Ефективність застосування препарату «AZOTER F®» на грунтах інфікованих фузаріозними інфекціями

У модельних дослідах доведено ефективну дію у ґрунтах триходерми препарату «AZOTER F^®» на мікопатогени різних родів, особливо Fusarium. Частково встановлено пригнічення мікопатогенів родів Pythium, Alternaria та Phytophthora. Ефективність препарату визначається рівнем інфікованості ґрунту патогенами та дозою препарату, проте є достатньою в рекомендованій дозі за умови профілактичного застосування. На ґрунтах з ймовірною резистентністю патогенів після попередніх обробок, ефективність препарату кратна дозі. За умови тримісячної експозиції дії препарату, кількість досліджуваних мікопатогенів знижується на 80-85% від початкового рівня (для умовно типового фузаріозу) та на 62–87% (для ймовірно нетипового резистентного фузаріозу).

Актуальність дослідження. В екологічно-збалансованому виробництві продукції рослинництва, важливу роль відіграють мікробіологічні засоби захисту рослин від хвороб та шкідників. Серед азотфіксуючих та фосфатмобілізуючих мікроорганізмів, на основі яких створено ряд бактеріальних добрив, багато штамів є антагоністами фітопатогенної мікрофлори. Серед препаратів спеціального призначення є препарати лінійки біологічних добрив Azoter на основі азотфіксуючих бактерій Azotobacter crococcum, Azospirillum brasilense та Bacillus megaterium, які в композиції з Trichoderma atroviridae пригнічують збудників фузаріозу Fusarium, а також фізіологічно близьких псевдогрибів Pythium та недосконалих грибів Alternaria. Дана модифікація біопрепарату зареєстрована під назвою «AZOTER F^®».

Багаточисленними лабораторними, польовими та виробничими випробуваннями, в цілому, встановлено протигрибкову ефективність компонента Trichoderma atroviridae «AZOTER F^®». Проте, залишається недостатньо вивченим питання функціонування препарату в  польових умовах, механізму впливу на різні форми (аборигених або резистентно-модифікованих) грибкових захворювань, що зустрічаються на різних видах сільськогосподарських рослин, а також у різних ґрунтово-кліматичних умовах. Не достатньо досліджено також кількісні показники ефективності з врахуванням різних фізіологічних груп збудників грибкових хвороб сільськогосподарських рослин.

Характеристика об’єктів дослідження. Препарат задекларований як розширена форма біодобрива «AZOTER^®», бактерії якого після внесення в ґрунт виробляють достатню кількість азоту, продукують фітогормони росту, мобілізують запаси фосфору, а також запобігають розвитку фузаріозної гнилі та захворюванням спричиненим представниками роду Pythium.

Препарат складається з композиції штамів мікроорганізмів у наступному співвідношенні за характеристиками – загальна кількість агрономічно цінних мікроорганізмів  КУО/мл (колонієутворюючих одиниць в мл):

Azotobacter croococcum мінімум 4х10⁹

Azospiríllum brasilense мінімум 4х10⁹

Bacillus megatherium мінімум 1,5х10⁸

Trichoderma sp. мінімум 2х10⁶

Значення рН становить 7,0 одиниць.

Рекомендована норма застосування становить 10 л/га у співвідношенні з водою 1: 5.

В науковій літературі описано 21 вид грибів роду Fusarium, 6-10 з яких  найчастіше наявні в патогенному комплексі України. Захворювання розповсюджене в зоні Полісся та в західних областях Лісостепу. Проявляється переважно на зернових культурах та після зернових як попередників. Шкодочинність може складати до 87% планованої врожайності та суттєво знижує якість продукції.

З метою вивчення дії препарату «AZOTER F^®» на патогенні організми в умовах Західного Лісостепу було проведено моніторинг поширення захворюваності зернових (зокрема кукурудзи та сої), виявлено ареали та відібрано ґрунтові зразки з двох полів сівозміни (після збору кукурудзи – ясно-сірий лісовий грунт та сої – дерново-підзолистий грунт, за ураженням пожнивних решток) з метою подальшого дослідження.

