INFLUENCE OF PLANT PROTECTIVES BASED ON BACILLUS ATROPHAEUS B‐11474 ON AGRONOMIC CHARACTERISTICS OF MELONS IN ASTRAKHAN REGION
Rubrics: ENGINEERING AND NATURAL SCIENCES
Authors:
1.
Volga-Caspian branch of All-Russian Research Institute of Fisheries and Oceanography
(Senior Specialist of the Laboratory of Ichthyopathology)
Russian Federation
Russian Federation
2.
Astrakhan State Technical University
(Doctor of Biology, Professor; Head of the Department of Applied Biology and Microbiology)
3.
Russian Scientific Research Institute of Irrigated Vegetable and Melon Growing of Russian Academy of Agricultural Science
(Doctor of Agricultural Sciences, Professor; Head of the Laboratory of Plant Protection)
4.
Russian Scientific Research Institute of Irrigated Vegetable and Melon Growing of Russian Academy of Agricultural Science
(Candidate of Agricultural Sciences; Researcher of the Laboratory of Plant Protection)
Type:
Article
Pages:
from 25
to 29
Status:
Published
Received:
25.04.2022
Accepted:
06.05.2022
Published:
06.06.2022
Subject area:
UDK 579.64 Сельскохозяйственная микробиология
Language:
Russian
Keywords:
agriculture, organic farming, melons and gourds, water-melon, biological methods, Bacillus atrophaeus, anthracnose
Abstract (English):
The Astrakhan region is the main vegetable-growing and melon-growing center of Russia, characterized by favorable agro–climatic conditions for growing vegetable and gourd crops. The agro-climatic conditions of the region make it possible to obtain the earliest, highest and most stable yields. Currently, in the southern regions, the problem of reducing the use of mineral fertilizers and pesticides in agriculture with their replacement by biological methods of plant protection is quite acute. Biological methods, in comparison with chemical means of protection, are distinguished by the selectivity of impact and by the environmental safety. Preliminary studies have shown that the studied laboratory sample of the agent based on Bacillus atrophaeus B‐11474 has pronounced fungistatic and growth-stimulating activities, which were confirmed by the field research results. The studied laboratory sample of the agent had a positive effect on the germination, development and biometric parameters of watermelon. The sample helped to increase productivity, reduce anthracnose, improve the qualitative and quantitative indicators of the cultivated crop. The prospects for using the triple treatment (spraying the bottom of the furrow and double spillage under the root of the plant with a laboratory sample of the agent have been established. In general, the use of a biological agent in the cultivation of watermelon in the fields of the Astrakhan region will make it possible to obtain environmentally friendly and safe products.
The Astrakhan region is the main vegetable-growing and melon-growing center of Russia, characterized by favorable agro–climatic conditions for growing vegetable and gourd crops. The agro-climatic conditions of the region make it possible to obtain the earliest, highest and most stable yields. Currently, in the southern regions, the problem of reducing the use of mineral fertilizers and pesticides in agriculture with their replacement by biological methods of plant protection is quite acute. Biological methods, in comparison with chemical means of protection, are distinguished by the selectivity of impact and by the environmental safety. Preliminary studies have shown that the studied laboratory sample of the agent based on Bacillus atrophaeus B‐11474 has pronounced fungistatic and growth-stimulating activities, which were confirmed by the field research results. The studied laboratory sample of the agent had a positive effect on the germination, development and biometric parameters of watermelon. The sample helped to increase productivity, reduce anthracnose, improve the qualitative and quantitative indicators of the cultivated crop. The prospects for using the triple treatment (spraying the bottom of the furrow and double spillage under the root of the plant with a laboratory sample of the agent have been established. In general, the use of a biological agent in the cultivation of watermelon in the fields of the Astrakhan region will make it possible to obtain environmentally friendly and safe products.
Keywords:
agriculture, organic farming, melons and gourds, water-melon, biological methods, Bacillus atrophaeus, anthracnose
agriculture, organic farming, melons and gourds, water-melon, biological methods, Bacillus atrophaeus, anthracnose
Введение
Благодаря географическому положению Астраханская область является одним из основных овощеводческих и бахчевых центров России. Агроклиматические условия региона отличаются ранним наступлением положительных температур весной и продолжительным безморозным вегетационным периодом, что дает возможность культивировать разнообразные бахчевые и овощные культуры. Поэтому выращивание овоще-бахчевых культур более эффективно именно в южных регионах, где они дают наиболее ранние, высокие
и устойчивые урожаи [1].
