличению биометрических показателей и урожайности. В сравнении с контролем высота растений увеличилась, при использовании штамма BZR 277 на 43,1%, при использовании штамма BZR86 на 36,6 %. Площадь листовых пластинок и масса надземной части опытных растений в 1,3-1,5 раза превысила контрольные. Прибавка урожая к контролю на штамме BZR 277 составила 32,7%; на штамме BZR 86 – 20% (табл. 1, 2).

 

Таблица 1 – Влияние бактериальных агентов рода Bacillus на биометрические показатели огурца в закрытом грунте

№ п\п	Варианты опыта	Биометрические показатели
		Высота растения		Площадь лист пластины		Масса надземной части		Масса корней
		см	приб. к контр., %	см2	приб. к контр., %	гр	приб. к контр., %	гр	приб. к контр., %
1	Контроль без средств защиты	220	-	168	-	81	-	42,0
2	B.amyloliguefaciens BZR277 однократное внесение	265	15,3	182	8,3	89,0	9,8	32,0	0
3	B.amyloliguefaciens BZR277 двукратное внесение	317	43,1	198	17,8	115	41,9	44,0	3,5
4	B.siamensis BZR 86. однократное внесение	252	14,0	172	2,3	92,0	13,5	35,0	0
5	B.siamensis BZR 86. двукратное внесение	302	36,6	180	8,2	110,0	35,8	39,0	0

 

При однократном внесении биоагентов под корень наблюдалось некоторое увеличение биометрических показателей. Однако, через 3 недели отмечались признаки поражения растений нематодой – отставание в росте, измельчение и некроз листьев, а в дальнейшем усыхание растений.

 

Таблица 2 – Эффективность бактериальных штаммов р. Bacillus в отношении южной галловой нематоды на культуре огурца в закрытом грунте

 

Для определения способности бактериальных агентов усиливать реакции системной устойчивости растений проведено опрыскивание по надземной части вегетирующих растений. Выявлено стимулирующее влияние бактериальных штаммов на развитие растений огурца. Отмечено увеличение высоты растений, количества и длины междоузлий, урожайности. При однократном опрыскивании высота опытных растений, в сравнении с контрольными, увеличилась на 9-10%. При двукратном – на 16,6% (штамм BZR 86); на 30% (штамм BZR 277). Количество междоузлий было больше, чем на контрольных растениях, но расстояние между ними на 2-2,5 см. укорочено. Прибавка урожая к контролю при однократном опрыскивании на штамме 86 составила 4,9%, на штамме 277- 18,7%. При двукратном, 12% и 29% , соответственно, (табл.3).

Таблица 3 – Влияние бактериальных штаммов рода Bacillus на развитие растений огурца пораженных мелойдогинезом

Таким образом, установлено стимулирующее влияние бактериальных штаммов B. amyloliguefaciens BZR 277, B. siamensis BZR 86, на вегетативное и генеративное развитие растений.

Заключение

В результате трехлетних испытаний отобраны аборигенные штаммы бактерий Bacillus amyloliguefaciens BZR 277, Bacillus siamensis BZR 86, обладающие высокой нематицидной активностью в отношении галловой нематоды Meloidogyne incognita Kof. Определены титры, сроки и кратности внесения биоагентов. Установлено стимулирующее влияние биоагентов на рост и развитие растений огурца. Отобранные штаммы могут быть рекомендованы для разработки биотехнологических методов контроля галловой нематоды Meloidogyne incognita Kof.

