АГРОХИМИЯ, 2014, № 1, с. 71-74
УДК 632.93:631.53.01:632.952:632.95.024.4
ВЛИЯНИЕ ПРОТРАВИТЕЛЕЙ СЕМЯН НА МИКОРИЗАЦИЮ КОРНЕЙ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ
© 2014 г. З.М. Курамшина1, Р.М. Хайруллин2, И.Г. Андреева1
'Стерлитамакский филиал Башкирского государственного университета 453103 Стерлитамак, просп. Ленина, 49, Россия E-mail: kuramshina_zilya@mail.ru 2Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН 454054 Уфа, просп. Октября, 71, Россия E-mail: krm62@mail.ru
Поступила в редакцию 25.06.2013 г.
Изучено влияние фунгицидов террасил, ТМТД, а также препарата фитоспорин-М и его смеси с ТМТД на микоризацию корней яровой пшеницы, ячменя, гороха и подсолнечника. Обработка семян препаратами снижала у растений частоту микоризации корневой системы (F), интенсивность колонизации корней (M), фрагмента корня (m), изобилие арбускул в корневой системе (A) и фрагменте (a). У растений пшеницы эти показатели были минимальными при обработке семян препаратами террасил и ТМТД, ячменя - биопрепаратом фитоспорин-М, гороха - ТМТД. У подсолнечника показатели M, m, a были минимальными при использовании смеси фитоспорин-М + + ТМТД, однако каждый из них в отдельности снижал показатель А сильнее, чем смесь. Выявлено, что негативное влияние биопрепарата фитоспорин-М на микоризацию корней ячменя, гороха и подсолнечника сопоставимо по силе с отрицательным действием химических фунгицидов. Ключевые слова: протравители семян, микоризация, корни культурных растений.
ВВЕДЕНИЕ
В сельском хозяйстве многие годы химический метод является доминирующим в защите растений, в его основе лежит использование фунгицидов [1], в том числе при предпосевном протравливании семян [2]. Эта технологическая операция снижает степень заражения развивающихся проростков патогенными микроорганизмами, предупреждает занесение инфекции от семян в почву, а также распространение отдельных фитопатогенов с посевным материалом в другие регионы [3]. Однако нередко цена таких препаратов оказывается сопоставимой со стоимостью сохраненного урожая или даже превышает ее [3]. Кроме того, химические фунгициды опасны для окружающей среды и человека. Высокие концентрации различных химических соединений, попадающих с семенами в почву, способны пагубно влиять на жизнедеятельность различных почвенных организмов, что в свою очередь может иметь неблагоприятные последствия для растительного и животного мира [4].
В связи с этим актуальна разработка систем интегрированной биологической защиты и стимуляции роста растений, не нарушающих эколо-
гического равновесия в почве и не загрязняющих окружающую среду. Эффективными компонентами этих систем являются препараты на основе живых клеток бактерий, грибов или актиномице-тов [5]. Эти препараты часто называют биофунгицидами благодаря способности используемых в качестве их основы микроорганизмов подавлять рост фитопатогенов [6-8].
В почве помимо грибов-возбудителей болезней растений имеются и микоризообразующие. Их взаимодействие с растениями является мутуали-стическим, принося обоюдную пользу каждому симбиотическому виду [9]. Широкое применение химических и биофунгицидов придает актуальность исследованиям их влияния на микоризу. В литературе имеются противоречивые сведения по данному вопросу. Одни исследователи отмечают губительные для микоризных грибов последствия действия фунгицидов, другие такого действия не наблюдали. По данным [10], ТМТД в комбинации с у- и а-изомерами гексахлорана улучшал микоризацию корней кукурузы. Согласно [11], ТМТД снижал плотность микоризы сеянцев сосны. Цель работы - изучение влияния протравителей-биофунгицидов на микоризацию корней культурных растений.