Лабораторний аналіз відібраних зразків дозволив виявити комплекси ґрунтової мікробіоти, які наведено в таблиці 1. Крім, родини Fusarium було виявлено інші види шкодочинних організмів таких як Pythium, Alternaria, Phytophthora.

Таблиця 1. Результати обліку чисельності мікофлори у вихідних зразках ґрунту (0 відлік) у тис. КУО/1 г ґрунту

Методика та завдання дослідження. Експериментальна частина проводились у в лабораторіях «Ґрунтових та агрохімічних досліджень» Луцького національного технічного університету, а також «Мікробіології та діагностики хвороб» Волинського національного університету імені Лесі Українки.

Вихідними матеріалами є компонент препарату «Азотер F» та зразки інфікованих ґрунтів (після кукурудзи (умовно – типовий фузаріоз) та після сої – попередник кукурудза (умовно – нетиповий фузаріоз)).

Завданнями досліджень було визначено проведення оцінки динаміки впливу компонента препарату «Азотер F» в бакових сумішах на ґрунтах інфікованих різними фузаріозними інфекціями в часі та обґрунтування ефективності застосування компонента препарату «Азотер F» в умовах Західного Лісостепу.

Вирішення даних завдань здійснено шляхом проведення модельних дослідів в лабораторних умовах на відібраних інфікованих  ґрунтових зразках із застосуванням різних норм внесення препарату «Азотер F» та відстеження інтенсивності впливу на виявлену патогенну мікробіоту (таблиця 1).

Модельний дослід включав наступні компоненти: ґрунтові зразки (2 одиниці: типовий (по кукурудзі) та нетиповий (соя – попередник кукурудза) фузаріози на 2 типах ґрунтів (дерново-підзолистий (соя), ясно-сірий лісовий (кукурудза)).

Розрахунок співвідношень «бакова суміш-грунт» з врахуванням умов застосування під посів кукурудзи у виробничих умовах, обробка модельних зразків у трикратній повторності та в подальшому контроль у часі за схемою:

• 1 місяць після обробки;
• 2 місяці після обробки;
• 3 місяці після обробки препаратом «AZOTER F^®».

Методика обліку мікробіоти: метод посіву на поживних середовищах Сабуро (вихідний препарат, зразки ґрунтів до та після обробки, в часі згідно схеми).

Аналогічні дослідження проведені для одинарної дози компоненту «AZOTER F^®» (1:5) та подвійної дози компоненту  (2:5).

Модельний дослід проводився в лабораторних умовах в ємкостях з дренажем. Обробку препаратом та подальше коригування вологості здійснювали пульверизатором в розрахункових об’ємах. Розрахунки для проведення модельного досліду проводились з врахуванням параметрів унесення біопрепарату «Азотер F» у рядки під посів кукурудзи аплікатором у співвідношенні бакової суміші 10 л на 50 л води на 1 га та 20 л на 50 л бакової суміші.

Умовно прийнято в розрахунках об’ємна площа впливу препарату згідно схеми посіву кукурудзи з шириною міжрядь 70 см та 10 см у рядках з глибиною загортання 4 см. Ширина зони дії препарату в рядку прийнята за 10 см.

Результати досліджень та їх обговорення. Облік у зразках ґрунту вмісту мікофлори родів Fusarium, Pythium, Alternaria, Phytophthora та Trihoderma до обробки препаратом (0 відлік)  наведено у табл. 1.

Розрахунково, після обробки баковою сумішшю дослідних зразків ґрунту в одинарній дозі, у зразку з типовим фузаріозом  аддитивна кількість Trihoderma КУО в 1 г ґрунту склала 1,15 тис. одиниць (в 1 г ґрунту). Аналогічно – подвійна адитивна доза склала 1,65 тис. одиниць КУО для зразка з типовим фузаріозом.

Для зразків з нетиповим фузаріозом одинарна доза адитивно склала 0,76 тис. одиниць КУО на 1 г ґрунту, та подвійна – 1,26 тис. одиниць КУО на 1 г ґрунту.

Для виявлення форм мікопатогенів застосовано метод морфологічної (за зовнішнім виглядом колоній) та мікроскопічної ідентифікації (за мікроморфологічними формами розвитку колоній).

