НИИ Биологии и Биофизики при Томском государственном университете, лаборатория биокинетики и биотехнологии

Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии» (2004 год, выпуск 1), под редакцией проф., д.м.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника

В последние годы все большее распространение получают инфекционные болезни, связанные с несбалансированным применением удобрений. Слишком высокие дозы минеральных удобрений могут привести к деградации почвы, тем более что растения не в состоянии полностью их использовать. Бесконтрольное применение органических удобрений также влекут за собой серьезный дисбаланс в питании сельскохозяйственных культур. Чаще всего наблюдается избыток азота, из-за чего в растениях накапливается большое количество нитратов. Загрязнение воздушной среды пестицидами – тоже одна из причин вспышек инфекционных болезней растений. Лишь 0,1-1% вносимых пестицидов достигает мест, куда их направляют, остальные 99,9-99% попадают в почву, атмосферу, водоемы и, в итоге, в продукцию сельского хозяйства, ухудшая ее качество. Пестициды снижают почвенное плодородие за счет угнетения и снижения биомассы почвенной микрофлоры и нарушения почвенно-экологического баланса, после чего почва уже не способна самостоятельно противостоять патогенам. Для экологической защиты сельскохозяйственных культур необходимо использовать те препараты, которые минимально отрицательно влияют на компоненты агроценоза. Использование дорогих и качественных препаратов не всегда дает хороший результат. В последние годы особое внимание уделяется изучению микробиологических процессов, протекающих в почве, в ризосфере растений и наиболее эффективному использованию биологического азота. Перспективным направлением решения проблемы защиты культур является биометод, в частности использование биопрепаратов, применение которых позволяет значительно снизить дозы азотного удобрения за счет работы азотофиксирующих бактерий. Помимо этого, необходимо искать пути создания новых, экологически чистых биологических препаратов комплексного действия. Для чего нами был поставлен полевой эксперимент с целью изучения влияния ризосферных бактерий на пшеницу. Семена пшеницы сорта Тулунская-12 массовой репродукции предварительно обрабатывались бактериальной суспензией Pseudomonas sp. B-6798, биопрепаратом «Азотобактерин», а также препаратом «Планриз» методом предпосевного увлажнения рабочим раствором бактерий в концентрации 106 кл/мл. Контролем служили семена, обработанные чистой водой без добавления бактерий. Посев семян осуществлялся стандартным способом с нормой высева 2 ц/га на территории учебно-опытного хозяйства  Томского государственного сельхозтехникума. Почва на участке, где проводили опыт, по механическому составу тяжелая суглинистая, бедная по органическим и минеральным удобрениям с длительным периодом возделывания на ней монокультуры (овес).
Препарат «Азотобактерин» на основе живых клеток бактерий Azotobacter chroococcum, естественных обитателей почвы, работает как удобрение, биостимулятор роста растений и биофунгицид (убивающие патогенный гриб) одновременно. Бактерии способны фиксировать молекулярный азот и выделять ростостимулирующие вещества. Препарат «Планриз» на основе P. fluorescens, шт. AP-33, выделенных из почвы, предназначен для полусухого протравливания семян зерновых культур против корневых гнилей. Планриз вокруг корней активирует иммунные механизмы растений, поэтому при засухе положительные эффекты планриза резко уменьшаются. Бактерии Pseudomonas sp. B-6798, выделенные из активного ила очистных сооружений ТНХК, получены из музея лаборатории БК и БТ НИИ биологии и биофизики. По данным лаборатории БК и БТ данный штамм псевдомонад является активным стимулятором роста и развития злаковых растений, подавляет развитие грибов родов Alternaria, Fusarium, Rhizoctonia, Bipolaris, которые являются возбудителями целого ряда заболеваний растений.
В ходе проведения эксперимента были дважды отобраны образцы пшеницы (1 – в фазу выколашивания-цветения и 2 – в фазу полной спелости). У отобранных растений измерялись длина вегетативной части и биомасса. Учитывалось наличие корневых гнилей в фазу выколашивания-цветения, а также количество зерен в колосе и выколосившихся дополнительных стеблей в фазу полной спелости. Результаты анализа – в таблице 1. Нами было установлено положительное влияние бактериальных культур азотобактера и псевдомонаса на рост и развитие пшеницы. Наибольший эффект на биомассу и длину вегетативной части растений оказали бактерии азотобактера (в 2,4 раза больше контроля и в 2,5 раза – планриза). Pseudomonas sp. B-6798 также дал хорошие результаты: в 1,3 раза больше контроля и в 1,4 раза – планриза.

Таблица 1

Результаты анализа

 

Для среднего образца зерна были рассчитаны показатели урожайности (табл. 2).

Таблица 2

Результаты обработки количественных характеристик зерна пшеницы

Среднее количество зерен в колосе растений, обработанных бактериями азотобактера, на 14% выше контрольного; на массу 1000 зерен положительно повлияли бактерии псевдомонаса В-6798 (на 4% больше контроля), а азотобактера – на 1,2%.