72
КУРАМШИНА и др.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперимент проводили на растениях яровой пшеницы (Triticum aestivum L., сорт Омская 35), ячменя (Hordeum vulgare L., сорт Прерия), гороха посевного (Pisum sativum L., сорт Чишмин-ский 95), подсолнечника (Helianhtus annuus L., сорт Енисей). Нестерилизованные семена в количестве 150 шт. высевали вручную на делянки площадью 80 х 80 см в трехкратной повторно-сти. Почва - выщелоченный чернозем. Глубина посева пшеницы и ячменя составляла 4-5 см, подсолнечника и гороха - 7-8 см. Варианты располагали рендомизированно.
Обработку семян фунгицидами ТМТД (ВСК, ЗАО Фирма "Август", д.в. тирам), террасил (6% к.с., Bayer, д.в. тебуконазол), биопрепаратом фитоспорин-М (Ж, штамм Bacillus subtilis 26Д, титр не менее 1 млрд. живых клеток и спор/мл, ООО НВП "БашИнком") проводили согласно рекомендациям Государственного каталога [12]. В варианте "ТМТД + фитоспорин-М" семена обрабатывали ТМТД, затем растения опрыскивали биопрепаратом: пшеницу и ячмень 1-й раз - в фазе кущения, 2-й раз - в фазе начала колошения; горох и подсолнечник опрыскивали в фазе формирования настоящего листа и в фазе цветения. В соответствующих контрольных вариантах семена и растения обрабатывали водой.
В фазе начала созревания растения вместе с корневой системой осторожно удаляли из почвы. Корневую систему отделяли, промывали в проточной воде и взвешивали.
Гистохимический анализ и количественный учет везикулярно-арбускулярной микоризы в корнях проводили по методу Травло [13]. Корни после промывки осветляли в растворе 10%-ного КОН, затем промывали, переносили в 2%-ный раствор НС1 и окрашивали трепановым синим. При определении степени колонизации микоризы использовали стандартную технику световой микроскопии окрашенных корней.
В таблицах приведены средние величины и их стандартные отклонения.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Обработка семян всех сельскохозяйственных растений фунгицидами, разрешенными к применению на посевах данной культуры (за исключением ТМДТ на посевах ячменя), приводила к угнетению развития везикулярно-арбускулярной микоризы (табл. 1). У растений пшеницы частота микоризации корней по сравнению с контролем
снижалась практически в равной степени во всех вариантах. Протравливание семян химическими препаратами, в отличие от биопрепарата фитоспорин-М, многократно снижало оба показателя интенсивности микоризации (Ми т), а также изобилия арбускул (А и а). Опрыскивание препаратом фитоспорин-М растений, выросших из семян, протравленных ТМТД, повышало все показатели микоризации в сравнении с вариантом, в котором также использовали ТМТД для обработки семян, но растения не обрабатывали биопрепаратом.
При обработке семян ячменя биофунгицидом частота микоризации, интенсивность микориза-ции корней и фрагмента, а также число арбускул в корневой системе растений были минимальными в сравнении с другими вариантами опыта и контролем. Показатель изобилия арбускул в корневом фрагменте не зависел от вида препарата, которым обрабатывали семена, а также вегети-рующие растения.
Протравливание семян гороха препаратом ТМТД сильнее подавляло развитие микоризы, чем биопрепаратом фитоспорин-М. Однако совместная обработка семян гороха ТМТД и веге-тирующих растений биопрепаратом приводила к увеличению в целом всех показателей микориза-ции по сравнению с вариантами, в которых обрабатывали только семена.
Частота микоризации корней подсолнечника при обработке семян как ТМТД, так и биопрепаратом была меньше, чем у других растений. Применение как химического, так и биологического фунгицидов примерно в равной степени снижало оба показателя интенсивности микоризации, а также изобилия арбускул. Опрыскивание растений биопрепаратом снижало степень негативного влияния ТМТД на показатели М, т, А, тогда как в корневом фрагменте изобилие арбускул уменьшалось еще сильнее.