Для зразка ясно-сірого лісового ґрунту, з типовими ознаками фузаріозу пожнивних решток результати часової динаміки наведені на рисунку 1 (при одинарній дозі обробки препаратом «AZOTER F^®», 1:5) та на рисунку 2 (при подвійній ній дозі «AZOTER F^®» , 2:5).

Згідно наведених результатів, за внесення одинарної дози «AZOTER F^®», початкова кількість триходерми в ґрунтовому зразку становила 0,655 тис. одиниць КУО в 1 г ґрунту. Після обробки зразка баковою сумішшю, кількість КУО становила 1,15 тис. одиниць. Через місяць облікована кількість КУО триходерми склала 5,45 тис. одиниць, через 2 місяці 14,5 та через 3 місяці – 16,75 тис. одиниць КУО в 1 г ґрунту.

Початкова кількість облікованих мікопатогенів складала 1,78 тис. одиниць КУО. Початкове співвідношення патогени/триходерма становило 2,72, що свідчить про суттєве переважання патогенів над триходермою. Через 1 місяць даний показник склав – 0,34, що свідчить про значне переважання триходерми над патогенами; через 2 місяці – 0,06, та через 3 місяці – співвідношення патогени/триходерма склало 0,02, що свідчить про суттєве пригнічення патогенів. Ця динаміка чітко сформована грибком фузаріозу, кількість якого зменшилась у 8 разів. Інші форми патогенів показали варіювання значень на мінімальних рівнях, зокрема для альтернарії та пітіуму залишились на початкових значеннях, а фітофтора з першого місяця повністю була пригнічена.

За внесення подвійної дози «AZOTER F^®», після обробки зразка баковою сумішшю, кількість КУО становила 1,65 тис. одиниць. Через місяць облікована кількість КУО триходерми склала 6,75 тис. одиниць, через 2 місяці 17,3 та через 3 місяці – 24,0 тис. одиниць КУО в 1 г ґрунту.

Аналогічно, початкове співвідношення патогени/триходерма дорівнювало 2,72. Через 1 місяць цей показник склав  0,16, що вказує на  суттєве переважання триходерми над патогенами; через 2 місяці – 0,043 та через 3 місяці – 0,01, і свідчить про фактичне пригнічення активної діяльності патогенів. Як і в одинарній дозі застосування препарату динаміка головним чином сформована грибком фузаріозу, кількість якого зменшилась у 8,5 рази, а динаміка  альтернарії, пітіуму та фітофтори повторила тенденції одинарної дози.

Для зразків відібраних на дерново-підзолистих ґрунтах (після сої по кукурудзі) вихідний уміст патогенів був у майже 8 разів нижчим, у порівнянні з попереднім зразком (таблиця 1). Також і уміст аборигенної триходерми у ґрунті був нижчим у 2,5 разів.

Результати модельного досліду з даними зразками у динаміці наведені на рис. 3 та 4.

За внесення одинарної дози компонента препарату «AZOTER F^®», після обробки зразка баковою сумішшю, кількість КУО становила 0,76 тис. одиниць. Через місяць облікована кількість КУО триходерми зменшилалсь та склала 0,3 тис. одиниць, через 2 місяці 0,45 та через 3 місяці – 0,4 тис. одиниць КУО в 1 г ґрунту (рис. 3). Початкове співвідношення патогени/триходерма становило 0,85. Через 1 місяць – 1,26, що свідчить про переважання патогенів над триходермою. Через 2 місяці – 0,44, що свідчить про подвійне зворотнє переважання триходерми над патогенами. Через 3 місяці – співвідношення патогени/триходерма склало 0,21, що свідчить про суттєве пригнічення патогенів. Дана динаміка переважно сформована грибком фузаріозу, кількість якого зменшилась на порядок.

В цілому, одинарна доза препарату Азотер F забезпечує суттєве пригнічення патогенів з другого місяця післядії. Складний процес механізму формування рівноваги мікофлори зумовлений як типом ґрунту (дерново-підзолистий), який поступається за якісними показниками ясно-сірому лісовому, особливістю сівозміни та ймовірно рівнем резистентності до препарату.

