Trichoderma туысына жататын саңырауқұлақтардың биологиялық ерекшеліктері және оларды ауыл шаруашылығы практикасында қолдану

Фитопатологиялық талдау барысында бақылау  нұсқасында тамыр шірігімен зақымдалған өсімдіктер санының жоғарылығы байқалды, аурудың таралуы мен дамуы тиісінше 28,8% және 12,7%-ды құрады. 2008 жылы егістік маусымы құрғақ болғандығын ескеретін болсақ, сыналған триходерма штамдарының биологиялық тиімділігі айтарлықтай жоғары болды (сурет 4). Препараттардың  ең жоғарғы тамыр шірігі ауруына қарсы биологиялық тиімділігі бидай тұқымдарын Т.134, Т.124 және Т.340 триходерма штамдарымен өңделген мөлтектерден көрінді.  

 

Сурет 4 - Тамыр шірігіне қарсы биопрепараттарды қолданудағы

                  аурудың таралуы мен дамуы  және биологиялық тиімділігі

                          А- бақылау; Б – Т.115; В – Т.124;  Г – Т.134; Д – Т.340;

                          Е – Т.350

 

Жүргізілген зерттеулер нәтижелері көрсеткендей, сыналған биопрепараттардың  ешқайсысының астық өнімінің қалыптасуына кері әсерін тигізген жоқ. Т.115, Т.124 және  Т.340 штамдарымен өңделген нұсқаларда өнімнің жоғарылағаны байқалды. Биопрепараттарды пайдалану арқылы  0,7-1,8 ц/га үстеме өнім алынды (сурет 5).

 

Сурет 5 - Бидай өнімі және биопрепараттардың шаруашылық тиімділігі,

                 1- бақылау; 2 – Т.115; 3 – Т.124;  4 – Т.134; 5 – Т.340; 6 – Т.350

 

Т.115, Т.124 және  Т.340 штамдарынан дайындалған биопрепараттардың шаруашылық тиімділігі тиісінше 20,9%, 14,8%  және 11,3% -ды құрады.

Жалпы алғанда, танаптық тәжірибелер нәтижелері көрсеткендей, триходермальды саңырауқұлақтар штамдарының  негізінде дайындалған биопрепараттар астық дақылдарының қоршаған ортаның жағымсыз факторларына бейімделуді және өнімділікті арттыру мен тұрақтандыруды қамтамасыз ететін биологиялық белсенді препарат екені сөзсіз.

 

3.12 Trichoderma album саңырауқұлақтарының штамдары негізінде биопрепарат дайындау регламенті

 

Біз ұсынып отырған Trichoderma album саңырауқұлақтарының негізінде биопрепарат дайындау регламенті бойынша келесі жұмыс түрлері жүргізіледі (6 сурет):

1. Солтүстік Қазақстанның құрғақ далалы аймағындағы оңтүстік қара топырақтарда өсірілетін бидай ризосферасының топырағы барлық микробиологиялық талдаулар ережесіне сай алынады;
2.   Ризосфера топырағынан сұйылту әдісімен Trichoderma туысына жататын саңырауқұлақтардың штамдары бөліп алынып, түр құрамы (идентификация) анықталды;
3. Бөліп алынған штамдардың ішінде ферментативтік және антагонистік қасиеттері бойынша Т.115, Т.340, Т.350 штамдары жоғары белсенділікке ие екені анықталғаннан соң, осы штамдар биопрепарат негізін құрады.
4. Белсенді штамдардың  биомассасын көбейту мақсатында 23˚С температурада, 14 тәулік бойы сұйық Чапек қоректік ортасында арнайы шайқалтқышта өсірілді;
5. Дайындалған суспензиялық культураны 120˚С температурада зарарсыздандырылған, ылғалдылығы 60% болатын ағаш үгіндісінде, сабанда немесе  цеолит минералдық кешендерінде 14 тәулік бойы өсіріледі. Препарат титрлері сұйылту әдісімен анықталады. Түрлі субстраттарда дайындалған триходермин-NIB биопрепаратының зертханалық үлгілері бидайды себер алдында 1-2 тәулік бұрын нормасы 200 г/т тұқымды өңдеу арқылы  20-25 мамыр аралығында  5-6 см тереңдікке себіледі.