Все исследованные препараты включены в соответствующий "Государственный каталог" и разрешены к применению. Их использование в преобладающем числе случаев способствует повышению продуктивности растений, в связи с чем дополнительных исследований по влиянию этих фунгицидов на урожайность культур авторы не проводили. Однако интересен вопрос о влиянии препаратов на рост корневой системы как органа непосредственного заражения микоризой. Анализ этого показателя выявил, что обработка семян ТМТД вызывала тенденцию снижения сухой массы корней культур (табл. 2), которое статистически достоверно было лишь у растений гороха. Террасил не проявил однозначного эффекта
АГРОХИМИЯ № 1 2014
ВЛИЯНИЕ ПРОТРАВИТЕЛЕИ СЕМЯН...
73
Таблица 1. Влияние фунгицидов на показатели микоризации корней сельскохозяйственных культур
Вариант
Пшеница
Ячмень
Горох
Подсолнечник
Контроль Террасил ТМТД
Фитоспорин-М ТМТД + фитоспорин-М
Частота микоризации корневой системы %
99.0 ± 0.5
100.0 ± 0.2 91.0 ± 1.1 90.0 ± 0.6 93.3 ± 1.3 91.0 ± 1.2
100.0 ± 0.1 84.0 ± 0.8 80.0 ± 2.1 75.5 ± 1.4 86.0 ± 1.3
81.0 ± 1,1 71.4 ± 1.1 88.0 ± 1.0
Контроль Террасил ТМТД
Фитоспорин-М ТМТД + фитоспорин-М
Интенсивность колонизации корневой системы микоризой (М),
28.8 ± 1.7
20.5 ± 1.1 0.90 ± 0.05
I.30 ± 0.02
II.9 ± 1.2 9.0 ± 1.0
28.2 ± 1.4 6.62 ± 0.86 10.2 ± 1.2 3.20 ± 0.50 8.72 ± 0.64
Н. п.
%
Н. п.
1.20 ± 0.18 1.60 ± 0.07 7.89 ± 0.55
Контроль Террасил ТМТД
Фитоспорин-М ТМТД + фитоспорин-М
Контроль Террасил ТМТД
Фитоспорин-М ТМТД + фитоспорин-М
Интенсивность колонизации корневого фрагмента микоризой (т),
29.0 ± 1.7
%
20.4 ± 1.3 1.25 ± 0.05 1.49 ± 0.02 12.4 ± 1.2 9.57 ± 0.99
28.2 ± 1.4
8.4 ± 1.1 11.2 ± 1.3
3.5 ± 0.3 9.83 ± 0.67
Н. п.
1.43 ± 0.20 2.20 ± 0.08 8.94 ± 0.58
Изобилие арбускул в корневой системе (А), %
1.08 ± 0.10
11.7 ± 1.0 0.07 ± 0.02 0.12 ± 0.007 0.30 ± 0.03 0.34 ± 0.04
1.84 ± 0.16 1.8 ± 1.1 0.58 ± 0.10 0.09 ± 0.01 0.42 ± 0.05
Н. п.
0.03 ±0.005 0.20 ± 0.08 0.22 ± 0.02
Изобилие арбускул в корневом фрагменте (а), %
90.0 ± 1.3
60.0 ± 2.3
67.3 ± 2.0
41.4 ± 2.8
22.0 ± 1.1
1.23 ± 0.17 1.50 ± 0.20 0.45 ± 0.04
23.5 ± 1.1
1.98 ± 0.25 2.21 ± 0.22 0.82 ± 0.15
1.49 ± 0.17
0.02 ± 0.004 0.03 ± 0.10 1.06 ± 0.03
Контроль 42.9 ± 3.1 6.35 ± 0.41 3.52 ± 0.25 7.08 ± 0.83
Террасил 6.5 ± 1.0 3.39 ± 0.59 Н. п.
ТМТД 1.70 ± 0.07 3.25 ± 0.41 2.65 ± 0.15 1.59 ± 0.16
Фитоспорин-М 12.4 ± 1.2 3.50 ± 0.30 2.90 ± 0.14 1.84 ± 0.16
ТМТД + фитоспорин-М 3.63 ± 0.22 4.72 ± 0.37 2.77 ± 0.13 0.004 ± 0.01
*Исследование не проводили. То же в табл. 2.
на масс
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.