ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО БИОПРЕПАРАТА ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ЯЧМЕНЯ
Аннотация
Цель работы – изучение действия экспериментального микробиологического препарата «Натурост», созданного на основе штамма Bacillus subtilis №111, на рост и продуктивность ячменя в условиях Вологодской области.
Материалы и методы. Исследования проводились в течение вегетационных периодов 2019, 2020 и 2022 гг. на опытном поле ФГБУН «ВолНЦ РАН», а также в производственных условиях на полях СПК (Колхоз) «Племзавод Пригородный» (Вологодская область). Препарат «Натурост» вносили дважды: замачиванием семян и опрыскиваланием филлосферы растений в фазу кущения. Полногеномное секвенирование штамма бактерии B. subtilis-111 проводили на базе молекулярно-генетической лаборатории компании «Биотроф» на платформе MiSeq (Illumina, Inc.).
Результаты. При проведении полногеномного секвенирования штамма B. subtilis-111 установлено, что он имеет гены биосинтеза ауксинов, также в составе генома детектирован спектр различных защитных механизмов, способствующих выживанию штамма в природной среде. Кроме того, геном штамма содержит массив групп генов, которые отвечают за производство бактериоцинов с выраженной антимикробной активностью. Обработка растений ячменя экспериментальным препаратом «Натурост», способствовала увеличению ростовых параметров культуры: сухая масса возрастала до 33%, среднесуточные приросты – до 48%, что происходило на фоне увеличения содержания фотосинтетических пигментов. Зерновая продуктивность в условиях мелкоделяночных опытов в вариантах с препаратом возросла на 7-19%, а в условиях реального хозяйствования – на 14% относительно контроля.
Заключение. Экспериментальный препарат, созданный на основе B. subtilis-111, оказал стимулирующее влияние на рост и продуктивность ячменя обыкновенного сорта Сонет в условиях Вологодской области.
Скачивания
Литература
Список литературы
Васильева Е.Н., Ахтемова Г.А., Жуков В.А. Тихонович И.А. Эндофитные микроорганизмы в фундаментальных исследованиях и сельском хозяйстве // Экологическая генетика. 2019. № 1 (17). С. 19-32. https://doi.org/10.17816/ecogen17119-32
Веселова С.В., Бурханова Г.Ф., Румянцев С.Д., Благова Д.К., Максимов И.В. Бактерии рода Bacillus в регуляции устойчивости пшеницы к обыкновенной злаковой тле Schizaphis graminum Rond. // Прикладная биохимия и микробиология. 2019. № 1 (55). С. 56-63. https://doi.org/10.1134/S0555109919010185
Максимов И.В., Сингх Б.П., Черепанова Е.В. А., Бурханова Г. Ф., Хайруллин Р. М. Перспективы применения бактерий – продуктов липопептидов для защиты растений (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. 2020. № 56 (1). С. 19-34. https://doi.org/10.31857/S0555109920010134
Павловская Н.Е., Тимаков А.Г., Яковлева И.В., Мамеев В.В. Изучение эффективности применения биопрепаратов на фотосинтетическую деятельность и урожай ячменя // Вестник ИРГСХА. 2019. № 90. С. 44-50.
Рассохина И.И, Платонов А.В. Проблема повышения продуктивности зерновых культур Вологодской области // Молодые ученые - экономике региона: Материалы XX международной научно-практической конференции, Вологда, 25-27 ноября 2020 года. 2021. С. 337-341.
Сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство / Территориальный орган Федеральной службы статистики Российской Федерации [Электронный ресурс]. 1999-2023. Режим доступа: https://35.rosstat.gov.ru/sel'skoe%20hozyajstvo (дата обращения: 01.07.2023).
Сумина А.В., Полонский В.И., Количенко А.А. Кормовая ценность зерна ячменя, выращенного в условиях юга Сибири // Вестник Хакасского государственного университета им. Н.Ф. Катанова. 2020. № 3 (33). С. 36-39.