6 Бидай толығымен піскеннен кейін препараттардың жалпы тиімділгі анықталады.

 

 

 

Сурет 6 – Tr. album саңырауқұлақтарының штамдары негізінде триходермин- NIB препаратын дайындау регламенті 

ҚОРЫТЫНДЫ

 

Жүргізілген зерттеу  жұмыстарының нәтижелері бойынша келесідей  тұжырымдар жасалды:

1. Триходермальды саңырауқұлақтар топырақ микрофлорасының негізгі компонентеріне жатады. Trichoderma туысы саңырауқұлақтарының таралуы басқа микроорганизм топтарымен салыстырғанда сирек кездесетіні және олардың топырақта кең таралуына сидерат ретінде түйежоңышқаны және сұлыны өсіру жағымды ықпал ететіні белгілі болды. Топырақтың микологиялық анализін жасау нәтижесінде бөліп алынған саңырауқұлақ-антагонистердің  80%  Trichoderma lignorum, ал  20%-ға таяуы Tr. album түріне жататыны анықталды.
2. Trichoderma туысына жататын саңырауқұлақ штамдарының жоғары целлюлазалық, амилазалық және пектиназалық қасиеттері анықталды. Trichoderma туысына жататын саңырауқұлақтардың Tr. lignorum түрінің №124, №134  және Tr. album түрінің №115, №340, №350 штамдарының морфогенезі слайд культураларда зерттелді. Зерттеу барысында онтогенездің барлық процестері: спора түзілу, мицелийдің бұтақтануы, саңырауқұлақтардың конидийлерінің түзілуі суретке түсірілді. Trichoderma штамдарының мол биомасса түзуі үшін ең оңтайлы азот көзі ретінде азот қышқылды натрий, азот қышқылды барий, азот қышқылды калий, азот қышқылды магний, ең оңтайлы көміртегі көзі ретінде арабиноза, рамноза, глюкоза, лактоза, маннит саналды. Көмірқышқылды аммоний және азот қышқылды кобальт триходермалық саңырауқұлақтардың қорегіне жарамайтыны анықталды.
3. Зертханалық жағдайда фузариоз, альтернариоз, гельминтоспориоз ауруларының қоздырғыштарына қатысты Т.350, Т.115, Т.134, 124 штамдарының күшті антагонистік белсенділігі мен субстратты жылдам иелену қасиеттері анықталды. Зертханалық тәжірибелер барысында, Дамсинская 90 бидай сортының дәндерін Т.134, Т.124, Т.340, Т.115, Т.82, Т.460 және Т.386 штамдарының метаболиттерімен өңдегенде тамыршаның өсуін бақылаумен салыстырғанда 42-140% - ға жеделдетті. Trichoderma штамдарының КФ – мен арпа дәндерін өңдегенде тамырша ұзындығы  штамм түріне байланысты 7,2%-дан 113,8%-ға дейін ұзарды.
4. Биопрепарат дайындауда Trichoderma штамдары үшін сабан, арпа дәні, ағаш үгіндісі және цеолит минералды кешендерінің субстрат ретінде оңтайлы, ал күкірт цеолитінің жарамсыздығы анықталды. Ағаш ұнтағы тәжірибеге алынған штамдардың осы ортада орташа, әрі тұрақты биомасса түзуіне байланысты биопрепараттар  дайындау үшін ең тиімді субстрат деп табылды. Tr. album саңырауқұлақтарының белсенділігі жоғары Т.115, Т.340, Т.350 штамдарының негізінде биопрепарат дайындау регламенті ұсынылды.
5. 2007 жылы танаптық тәжірибелерде бидай егістігінде толық пісу фазасы кезінде тамыр шірігінің таралуы 7,2%-ды, аурудың дамуы 1,7%-ды құрады. Тамыр шірігіне қарсы жоғарғы биологиялық тиімділік (88,8% - 100%) көрінді. Шаруашылық тиімділік 14,7-34,7% аралығында болса, өнімді жоғарылату бойынша Т.115, Т.124 штамдарының нұсқаларында тиісінше гектарынан 4,31 ц және 4,71 ц-ді құрады. 2007 жылы арпа егісінде толық пісу фазасында тамыр шірігінің таралуы 4,3-21,4% аралығында болды. Жекелеген штамдардың мысалға: Т.115, Т.134 және Т.350 нұсқаларының фунгицидтік белсенділігі тамыр шірігін 76,8%-83,3%-ға төмендетті. Trichoderma штамдарының арпа егісіндегі биологиялық тиімділігі 13,7-83,3%-ды құраса, шаруашылық тиімділігі 37,4% - 58,3% аралығында ауытқыды. Бақылаумен салыстырғанда 2,24-6,7 ц/га өнімнің жоғарылауы байқалса, жоғары нәтиже Т.134, Т.82, Т.350 штамдарының нұсқаларынан көрініп, тиісінше 6,7 ц/га; 4,3 ц/га; 6 ц/га шамасында қосымша өнім алынды.
6. Өндірістік сынақта  құрғақшылық 2008  жыл жағдайында   бидай тұқымдарын Т.115, Т.124 және  Т.340 штамдарымен өңдегенде  0,7-1,8 ц/га үстеме өнім алынды, осы нұсқаларда  биопрепараттардың зертханалық үлгілерінің шаруашылық тиімділігі тиісінше 20,9%, 14,8%  және 11,3% -ды құрады. Дәннің биохимиялық құрамын талдау нәтижесінде биопрепараттардың зертханалық үлгілерінің пайдаланудан ынталандыру эффектісі байқалды. Т.124, Т.350, Т.115 және Т.340 штамдарымен өңдеу клейковина мөлшерін 0,8%-дан 3,8%-ға дейін жоғарылататыны анықталды.