За подвійної дози препарату «AZOTER F^®», після обробки зразка баковою сумішшю, кількість КУО становила 1,26 тис. одиниць. Через місяць облікована кількість КУО триходерми склала 0,45 тис. одиниць, через 2 місяці 0,55 та через 3 місяці – 0,6 тис. одиниць КУО в 1 г ґрунту. (рис.4).  Початкове співвідношення патогени/триходерма дорівнювало 0,85; через 1 місяць – 0,35; через 2 місяці – 0,15 та через 3 місяці – 0,05, що вказує на  значну мікоцидну дію триходерми на обліковані форми фузарій за подвійної дози препарату з першого місяця дії, кількість яких зменшилась на порядок.

Стосовно форм альтернарії, пітіуму та фітофтори в даному досліді чітких статистичних залежностей в часі та концентраціях препарату не виявлено, оскільки вони проявлялись у незначних кількостях, що не дозволило зробити достовірних висновків.

Таким чином, динаміка чисельності патогенів в ґрунтових зразках після обробки різними дозами препарату відносно їх початкової кількості (табл. 2) свідчить про зростання його мікоцидної дії із збільшенням експозиції впливу препарату. Так, на більш інфікованих ґрунтах (типовий фузаріоз) спостерігаємо зменшення загальної кількості мікопатогенів на третьому місяці післядії до 80 % (за обробки одинарною дозою препарату) та до 85% (за подвійною дозою). На менш інфікованих угіддях (нетиповий фузаріоз) зменшення фузаріозних інфекцій на закінчення досліду становив 62% (одинарна доза препарату) та  87% при застосуванні подвійної дози.

Таблиця 2. Відносна (у %) динаміка кількості КУО мікопатогенів від початкового рівня

Порівняння динаміки мікоцидної дії триходерми препарату «AZOTER F®» в одинарній та подвійній дозі на мікопатогени в цілому і  фузарії зокрема свідчить, що подвійна доза препарату на 1 місяці післядії значно ефективніша, ніж одинарна. Проте на ґрунтах за типового фузаріозу різниця на другому місяці зменшується і на 3 місяць практично нівелюється. Тобто, доведено достатню ефективність і одинарної дози. Проте, враховуючи рівень інфікованості ґрунтів та ймовірний рівень резистентності патогенів (що потребує подальших досліджень), збільшення дози препарату «AZOTER F^®», забезпечить швидший та надійніший мікоцидний ефект.

Висновки. Доведено ефективну дію у ґрунтах триходерми препарату «AZOTE1R F®» на мікопатогени різних родів, особливо Fusarium. Частково встановлено пригнічення мікопатогенів таких родів як Pythium, Alternaria та Phytophthora. Ефективність препарату є вищою в ґрунтах з більшою кількістю мікопатогенів, які є джерелом живлення триходерми. Ймовірно, проявляється вплив різних ґрунтових умов на механізм дії та ефективність. Подвійна доза препарату (від рекомендованої) проявляє активнішу мікоцидну дію на першому місяці після обробки, тоді як одинарна доза – на  другому місяці після обробки. На ґрунтах з підвищеною інфікованістю фузаріями ефективність одинарної та подвійної доз на третьому місяці практично нівелюється, що доводить обґрунтованість рекомендованої дози препарату за умовизавчасного  профілактичного використання. На малоінфікованих ґрунтах та/або з ймовірною резистентністю патогенів після попередніх обробок, ефективність препарату кратна дозі.

Також встановлено, що протягом тримісячної експозиції дії препарату, кількість досліджуваних мікопатогенів знижується на 80-85% від початкового рівня (для умовно типового фузаріозу) та на 62–87% (для умовно нетипового резистентного фузаріозу).

Колектив авторів:

Луцький НТУ:

  Микола Зінчук, завідувач кафедри агрономії, канд. с.г. наук

  Світлана Дяків, доцент кафедри агрономії, канд. біол. наук

  Лариса Комович, завідувач лабораторії «Ґрунтових та агрохімічних досліджень»

ВНУ імені Лесі Українки:

   Петро Бойко, докт. вет. наук, професор, завідувач лабораторії «Мікробіології та діагностики хвороб»

ТзОВ «Азотер Україна

Віктор Матрунчик, директор