Влияние биологических препаратов на семенную инфекцию и посевные качества томата

УДК 632.93:635.64:631.53.01:631.53.01 DOI: 10.30914/2411 -9687-2020-6-2-193-197

Влияние биологических препаратов

на семенную инфекцию и посевные качества томата А. А. Садовина, О. Г. Марьина-Чермных

Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола, Россия

Введение. Овощные культуры, в том числе и томаты, являются основным источником витаминов, минеральных элементов, углеводов, пектиновых веществ, органических кислот, эфирных масел, фитонцидов и обладают высокой питательной ценностью. Культура томат, в Республике Марий Эл, как и другие овощные культуры в той или иной степени поражаются болезнями уже в рассадный период, а инфекционное начало многих болезней сохраняется в семенах. В результате отмечается большая гибель рассады томатов, снижается урожайность, ухудшается товарный вид и вкусовые качества продукции. Защита семян овощных культур, в том числе и томата от патогенных микроорганизмов является основным критерием для получения здоровой рассады и хорошего урожая. Применение средств защиты при обработке семян томата является наиболее эффективным методом защиты растений, а использование биологических препаратов - экологически целесообразным. Цель: изучить влияние предпосевной обработки биопрепаратами на видовой состав патогенных микроорганизмов семян томата. Материалы и методы. Исследования проводились лабораторными методами, объектом изучения были семена томата и биологические препараты. Результаты обсуждения. По результатам фитоэкспертизы на семенах томата был выявлен комплекс возбудителей фитопатогенных грибов из рр. Alternaría, Fusarium, Mucor, Rhizopus, Penicillium. Проведенные лабораторные исследования выявили, что при обработке семян томата препаратами с бактериальной основой в 2 раза снизился рост инфекции на посадочном материале, увеличилась лабораторная всхожесть семян и энергия прорастания. Заключение. Установлено, что видовой состав микрофлоры зерновой массы томата состоял из фитопатогенной микобиоты. Применение в предпосевной обработке семян биологических препаратов (Биоагро-БФ, Псевдобактерин-2 и Ризоплан) снизило в два раза инфекционный фон, при этом увеличились всхожесть и энергия прорастания семян.

Ключевые слова: томаты, семена, предпосевная обработка, биологические препараты, видовой состав патогенных грибов, всхожесть, энергия прорастания.

Для цитирования: Садовина А.А., Марьина-Чермных О.Г. Влияние биологических препаратов на семенную инфекцию и посевные качества томата // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2020. Т. 6. № 2. С. 193-197. DOI: 10.30914/2411-9687-2020-6-2-193-197

Influence of biological preparations on seed infection

and seed quality of tomatoes A. A. Sadovina, O. G. Maryina-Chermnykh

Mari State University, Yoshkar-Ola, Russia

Introduction. Vegetable crops, including tomatoes, are the main source of vitamins, mineral elements, carbohydrates, pectin substances, organic acids, essential oils, phytoncids and have a high nutritional value. Tomato culture in the Republic of Mari El, as well as other vegetable crops, is more or less affected by diseases already in the seedling period, and the infectious onset of many diseases is preserved in the seeds. As a result, there is a large loss of tomato seedlings, the yield decreases, and the product's presentation and taste quality deteriorates. Protection of vegetable seeds, including tomato, from pathogenic microorganisms is the main criterion for obtaining healthy seedlings and a good harvest. The use of protection products when processing tomato seeds is the most effective method of plant protection and the use of biological preparations is environmentally appropriate. Objective: to study the effect of biological preparations on pre-sowing treatment of tomato seeds and determine the species composition of pathogenic microorganisms. Materials and methods: the studies were conducted in the laboratory, the object of study were tomato seeds and biological preparations. The results of the discussion. According to the results of phyto-expertize, a complex of pathogens of phytopathogenic fungi of the genus Alternaria, Fusarium, Mucor, Rhizopus, Penicillium was identified on tomato seeds. Laboratory studies have shown that when treating tomato seeds with bacterial-based preparations, the infection growth

© Садовина А. А., Марьина-Чермных О. Г., 2020

Вестник Марийского государственного университета Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки» . Т. 6. № 2. 2020

on the planting material decreased by 2 times, the laboratory germination of seeds and the growth of germination energy increased. Conclusion. It was established that the specific composition of the microflora of the tomato seed mass consisted of phytopathogenic mycobiota. The use of biological preparations (Bioagro-BF, Pseudobac-terin-2, Rizoplan) in pre-sowing seed treatment halved the infectious background and increased the germination rate and the growth of seed germination energy.