Финансирование Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ и Администрации Краснодарского края № 16-48-23-0325 р_а и государственного задания №007-00192-18-00, №0686-2014-0018 Министерства науки и высшего образования РФ	Funding This work was supported by the grant of the Russian Foundation for Basic Research and the Administration of the Krasnodar Krai. No. 16-48-23-0325 r_a and state assignment No. 007-00192-18-00, No. 0686-2014-0018 of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation
Конфликт интересов Не указан.	Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Ахатов А. К. Вредители тепличных и оранжерейных растений (морфология, образ жизни, вредоносность, борьба) / А. К Ахатов, С. С. Ижевский, Ю. И. Мешков и др. / Москва: Товарищество научных изданий, КМК, 2004. – 307 c.
2. Фитопаразитические нематоды России. Под редакцией Зиновьевой С. В., Чижова В. Н. / Москва: Товарищество научных изданий, КМК, 2012. – 386 c.
3. Буханова Ю. В. Определение возможных потерь урожая тепличных культур от галловых нематод/ Ю. В. Буханова, В. В. Сергеев, К. А. Перевертин // Защита и карантин растений. – 2010. – №11 – С.40-41.
4. Яркулов Ф. Я. Экологические особенности галловых нематод и методы борьбы с ними в условиях защищённого грунта / Ф. Я. Яркулов // Дальневосточный аграрный вестник. - 2015. - №4 (36) - С.32-34.
5. Тагиев М. М. Распространение галловых нематод. Интегрированная борьба с ними / М. М. Тагиев // Аграрная наука. - 2014. - № 2. - С. 21-24.
6. Слободянюк Г. А. Действие комплекса биопрепаратов против галловых нематод / Г. А. Слободянюк, Л. Н. Бугаева, И. В. Бойкова // Информационный бюллетень ВПРС МОББ 42, Санкт-Петербург, 2011. - С.165-167.
7. Бугаева Л. Н. Биопрепарат Мелоден в регуляции численности галловых нематод Микробные биотехнологии -фундаментальные и прикладные аспекты / Л. Н. Бугаева, Г. А. Слободянюк // Минск: «Белорусская наука», 2013. - Том 5.- С. 210-215.
8. Мигунова В.Д. Первичный скрининг нематицидной активности бактерий по отношению к галловым нематодам / В. Д. Мигунова, А. Н. Конрат, С. В. Лычагина и др. // Материалы докладов научной конференции «Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями», Москва, 2015. - С.259-260.
9. Лычагина С.В. Влияние бактериальных препаратов на развитие растений огурца, пораженных галловой нематодой / С. В. Лычагина, В. Д. Мигунова, А. Н. Конрат и др. // 9-я Международная научно-практическая конференция. Сб. Биологическая защита растений – основа стабилизации агро-экосистем. - Краснодар, 2016. - С.254-257.
10. Надыкта В. Д. Изучение нематицидных свойств новых штаммов бактерий р. Bacillus в отношении галловой нематоды Meloidogyne incognita Kof. / В. Д. Надыкта, Л. Н. Бугаева, А. М. Асатурова и др. // Наука Кубани, 2017. - №4 - С.41-46.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Akhatov A. K. Vrediteli teplichnykh i oranzhereinykh rastenii (morfologiya, obraz zhizni, vredonosnost, borba) [Pests of Greenhouse Plants (morphology, lifestyle, harmfulness, extermination)] / A. K. Akhatov, S. S. Izhevskiy, Yu. I. Meshkov and others / Moscow: Fellowship of Scientific Publications, KMK, 2004. – 307 p. [in Russian]
2. Fitoparaziticheskie nematody Rossii. Pod redaktsiei Zinovievoi S. V [Phytoparasitic Nematodes of Russia. Edited by S. V. Zinoveva, V. N. Chizhova] / Moscow: Fellowship of Scientific Publications, KMK, 2012. - 386 p. [in Russian]
3. Bukhanova Yu. V. Opredelenie vozmozhnykh poter urozhaya teplichnykh kultur ot gallovykh nematod [Determination of Possible Loss of Greenhouse Crops from Gall Eelworms] / Yu. V. Bukhanova, V. V. Sergeev, K. A. Perevertin // Zashchita i karantin rasteniy [Protection and Quarantine of Plants. - 2010. - No.11 - P. 40-41. [in Russian]
4. Yarkulov F. Ya. Ekologicheskie osobennosti gallovykh nematod i metody borby s nimi v usloviyakh zashchishhionnogo grunta [Ecological Features of Gall Eelworms and Methods of their Control in Greenhouse Conditions] / F.Ya. Yarkulov // Dalnevostochniy agrarniy vesnik [Far Eastern Agrarian Bulletin]. – 2015. – No.4 (36) – P. 32-34. [in Russian]
5. Tagiev M. M. Rasprostranenie gallovykh nematod. Integrirovannaya borba s nimi [Distribution of Gall Eelworms. Integrated Fight against them] / M. M. Tagiyev // Agrarnaya nauka [Agrarian Science]. – 2014. – No. 2. – P.21-24. [in Russian]
6. Slobodyaniuk G. A. Deistvie kompleksa biopreparatov protiv gallovykh nematod [Action of Complex of Biologics against Gall Eelworms] / G. A. Slobodyaniuk, L. N. Bugaeva, I. V. Boikova // Informatsionnyy byulleten' VPRS MOBB [Newsletter VPRS MOBB] 42, St. Petersburg, 2011. – P. 165-167. [in Russian]
7. Bugaeva L. N. Biopreparat Meloden v reguliatsii chislennosti gallovykh nematod Mikrobnye biotekhnologii -fundamentalnye i prikladnye aspekty [Biological Preparation Meloden in Regulation of the Number of Gall Eelworms Microbial Biotechnology - Fundamental and Applied Aspects] / L. N. Bugaeva, G. A. Slobodyaniuk // Minsk: “Belarusian Science,” 2013. – Volume 5. – P. 210-215. [in Russian]
8. Migunova V. D.Pervichnyi skrining nematitsidnoi aktivnosti bakterii po otnosheniyu k gallovym nematodam [Primary Screening of Nematicidal Activity of Bacteria against Gall Eelworm] / V. D. Migunova, A. N. Konrat, S. V. Lychagina and others // Materialy dokladov nauchnoy konferentsii «Teoriya i praktika bor'by s parazitarnymi boleznyami» [Proceedings of the Scientific Conference “Theory and Practice of Combating Parasitic Diseases,” Moscow], 2015. – P. 259-260. [in Russian]
9. Lychagina S. V. Vliyanie bakterialnykh preparatov na razvitie rastenii ogurtsa, porazhennykh gallovoi nematodoi [Effect of Bacterial Preparations on the Development of Cucumber Plants Affected by Gall Eelworm] / S. V. Lychagina // 9-ya Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya. Sb. Biologicheskaya zashchita rasteniy – osnova stabilizatsii agro-ekosistem [9^th International Research-to-Practice Conference. Coll. of Biological Plant Protection as Basis for the Stabilization of Agro-ecosystems]. – Krasnodar, 2016. – P. 254-257. [in Russian]
10. Nadykta V. D. Izuchenie nematitsidnykh svoistv novykh shtammov bakterii p. Bacillus v otnoshenii gallovoi nematody Meloidogyne incognita Kof. [Study of Nematicidal Properties of New Strains of Bacteria p. Bacillus in Relation to Gall Eelworm Meloidogyne Incognita Kof.] / V. D. Nadykta, L. N. Bugaeva, A. M. Asaturova and others. // Nauka Kubani [Science of Kuban], 2017. - No.4 - P. 41-46. [in Russian]