Чеботарь В.К., Заплаткин А.Н., Щербаков А.В., Мальфанова Н.В., Старцева А.А., Костин Я. В. Микробные препараты на основе эндофитных и ризобактерий для повышения продуктивности овощных культур и ярового ячменя (Hordeum vulgare L.) и эффективности использования минеральных удобрений // Сельскохозяйственная биология. 2016. № 51 (3). С. 335-342. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.3.335rus
Шимко В.Е., Кульминская И.В., Калитухо Л.Н., Гордей И.А. Сравнительный анализ показателей фотосинтеза и продуктивности у гибридов F2 озимой ржи // Физиология растений. 2009. № 56 (1). С. 139-146.
Шулико Н.Н., Хамова О.Ф., Воронкова Н.А., Тукмачева Е.В., Дороненко В.Д. Влияние комплексного применения удобрений и биопрепаратов на эффективное плодородие чернозема выщелоченного и продуктивность ячменя // Агрохимия. 2019. № 2. С. 13-20. https://doi.org/10.1134/S0002188119020133
Blake C., Christensen M.N., Kovács Á.T. Molecular aspects of plant growth promotion and protection by Bacillus subtilis // Molecular Plant-Microbe Interactions, 2021, vol. 34, № 1, pp. 15-25. https://doi.org/10.1094/MPMI-08-20-0225-CR
Hashem A., Tabassum B., Abd-Allah E.F. Bacillus subtilis: A plant-growth promoting rhizobacterium that also impacts biotic stress // Saudi Journal of Biological Sciences, 2019, vol. 26, № 6, pp. 1291-1297. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2019.05.004
Höflich G., Wiehe W., Kühn G. Plant growth stimulation by inoculation with symbiotic and associative rhizosphere microorganisms // Experientia, 1994, vol. 50, № 10, pp. 897–905. https://doi.org/10.1007/BF01923476
Majeed A., Muhammad Z., Ahmad H. Plant growth promoting bacteria: Role in soil improvement, abiotic and biotic stress management of crops // Plant cell reports, 2018, vol. 37, № 12, pp. 1599-1609. https://doi.org/10.1007/s00299-018-2341-2
Moya P., Barrera V., Cipollone J., Bedoya C., Kohan L., Toledo A., Sisterna M. New isolates of Trichoderma spp. as biocontrol and plant growth–promoting agents in the pathosystem Pyrenophora teres-barley in Argentina // Biological Control., 2020, № 141, pp. 104–152. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2019.104152
Naz I., Bano A., Ul-Hassan T. Isolation of phytohormones producing plant growth promoting rhizobacteria from weeds growing in Khewra salt range, Pa-kistan and their implication in providing salt tolerance to Glycine max L. // African Journal of Biotechnology, 2009, vol. 8, № 21, pp. 5762-5768. https://doi.org/10.5897/AJB09.1176
Platonov A.V., Rassokhina I.I., Laptev G.Y., Bolshakov V.N. Prepara-tions use based on bacteria of the genus Bacillus to increase the yield of oats (Avena sativa L.) // AGRIVITA: Journal of Agricultural Science, 2023, vol. 45, № 1, pp. 48-56. http://doi.org/10.17503/agrivita.v45i1.3757
Sabaté D.C., Petroselli G., Erra-Balsells R., Audisio M.C., Pérez Bran-dan C. Beneficial effect of Bacillus sp. P12 on soil biological activities and pathogen control in common bean // Biological Control., 2020, № 141, pp. 1-8. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2019.104131
Sansinenea E. Bacillus spp.: As plant growth-promoting bacteria // Sec-ondary Metabolites of Plant Growth Promoting Rhizomicroorganisms, 2019. https://doi.org/10.1007/978-981-13-5862-3_11
Sweany R.R., Breunig M., Opoku J., Clay K., Spatafora J.W., Drott M.T., Baldwin T.T., Fountain J.C. Why do plant-pathogenic fungi produce mycotoxins? Potential roles for mycotoxins in the plant ecosystem // Phytopathology, 2022, vol. 112, № 10, pp. 2044-2051. https://doi.org/10.1094/PHYTO-02-22-0053-SYM