Keywords: tomatoes, seeds, pre-sowing treatment, biological preparations, species composition of pathogenic fungi, germination, germination energy.

For citation: Sadovina A.A., Maryina-Chermnykh O.G. Influence of biological preparations on seed infection and seed quality of tomatoes. Vestnik of the Mari State University. Chapter "Agriculture. Economics". 2020, vol. 6, no. 2, pp. 193-197. DOI: 10.30914/2411-9687-2020-6-2-193-197 (In Russ.).

Введение

Здоровье рассады сельскохозяйственных и овощных культур зависит от многих факторов, и в первую очередь от зараженности их патогенными микроорганизмами и качества почвенного грунта. Семена, пораженные фитопатогенами, являются одной из главных причин ухудшения их посевных качеств и формирования на растениях томата во время вегетации заболеваний в виде гнилей, поэтому семена, используемые как посевной материал, должны иметь высокие показатели всхожести и энергии прорастания.

Важным звеном в профилактических мероприятиях по защите овощных культур от болезней является предпосевная обработка семян. Она снижает семенную инфекцию патогенной формы и минимизирует ее перенос во время вегетации растений [7].

Использование химических препаратов против грибной инфекции на семенах томата подавляет патогенный организм, но остаточный эффект химических веществ может сохраняться долгое время и также накапливаться в почве. Протравливание семян является одним из предупредительных мер в борьбе с болезнями, особенно в период появления первых всходов. Через семена может передаваться свыше 30 % возбудителей семенной инфекции, которые в свою очередь могут снижать посевные свойства любой культуры [2].

В последнее время при выращивании сельскохозяйственной продукции стали все больше уделять внимание повышению не только качества продукции, но и ее экологическим нормам [4]. Выращивание томатов, при использовании биологических средств защиты, является одним из важных элементов фитосанитарного состояния овощных агроценозов. Применение биологиче-

ских препаратов может обеспечить культуре защиту от вредных патогенных микроорганизмов и стимулировать ростовые процессы растений [1]. Биологический метод защиты, особенно предпосевная обработка семян, в настоящий момент имеет наибольший интерес. При этом максимальную роль в эффективности биологических средств защиты от вредных патогенных организмов играют препараты, которые созданы на основе микроорганизмов-антагонистов, и представлены в основном грибами и бактериями из рр. Trichoderma, Penicillium, Pseudomonas, Bacillus и так далее. Основа живых организмов в биопрепаратах может тесно взаимодействовать с культурными растениями и быть взаимосвязана с теми функциями растений, которые могут стимулировать их рост и развитие, а также сдерживать фитопа-тогенные микроорганизмы, при этом увеличивая степень устойчивости к стрессам и росту урожая культуры [5].

Наибольшее количество биопрепаратов уже используется для обработки семян. Они контролируют патогенные микроорганизмы корней и прикорневой зоны растений, но при этом не могут давать хороший эффект против возбудителей болезней, которые развиваются в период вегетации, поэтому научной основой защиты сельскохозяйственных агроценозов от болезней, является повышение их продуктивности и стрессоустой-чивости к патогенным организмам [6], а получение здорового семенного материала составляет одну из главных задач в гарантии высоких и стабильных урожаев.

Цель исследований: изучить влияние предпосевной обработки биопрепаратами на видовой состав патогенных микроорганизмов семян томата.

Материалы и методы

Исследования проводились в 2019 году лабораторными методами в ФГБОУ ВО «Марийский государственный университет», где оценивали влияние биологических препаратов на показатели энергии прорастания, всхожести семян и их эффективность против патогенных грибов на семенах томата по схеме: Контроль (обработка семян водой); Биоагро-БФ, Ж (10,0 л/т); Псевдо-бактерин-2, Ж (1,0 л/т); Ризоплан, Ж (10,0 л/т).

Фитосанитарную экспертизу семян томата проводили по ГОСТу 12044-931 всхожесть и энергию прорастания семян определяли по методике ГОСт 12038-842. Идентификацию видового состава патогенных микроорганизмов осуществляли по определителям Пидопличко Н. М., 19773 и Билай В. И., Гвоздяк Р. И. и др., 198 84.

Результаты исследования, обсуждения

Качество семенного материала является основным принципом роста и устойчивости урожая сельскохозяйственных культур. Применение биологических средств защиты при предпосевной обработке семян овощных культур стимулирует рост, развитие и устойчивость их к фитопатоген-ным организмам, при этом оказывая содействие повышению плодородия почв и снижая уровень загрязнения окружающей среды [3].