Қойылған міндеттерді  толығымен шешуге баға беру. Жұмыста қойылған міндеттер толықтай орындалды. Солтүстік Қазақстан жағдайында астық дақылдарын өсіру технологиясында антагонистік белсенділігі жоғары Tr. album түріне жататын Т.115, Т.340, Т.350 және Tr. lignorum Т.124, Т.134 штамдарын астық дақылдарының тамыр шірігі ауруларының қоздырғыштарынан қорғауда пайдалану мүмкіндігі  өндірістік тәжірибелер барысында дәлелденді.

Нәтижені нақты  қолдану жөніндегі ұсыныстар. Республикалық микроорганизмдер коллекциясына сақтауға тапсырылған: Tr. album Т.115, Т.340, Т.350 және Tr. lignorum Т.124, Т.134. штамдарын биопрепарат дайындау өндірісінде қолдануға болады.

Жұмыстың орындалуындағы ғылыми деңгейіне баға беру. Тәжірибелер 2006-2008 жылдар аралығында, зертханалық және танаптық жағдайларда  С. Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университетінің микробиология зертханасында  және А.И. Бараев атындағы астық шаруашылығы ғылыми-өндірістік орталығында қазіргі заманға сай зерттеу әдістерін қолдана отырып орындалды және барлық талаптарға сәйкес келеді.

 

Диссертация тақырыбы бойынша жарияланған  еңбектер тізімі:

1. Айтхожина Н.А., Науанова А.П., Шелаева Т.В., Бекишев Н.Ш. Культурально-морфологические признаки и морфогенез грибов рода  Bipolaris// Материалы международной научно-практической конференции «Современные проблемы почвозащитного земледелия и пути повышения устойчивости зернового производства в степных регионах», Шортанды. -2006. часть 2. –С.128-132
2. Сарсекова Г.Н., Бекишев Н.Ш., Науанова А.П. Ферментативная активность и влияние метаболитов грибов рода Trichoderma на фунгистазис почвы//Материалы 1-ой международной научной конференции молодых ученых и аспирантов, посвящ. 15-летию Независимости Республики Казахстан «Актуальные проблемы защиты и карантина растений», Алматы. -2006. – С.106-107
3. Науанова А.П., Бекишев Н.Ш. Перспективы биологической    защиты зерновых культур от грибных болезней Материалы международной научно-практической конференции «Аманжоловские чтения-2007».- Усть-Каменогорск, -2007. -ч.7. - С.121-124;
4. Науанова А.П.,Оразалиева Г., Ахметова А.К. Бекишев Н.Ш. Биологические особенности азотфиксирующих бактерий из рода Azotobacter//Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию основания АО «Казахского агротехнического университета им. С.Сейфуллина» -2007. –Т.1. –С.50.
5. Науанова А.П., Бекишев Н.Ш. Использование триходермальных грибов в защите зерновых культур от грибных болезней//Материалы научно-практичной конференции «Актуальные проблемы современной микробиологии», посвященной  70-летию  выдающегося ученого-микробиолога, крупного организатора биологической науки в Казахстане, академика НАН РК и РСХА, доктора биологических наук, профессора К.А.Тулемисовой. – 2007. –С.52-54
6. Бекишев Н.Ш., Науанова А.П., Trichoderma  туысына жататын саңырауқұлақтардың қорек қажеттілігінің ерекшеліктері //Вестник науки КазАТУ им. С.Сейфуллина, -2007. - №4(47). – С.181-185
7. Бекишев Н.Ш., Ишмуханбетова Г.Н.Науанова А.П., Триходермальды саңырауқұлақтардың биохимиясы // Вестник науки КАТУ им. С.Сейфуллина, -2008. - №1(48). – С.176-180
8. Бекишев Н.Ш., Ишмуханбетова Г.Н., Науанова А.П. Trichoderma  туысына жататын саңырауқұлақтардың морфогенезінің ерекшеліктері // Вестник науки КазАТУ им. С.Сейфуллина, -2008. - №4(51). – С.149-153.
9. Науанова А.П., Бекишев Н.Ш., Ишмуханбетова Г.Н., Ахметова А.К. Патогенность и специфичность грибов рода Alternaria, Bipolaris и Fusarium  к зерновым культурам//Сборник материалов республиканской научно-практической конференции «Роль естественных наук в качественной подготовке конкурентоспособных кадров». – Атырау, 2007. - С. 5-7.
10. Науанова А.П., Бекишев Н.Ш., Ишмуханбетова Г.Н.  Эффективность применения азотобактерина в технологии выращивания зерновых культур// Материалы международной научно- практической конференции, посв. 50-летию Научно- исследовательского института проблем биологической безопасности НЦБ МОН РК «Биотехнология в Казахстане: проблемы и перспективы инновационного развития». – Алматы, 2008. - С. 284 – 285.  
11. Науанова А.П., Бекишев Н.Ш., Ишмуханбетова Г.Н. Рекомендации по созданию биофунгицидов растительного происхождения. Методические указания, - Астана:КАТУ, - 2008. – 36 с.
12. Науанова А.П., Бекишев Н.Ш., Ишмуханбетова Г.Н., Айдаркулова Р.С. Рекомендации по использованию биопрепарата триходермин в сельскохозяйственной практике. Методические указания, - Астана:КАТУ, - 2008. – 22 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бекишев Нурдаулет Шилдебаевич

 

Биологические особенности грибов рода Trichoderma и использование их в сельскохозяйственной практике

 

Автореферат на соискание  ученой степени кандидата биологических  наук

 

03.00.07 – микробиология

 

РЕЗЮМЕ

 

Цель работы -  исследование биологических особенностей грибов рода Тrichoderma и отбор эффективных штаммов грибов-антагонистов для создания биопрепаратов, применяемых в защите от корневых гнилей и повышающих урожайность зерновых культур  в условиях Северного Казахстана.

Задачи исследования.

1. Выделение грибов рода Тrichoderma из почв Северного Казахстана и их идентификация;
2. Изучение биологических особенностей грибов рода Тrichoderma: физиолого-биохимические и морфогенез;
3. Изучение влияния культуральных фильтратов грибов-антагонистов по отношению к возбудителям альтернариоза, фузариоза, гельминтоспориоза и на рост и развитие проростков зерновых культур;
4. Подбор лучших субстратов для изготовления биопрепарата, создание схемы получения препарата Триходермин-NIB;
5. Проведение мелкоделяночных опытов по изучению влияния суспензионных культур штаммов Тrichoderma против корневых гнилей зерновых культур. Определение хозяйственной и биологической  эффективности.
6. Испытание лабораторных образцов биопрепаратов в производственных условиях. Определение хозяйственной и биологической  эффективности выделенных штаммов  грибов-антагонистов против корневых гнилей яровой пшеницы, определение влияния биопрепаратов на технологическое качество зерна.