Tewari S., Arora N.K. Role of salicylic acid from Pseudomonas aeru-ginosa PF23EPS+ in growth promotion of sunflower in saline soils infested with phy-topathogen Macrophomina phaseolina // Environmental Sustainability, 2018, № 1, pp. 49-59. https://doi.org/10.1007/s42398-018-0002-6
Yasir T.A., Wasaya A., Hussain M., Ijaz M., Farooq M., Farooq O., Nawaz A., Hu Y.-G. Evaluation of physiological markers for assessing drought tolerance and yield potential in bread wheat // Physiology and Molecular Biology of Plants, 2019, № 25, pp. 1163-1174. https://doi.org/10.1007/s12298-019-00694-0
References
Vasil'yeva Ye.N., Akhtemova G.A., Zhukov V.A. Tikhonovich I.A. En-dofitnyye mikroorganizmy v fundamental'nykh issledovaniyakh i sel'skom kho-zyaystve [Endophytic microorganisms in fundamental research and agriculture]. Ekologicheskaya genetika, 2019, no. 1 (17), pp. 19-32. https://doi.org/10.17816/ecogen17119-32
Veselova S.V., Burkhanova G.F., Rumyantsev S.D., Blagova D.K., Maksimov I.V. Bakterii roda Bacillus v regulyatsii ustoychivosti pshenitsy k obyknovennoy zlakovoy tle Schizaphis graminum Rond [Bacteria of the genus Bacillus in the regulation of wheat resistance to the common cereal aphid Schizaphis graminum Rond]. Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya, 2019, no. 1 (55), pp. 56-63. https://doi.org/10.1134/S0555109919010185
Pavlovskaya N.Ye., Timakov A.G., Yakovleva I.V., Mameyev V.V. Izucheniye effektivnosti primeneniya biopreparatov na fotosinteticheskuyu deyatel'nost' i urozhay yachmenya [The study of the effectiveness of the use of bio-logical products for photosynthetic activity and barley yield]. Vestnik IRGSKHA, 2019, no. 90, pp. 44-50.
Maksimov I.V., Singkh B.P., Cherepanova Ye.V. A., Burkhanova G. F., Khayrullin R. M. Perspektivy primeneniya bakteriy – produktov lipopeptidov dlya zashchity rasteniy (obzor) [Prospects for the use of bacteria - products of lipopeptides for plant protection (review)]. Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya, 2020, no. 56 (1), pp. 19-34. https://doi.org/10.31857/S0555109920010134
Rassokhina I.I, Platonov A.V. Problema povysheniya produktivnosti zernovykh kul'tur Vologodskoy oblasti [The problem of increasing the productivity of grain crops in the Vologda region]. Young Scientists - the economy of the region: Proceedings of the XX International Scientific and Practical Conference, Vologda, November 25-27, 2020. 2021, pp. 337-341.
Agriculture, hunting and forestry / Territorial body of the Federal Statis-tics Service of the Russian Federation. 1999-2023. URL: https://35.rosstat.gov.ru/sel'skoye%20khozyaystvo (accessed 01.07.2023)
Sumina A.V., Polonskiy V.I., Kolichenko A.A. Kormovaya tsennost' zerna yachmenya, vyrashchennogo v usloviyakh yuga Sibiri [Fodder value of barley grain grown in the south of Siberia]. Vestnik Khakasskogo gosudarstvennogo universiteta im. N.F. Katanova, 2020, no. 3 (33), pp. 36-39.
Chebotar’ V.K., Zaplatkin A.N., Shcherbakov A.V., Mal’fanova N.V., Startseva A.A., Kostin Ya.V. Microbial preparations on the basis of endophytic and rhizobacteria to increase the productivity in vegetable crops and spring barley (Hordeum vulgare L.), and the mineral fertilizer use efficiency. Agricultural Biology, 2016, vol. 51, no. 3, pp. 335-342. http://dx.doi.org/10.15389/agrobiology.2016.3.335eng
Shimko V.Ye., Kul'minskaya I.V., Kalitukho L.N., Gordey I.A. Sravnitel'nyy analiz pokazateley fotosinteza i produktivnosti u gibridov F2 ozimoy rzhi [Comparative analysis of indicators of photosynthesis and productivity in F2 hybrids of winter rye]. Fiziologiya rasteniy, 2009, no. 56 (1), pp. 139-146.