Для исследований эффективности предпосевной обработки семян биологическими препаратами применяли препараты разной бактериальной основы. Бактериальный препарат Ризоплан, Ж - основой является живая бактерия Pseudovonas fluorescens, препарат Биоагро-БФ, Ж - микробиологический фунгицид на основе природного штамма Bacillus pumilus 3-Б и Псевдобактерин-2, Ж - препарат на основе бактерии Pseudomonas aureofaciens5.

Результаты фитоэкспертизы семян показали, что на семенах присутствует комплекс возбуди-

1 ГОСТ 12044-93 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения зараженности болезнями.

2 ГОСт 12038-84 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести и энергии прорастания.

3 Пидопличко Н.М. Грибы-паразиты культурных растений: Определитель в 3 т. Киев : Наукова Думка. 1977. Т. 2. 300 с.

4 Билай В.И., Гвоздяк Р.И., Скрипаль И.Г., Краев В.Г., Элланская И.А. Микроорганизмы - возбудители болезней растений. Киев : Наукова думка, 1988. 552 с.

5 «Прогноз фитосанитарной обстановки в Республике Марий Эл на 2019 год. Рекомендации по защите растений» подготовлен специалистами филиала ФГБУ «Россельхоз-центр» по Республике Марий Эл, 2019. С. 53-54.

телей фитопатогенных грибов из рр. Alternaria и Fusarium, а также сапрофитные плесневые грибы Mucor spp., Rhizopus spp., Penicillium spp. и другие (рис. 1).

Лабораторные исследования семян томата, перед посевом, выявили, что на контрольном варианте был наибольший процент патогенных грибов (17,2 %). Наибольший рост составили плесневые грибы, при этом грибы Alternaria spp. и Fusarium spp. были примерно на одном уровне. Процент поражения семян при обработке биопрепаратами снижал семенную инфекцию на всех вариантах опыта. Наилучший результат защиты семян от патогенной инфекции показал препарат Биоагро-БФ. Он снизил комплекс фитопатоген-ной микобиоты в 2 раза, по сравнению с контролем, это указывает на то, что микробиологический фунгицид, на основе природного штамма Bacillus pumilus 3-Б эффективен против фитопа-тогенной микрофлоры. Применение при обработке семян биопрепаратов Ризоплан и Псевдобактерин-2 также показало хорошие результаты, рост инфекции на этих вариантах снизился на 8,4 и 6,8 %, по сравнению с контролем.

Посевные качества семян томата показали, что при обработке биопрепаратами энергия прорастания и лабораторная всхожесть семян увеличилась на всех вариантах (рис. 2).

На рост энергии прорастания и всхожести семян томата сильно повлияла обработка биопрепаратами. Наиболее высокие результаты получены при применении микробиологического фунгицида Биагро-БФ, по сравнению с контролем энергия прорастания и всхожесть семян увличились на 7,4 и 8,0 % и составили 93,9 и 97,7 % соответственно. Использование в предпосевной обработке биопрепаратов Псевдобактерин-2 и Ризо-план также дало существенные результаты, энергия прорастания семян томата увеличилась на 5,3 и 5,7 %, а всхожесть на 4,6 и 5,5 % соответственно.

Заключение

Фитосанитарная экспертиза семян томата выявила грибную микрофлору, которая состоит из патогенных и сапрофитных плесневых грибов. Применение в предпосевной обработке семян биологических препаратов (Биоагро-БФ, Псевдобакте-рин-2 и Ризоплан) понизило почти в два раза семенную инфекцию, увеличило лабораторную всхожесть и энергию прорастания семян.

•/Ой

196 Вестник Марииского государственного университета

Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». Т. 6. № 2. 2020

о4

& Hi

18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

100

о4

О ft

О £

80

60

40

20

Контроль Биоагро-БФ Псевдобактерин-2 Ризоплан

Плесневые грибы  Alternaria  Fusarium

Рис. 1. Поражение семян томата патогенными грибами, % / Fig. 1. Damage of tomato seeds by pathogenic fungi, %

Контроль

Биагро-БФ

Псевдобактерин-2

Ризоплан

Энергия прорастания  Всхожесть

Рис. 2. Посевные качества семян томата, % / Fig. 2. Sowing qualities of tomato seeds, %

Литература

1. Байделюк Е.С. Урожайность томата при обработке биопрепаратами // Овощи России. 2015. № 2. С. 91-93.

2. Кузьменко В.И., Яровой Г.И. Влияние предпосевной обработки семян томата на их посевные качества и поражен-ность болезнями // Овощи России. 2015. № 1(26). С. 60-63.

3. Сафонова Т.Г., Чухиль А.А. Влияние биопрепаратов на посевные качества семян томата // Молодой ученый. 2015. № 9. 2. С. 66-68.