В Астраханской области арбуз является культурой, выращиваемой на протяжении многих столетий. У плодов арбуза есть большой потенциал как основного источника пищи и воды в полупустынных и пустынных регионах нашей страны [2]. Бахчевые культуры – незаменимый продукт питания
и богатейший источник природных антиоксидан-тов. Именно арбуз относится к продуктам овоще-бахчевой продукции, который при заготовке
не теряет своих ценных вкусовых и питательных качеств. Плоды арбуза содержат витамины, сахара, а также различные минеральные вещества [3]. Мякоть арбуза быстро усваивается и легко перерабатывается организмом, поэтому очень важно следить за экологической чистотой плодов бахчевых. Основным показателем, который определяет экологическую безопасность всей бахчевой продукции, является количество нитратов в плодах. Известно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека. При большом содержании в плодах нитраты способны приводить к серьезным негативным последствиям для здоровья человека [4].
В настоящее время возникла проблема снижения использования минеральных удобрений и пестицидов в сельском хозяйстве вследствие замены их на биологические методы защиты растений. В результате многочисленных исследований доказана положительная роль последних при использовании
в биоземледелии [5, 6]. В сравнении с химическими средствами защиты биологические методы отличаются избирательностью своего действия и экологической безопасностью. Применение данных методов не нарушает взаимосвязей между элементами агроэкосистемы и не приводит к формированию резистентности у различных фитопатогенов [7].
Целью проведенного исследования являлось изучение влияния средства защиты растений на основе Bаcillus atrophaeus на агрономические характеристики бахчевых культур в Астраханской области на примере арбуза.
Материалы и методы исследований
Для достижения поставленной в работе цели проведен ряд лабораторных и полевых исследований. Лабораторный образец средства получали путем непрерывного периодического культивирования штамма Bаcillus atrophaeus ВКПМ В-11474 на бобовом отваре. Титр вегетативных клеток
и спор лабораторного образца – 1 ∙ 108 КОЕ/мл. Опытная почва и высаживаемые культуры обрабатывалась следующими способами: опрыскивание дна борозды, двойной пролив под корень растений, тройная обработка: опрыскивание дна борозды
и двойной пролив под корень растений.
Вегетационный опыт проводили в открытом грунте по общепринятой методике полевых и вегета-
ционных опытов [8–10]. Культуры высаживали по схеме 140 × 20 см. Площадь опытной делянки 50 м2, учетной делянки – 25 м2, размещение рядовое, последовательное, количество повторений – 4, орошение капельное. Выращенные всходы перед высадкой в открытый грунт опрыскивали лабо-
раторным образцом. Первый пролив под корень растений осуществили в фазу бутонизации, второй пролив – во время цветения.
В ходе эксперимента изучили влияние лабо-
раторного образца на агрономические характе-
ристики арбуза сорта «Ильясовский»: на всхожесть культур; биометрические и фенологические пока-
затели (фазы развития, высота и масса растений, длина центральной плети, количество листьев, побегов, плодов); снижение развития антракноза (возбудитель заболевания – Colletotrichum lage-
narium); урожайность; увеличение массы плодов; снижение количества больных плодов в выра-
щенной продукции.
Результаты исследований и обсуждение
В ходе предварительных исследований уста-новлено наличие у исследуемого лабораторного образца средства выраженной фунгистатической
и ростостимулирующей активности по отношению к тест-культурам. При этом лабораторный образец не оказывал токсичного воздействия на всхожесть семян тест-растений.
Учет всхожести арбуза, проведенный после появления единичных и массовых всходов, показал, что обработка лабораторным образцом средства разными способами не оказывала отрицательного влияния на всхожесть возделываемой культуры. Основные фазы развития арбуза наступали в одни и те же сроки при всех вариантах обработки. Тройная обработка образцом наиболее эффективно способствовала повышению всхожести единичных и массовых всходов в среднем на 3–5 % по сравнению с другими видами обработки (прирост в процентах рассчитывали по формуле (B – A)/A • 100, где A – исходное значение; B – конечное значение) (табл. 1).
Таблица 1
Table 1
Влияние лабораторного образца средства на всхожесть арбуза
Influence of a laboratory sample of the agent on the watermelon germination
Контроль Опрыскивание Двойной пролив Тройная обработка
%
39,9*
79,2 39,7
80,9 40,2
81,1 41,9
81,8
Наименьшая существенная разность: НСР0,05 Fф < Fт
* Числитель – единичные всходы; знаменатель – массовые всходы.
Как и в случае воздействия на всхожесть арбуза, наибольшее положительное влияние на биометрические показатели культуры оказывала тройная обработка образцом. Под воздействием тройной обработки лабораторным образцом средства отмечено увеличение массы растений (на 37,5 %), длины центральной плети (на 31,4 %), увеличилось количество листьев (на 32,7 %) и побегов (на 50,0 %), а также количество плодов арбуза (на 44,8 %) по отношению к контрольным вариантам (табл. 2).