Объекты исследований. Объектами исследований служили штаммы грибов рода Trichoderma, грибы A. tenuis, B. sorokiniana, и различные виды грибов рода Fusarium, сорта зерновых культур, предшественники.

Научная новизна.

Изучено распространение  грибов-антагонистов рода Trichoderma в агрофитоценозах Северного Казахстана, выделены новые штаммы и выявлены морфологические, физиологические и биохимические особенности.

При культивировании  штаммов Trichoderma отобраны оптимальные модифицированные среды.

Установлена высокая антагонистическая активность штаммов Т.350, Т.115, Т.134 и Т.124 по отношению к возбудителям альтернариоза, фузариоза и гельминтоспориоза зерновых культур. В условиях in vitro обработка культуральными фильтратами штаммов Trichoderma семян пшеницы и ячменя стимулирует рост и развитие проростков 130-145% в зависимости от культуры.

Проведен анализ по выявлению пригодности питательных субстратов: соломы, ячменя, опилки, цеолита и сероцелоита для приготовления биопрепарта

По результатам производственных опытов доказано возможность использования  штаммов Tr. album Т.115, Т.340, Т.350 и Tr. lignorum Т.124, Т.134 в технологии выращивания зерновых культур в условиях Северного Казахстана.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Изучено распространение грибов-антагонистов рода Trichoderma в почвах Северного Казахстана, выделены новые штаммы.
2. Изучено пригодность различных питательных сред и субстратов для культивирования штаммов грибов-антагонистов
3. В результате изучения культурально-морфологических, ферментативных и  антагонистических свойств отобраны активные штаммы грибов рода Trichoderma.
4. В лабораторных и полевых условиях установлена эффективность штаммов  Trichoderma против корневых гнилей и получено повышение урожайности зерновых культур.

Результаты  исследования.

В результате микологического  анализа различных  типов почв выделены штаммы  грибов рода Trichoderma. Большинство выделенных штаммов относятся к виду Tr. lignorum (80%), и около 20% к виду  Tr. album.

Для триходермальных  грибов характерна высокая целлюлозолитическая  активность. У выделенных штаммов также выявлена высокая пектиназная и амилолитическая активность. Изучена изменчивость культурально-морфологических признаков  грибов-антагонистов на среде Чапека с различными источниками азота и углерода. Наиболее благоприятными источниками для роста являются натрий азотистокислый, барий азотнокислый, калий азотнокислый, магний азотнокислый. Изучен морфогенез штаммов Т.115, 124, 134, 340, 350 грибов рода Trichoderma на слайд-культурах. В ходе исследований  были запечатлены все процессы онтогенеза:   прорастание спор, ветвление мицелия, образования конидий грибов рода Trichoderma.

Среди 15 штаммов грибов рода Trichoderma отмечено   ингибирующее и фунгицидное действия  у штаммов Т.350, Т.115, Т.340 и Т.134  к  возбудителям фузариоза, альтернариоза и гельминтоспориоза зерновых культур. Стимулирование роста корешков на 42-140% происходило под действием КФ штаммов Т.134, Т.124, Т.340, Т.115, Т.82, Т.460 и Т.386 по сравнению с контролем. Установлено, что метаболиты штаммов грибов рода Trichoderma Т.115, Т.460 и Т.340 стимулируют рост и развитие проростков, и всхожесть семян сорта мягкой яровой пшеницы Целинная Юбилейная.

Проведен анализ по выявлению  пригодности 5 различных органических и минеральных субстратов. Наибольшее накопление и спорообразование у штаммов Т.124 и Т.134 выявлено на соломе и на семенах ячменя. Для активных штаммов, таких как Т.350 и Т.340 наиболее пригодным оказались солома, семена ячменя. Создана схема получения препарата Триходермин-NIB.