Shuliko N.N., Khamova O.F., Voronkova N.A., Tukmacheva Ye.V., Doronenko V.D. Vliyaniye kompleksnogo primeneniya udobreniy i biopreparatov na effektivnoye plodorodiye chernozema vyshchelochennogo i produktivnost' yach-menya [Influence of complex application of fertilizers and biological preparations on effective fertility of leached chernozem and barley productivity]. Agrokhimiya, 2019, no. 2, pp. 13-20. https://doi.org/10.1134/S0002188119020133
Blake C., Christensen M.N., Kovács Á.T. Molecular aspects of plant growth promotion and protection by Bacillus subtilis. Molecular Plant-Microbe In-teractions, 2021, vol. 34, no. 1, pp. 15-25. https://doi.org/10.1094/MPMI-08-20-0225-CR
Hashem A., Tabassum B., Abd-Allah E.F. Bacillus subtilis: A plant-growth promoting rhizobacterium that also impacts biotic stress. Saudi Journal of Biological Sciences, 2019, vol. 26, no. 6, pp. 1291-1297. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2019.05.004
Höflich G., Wiehe W., Kühn G. Plant growth stimulation by inoculation with symbiotic and associative rhizosphere microorganisms. Experientia, 1994, vol. 50, no. 10, pp. 897-905. https://doi.org/10.1007/BF01923476
Majeed A., Muhammad Z., Ahmad H. Plant growth promoting bacteria: Role in soil improvement, abiotic and biotic stress management of crops. Plant cell reports, 2018, vol. 37, no. 12, pp. 1599-1609. https://doi.org/10.1007/s00299-018-2341-2
Moya P., Barrera V., Cipollone J., Bedoya C., Kohan L., Toledo A., Sisterna M. New isolates of Trichoderma spp. as biocontrol and plant growth–promoting agents in the pathosystem Pyrenophora teres-barley in Argentina. Biological Control, 2020, no. 141, pp. 104-152. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2019.104152
Naz I., Bano A., Ul-Hassan T. Isolation of phytohormones producing plant growth promoting rhizobacteria from weeds growing in Khewra salt range, Pa-kistan and their implication in providing salt tolerance to Glycine max L. African Journal of Biotechnology, 2009, vol. 8, no. 21, pp. 5762-5768. https://doi.org/10.5897/AJB09.1176
Platonov A.V., Rassokhina I.I., Laptev G.Y., Bolshakov V.N. Prepara-tions use based on bacteria of the genus Bacillus to increase the yield of oats (Avena sativa L.). AGRIVITA: Journal of Agricultural Science, 2023, vol. 45, no. 1, pp. 48-56. http://doi.org/10.17503/agrivita.v45i1.3757
Sabaté D.C., Petroselli G., Erra-Balsells R., Audisio M.C., Pérez Bran-dan C. Beneficial effect of Bacillus sp. P12 on soil biological activities and pathogen control in common bean. Biological Control, 2020, no. 141, pp. 1-8. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2019.104131
Sansinenea E. Bacillus spp.: As plant growth-promoting bacteria. Sec-ondary Metabolites of Plant Growth Promoting Rhizomicroorganisms, 2019. https://doi.org/10.1007/978-981-13-5862-3_11
Sweany R.R., Breunig M., Opoku J., Clay K., Spatafora J.W., Drott M.T., Baldwin T.T., Fountain J.C. Why do plant-pathogenic fungi produce mycotoxins? Potential roles for mycotoxins in the plant ecosystem. Phytopathology, 2022, vol. 112, no. 10, pp. 2044-2051. https://doi.org/10.1094/PHYTO-02-22-0053-SYM
Tewari S., Arora N.K. Role of salicylic acid from Pseudomonas aeru-ginosa PF23EPS+ in growth promotion of sunflower in saline soils infested with phy-topathogen Macrophomina phaseolina. Environmental Sustainability, 2018, no. 1, pp. 49-59. https://doi.org/10.1007/s42398-018-0002-6
Yasir T.A., Wasaya A., Hussain M., Ijaz M., Farooq M., Farooq O., Nawaz A., Hu Y.-G. Evaluation of physiological markers for assessing drought tolerance and yield potential in bread wheat. Physiology and Molecular Biology of Plants, 2019, no. 25, pp. 1163-1174. https://doi.org/10.1007/s12298-019-00694-0
Просмотров аннотации: 53 Загрузок PDF: 34
Copyright (c) 2024 Andrey V. Platonov, Irina I. Rassokhina, Larisa A. Ilina, Elena A. Yildirim, Georgij Yu. Laptev
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