Таблица 2
Table 2
Биометрические показатели арбуза
Biometric parameters of a watermelon
Показатель Контроль Опрыскивание Двойной пролив Тройная обработка
Масса растения, г 1 680,0 2 140,0 2 250,0 2 310,0
Длина центральной плети, см
267,0 318,2 348,9 351,6
Количество листьев, шт. 97,4 118,0 124,5 129,3
Количество побегов, шт. 3,0 4,2 4,4 4,5
Количество плодов, шт. 2,9 3,6 3,8 4,2
Наименьшая существенная разность: НСР0,05 Fф < Fт
Положительное влияние средства на снижение развития антракноза (заболевание арбузов) отмечалось на протяжении всего вегетационного периода, при этом более эффективно сдерживалось развитие антракноза в случае опрыскивания дна борозды и двойного пролива под корень растения средством (тройная обработка). Установлено, что самые высокие показатели биологической эффективности
и снижения развития заболевания возделываемой культуры отмечены во время первого учета –
в период цветения растений (81,8 %). Данные показатели снижаются во время плодообразования
(на 64,6 %) и при созревании плодов (на 43,8 %) (табл. 3).
Таблица 3
Table 3
Снижение развития антракноза в результате действия лабораторного образца средства
Impact of a laboratory sample of the agent on reducing anthracnose
Культура 1 учет – цветение 2 учет – плодообразование 3 учет – созревание плодов
%
Арбуз 81,8 64,6 43,8
Наименьшая существенная разность: НСР0,05 Fф < Fт
В то же время сдерживание развития антракноза на всех этапах вегетации под влиянием лабораторного образца средства повысило урожайность арбуза (на 26,2 %), массу плодов (на 13,5), а также значительно сократило количество больных плодов в урожае (на 86,8 %) (табл. 4).
Таблица 4
Table 4
Влияние лабораторного образца средства на агрономические показатели арбуза
Impact of a laboratory sample of the agent on the agronomic parameters of the watermelon
Биологическая эффективность, % Урожайность культуры, т/га Масса плодов, г Количество больных плодов, т/га
00,0*
81,8 45,4
57,3 4 251,0
4 825,0 3,8
0,5
Наименьшая существенная разность: НСР0,05 Fф < Fт
* Числитель – показатели контроля; знаменатель – показатели обработки.
Наибольшие значения увеличения рассматриваемых показателей также были зарегистрированы для тройного способа обработки средством.
На основе полученных данных можно сделать вывод о перспективности использования тройного способа обработки лабораторным образцом средства (опрыскивание дна борозды и двойной пролив под корень растения) в разрабатываемых агробиотехнологиях. Проявление фунгистатических свойств исследуемым образцом подтверждалось увеличением устойчивости культур к антракнозу. Ростостимулирующая активность способствовала положительному влиянию на всхожесть, рост, развитие и биометрические показатели арбуза, а также повышению урожайности, улучшению качественных и количественных показателей возделываемой культуры.
Заключение
В целом использование исследуемого лабораторного образца средства на основе Bаcillus atrophaeus ВКПМ В-11474 в полевых и лабораторных экспериментах на арбузе оказывает положительное влияние на всхожесть, развитие и биометрические показатели культуры, а также способствует повышению урожайности, снижению антракноза, улучшению качественных и количественных показателей арбуза. Применение биологического средства вместо химических препаратов при культивировании арбуза на полях Астраханской области позволит получить экологически чистую и безопасную продукцию.
1. Gish R. A., Gikalo G. S. Ovoschevodstvo yuga Rossii: ucheb. Krasnodar: EDVI, 2012. 632 s.
2. Varivoda E. A., Baybakova N. G., Leunov V. I. Novye gibridy arbuza // Kartofel' i ovoschi. 2015. № 7. S. 37-38.
3. Sannikova T. A., Machulkina V. A., Antipenko N. I., Taranova E. S. Dieticheskiy produkt pitaniya iz plodov arbuza // Teoreticheskie i prikladnye problemy agropromyshlennogo kompleksa. 2012. № 3. S. 59-62.
4. Galichkina E. A. Pol'za bahchevyh kul'tur dlya cheloveka // Ekologicheskie problemy sovremennogo ovoschevodstva i kachestvo ovoschnoy produkcii. 2014. S. 49-51.
5. Monastyrskiy O. A. Zadachi i perspektivy biologicheskoy zaschity sel'skohozyaystvennyh rasteniy // AGRO-XXI. 2010. № 4-6. S. 3-5.
6. Zubkov A. F. Agrobiocenologicheskaya moderniza-ciya zaschity rasteniy. SPb.: VIZR, 2014. 116 c.
7. Semenov A. M., Glinushkin A. P., Sokolov M. S. Organicheskoe zemledelie i zdorov'e pochvennoy ekosistemy // Dostizheniya nauki i tehniki APK. 2016. № 8. S. 5-8.
8. Dospehov B. A. Metodika polevogo opyta. M.: Ag-ropromizdat, 1985. 351 s.
9. Dolzhenko V. I. Metodicheskie ukazaniya po regi-stracionnym ispytaniyam fungicidov v sel'skom ho-zyaystve. SPb.: VIZR, 2009. 378 s.
10. Mineev V. G. Praktikum po agrohimii. M.: Izd-vo MGU, 2001. 689 s.