4. Тиев Р.А., Шибзухов З.-Г.С. Оптимизация использования химических и биологических средств защиты на томатах // Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 4: Естественно-математические и технические науки. 2018. № 4 (231). С. 145-148.

5. Тойметов М.Э., Марьина-Чермных О.Г. Воздействие биологических препаратов на фитосанитарное состояние семян ярового ячменя // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мос. чтения: материалы Междунар. научно-практич. конф. / Мар. гос. ун-т. 2018. Вып. 20. С. 100-102.

6. Тойметов М.Э., Марьина-Чермных О.Г. Стратегия защиты зерновых агроценозов от вредных организмов // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: материалы Междунар. научно-практич. конф. / Мар. гос. ун-т. 2017. Вып. 19. С. 25-27.

7. Budynkov N.I. The effectiveness of bactericides against diseases of the open field tomatoes // RJOAS. 2016. № 8. С. 105-113.

0

References

1. Baydelyuk E.C. Urozhainist' tomata pri obrabotke biopreparatami [Tomato yield at treatment by biological product]. Ovoshchi Rossii = Vegetable crops of Russia, 2015, no. 2, pp. 91-93 (In Russ.).

2. Kuzmenko V.I., Yarovoi G.I. Vliyanie predposevnoi obrabotki semyan tomata na ikh posevnye kachestva i porazhennost' boleznyami [Influence of presowing treatment of tomato seeds on its sowing qualities and disease damages]. Ovoshchi Rossii = Vegetable crops of Russia, 2015, no. 1(26), pp. 60-63. (In Russ.).

3. Safonova T. G., Chukhil A.A. Vliyanie biopreparatov na posevnye kachestva semyan tomata [The influence of biological preparations on sowing quality of seeds of tomato]. Molodoi Uchenyi = Young Scientist, 2015, no. 9.2, pp. 66-68.

4. Tiev R.A., Shibzukhov Z.-G.S. Optimizatsiya ispol'zovaniya khimicheskikh i biologicheskikh sredstv zashchity na tomatakh [Optimization of use of chemical and biological means to protect tomatoes]. Vestnik Adygeiskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya 4: Estestvenno-matematicheskie i tekhnicheskie nauki = The Bulletin of the Adyghe State University. Series Natural-Mathematical and Technical Sciences, 2018, no. 4 (231), pp. 145-148. (In Russ.).

5. Toimetov M.E., Maryina-Chermnykh O.G. Vozdeistvie biologicheskikh preparatov na fitosanitarnoe sostoyanie semyan ya-rovogo yachmenya [Impact of biological preparations on the phytosanitary condition of spring barley seeds]. Aktual'nye voprosy sovershenstvovaniya tekhnologii proizvodstva i pererabotki produktsii sel'skogo khozyaistva: Mos. chteniya: materialy Mezhdu-narodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii = Actual issues of improving the technology of production and processing of agricultural products: Mosolov readings: materials of the International scientific and practical conference, Mari State Un-ty, 2018, issue 20, pp. 100-102. (In Russ.).

6. Toimetov M.E., Maryina-Chermnyhh O.G. Strategiya zashchity zernovykh agrotsenozov ot vrednykh organizmov [Strategy for the protection of grain agrocenosis from pests]. Aktual'nye voprosy sovershenstvovaniya tekhnologii proizvodstva i pererabotki produktsii sel'skogo khozyaistva: Mos. chteniya: materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii = Actual issues of improving the technology of production and processing of agricultural products: Mosolov readings: materials of the International scientific and practical conference, Mari State Un-ty, 2017, issue 19, pp. 25-27. (In Russ.).

7. Budynkov N.I. The effectiveness of bactericides against diseases of the open field tomatoes. RJOAS, 2016, no. 8, pp. 105-113. (In Eng.).

Статья поступила в редакцию 14.03.2020 г.; принята к публикации 7.06.2020 г.

Submitted 14.03.2020; revised 7.06.2020.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

All authors have read and approved the final manuscript.

Об авторах

Садовина Анастасия Алексеевна

аспирант, Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола, Россия,

sadovina8g@mail. ги

Марьина-Чермных Ольга Геннадьевна

доктор биологических наук, профессор, Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола, Россия, ОКСГО 0000-0002-7122-0743,

oly6045@yandex. ги

About the authors Anastasia A. Sadovina

Postgraduate Student, Mari State University, Yoshkar-Ola, Russia, sadovina8g@mail.ru

Olga G. Maryina-Chermnykh

Dr. Sci. (Biology), Professor, Mari State University, Yoshkar-Ola, Russia, ORCID 0000-0002-71220743, oly6045@yandex.ru