Введение к работе
Актуальность темы. Важнейшей составной частью любой успешной программы получения устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур является разработка действенных средств защиты растений.
Использование пестицидов и химических методов контроля совершило революцию в сельском хозяйстве. Химические средства зашиты привлекли внимание дешевизной, разнообразием препаратов, а самое главное, высокой эффективностью. Токсичность некоторых пестицидов не вызывала особого беспокойства, и только чрезмерное насыщение среды пестицидами остро поставило вопрос об ограничении их использования и необходимости поиска альтернативных средств защиты растений. Так возникло новое направление - разработка микробиологических способов защиты растений от фитопатогенов.
Идея использования микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в целях регулирования численности фитопато-генных форм привлекла внимание многих исследователей. Однако эти исследования в большинстве случаев носили локальный, бессистемный характер, проводились без учета конкретных экологических особенностей определенного региона. В условиях юго-востока Казахстана распространенность микромицетов, а также систематика экомикробиоценоза изучены слабо. Более того, в практических условиях диагностирование болезней растений осуществляется, как правило, на основе визуальной оценки без выделения и идентификации патогенов. Все это привело к тому, что ассортимент микробиологических средств защиты оказался ограниченным.
В связи с этим поиски новых продуцентов антибиотиков и микробов-антагонистов против патогенных микроорганизмов приобретают особую актуальность.
Сообщество микроорганизмов, населяющих почву, представляет сложную биологическую систему со специфическими взаимоотношениями и требованиями к условиям существования. Регулирование деятельности этой системы, с учетом применения биологических и химических средств защиты растений, необходимо для проведения биологической индикации, повышения эффективности процессов самоочищения почвы от патогенов и прогноза характера взаимоотношений между растениями и фитопатогенами.
В последние годы, как один из способов борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур, широко используются биотехнологические методы оздоровления растений и получение свободного от фитопатогенов посадочного материала. Однако выращивание такого клонового материала приводит к вторичному заражению и, как следствие, к массовой гибели и снижению качества урожая. В этой связи становится актуальным изучение и разработка интегрированных мер защиты оздоровленных растений на основе использования микробиологических препаратов.
Эти принципы и легли в основу настоящей работы, являющейся итогом более чем двадцатилетних исследований автора.
Цель и задачи. Целью исследований было выявление наиболее вредоносных фитопатогенных микррмицетов-возбудителей заболеваний основных сельскохозяйственных культур (сахарная свекла, картофель и огурцы) на юго-востоке Казахстана, создание новых микробиологических средств защиты этих культур от фитопатогенов и совершенствование методов их использования.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
дать характеристику фитосанитарной обстановки опытных полей, определив видовой состав фитопатогенных микромицетов;
выделить новые культуры стрептомицетов, продуцентов антибиотиков, активных в отношении фитопатогенных микромицетов, разработать способы их получения и применения;
выявить закономерности изменения численности патогенов и группового состава микроорганизмов в ризосфере картофеля, сахарной свеклы и огурцов в результате воздействия микробных препаратов и при различных приемах возделывания;
определить возможность совместного применения биологических и химических препаратов для подавления развития фитопатогенных микромицетов;
разработать приемлемые способы получения биопрепарата триходермина в условиях мелких и крупных хозяйств;
повысить устойчивость оздоровленных клонов картофеля в полевых условиях применением микробиологических методов.
Научная новизна. Определены наиболее широко распространенные в условиях юго-востока Казахстана фитопатогенные мик-
- 5 -ромицеты картофеля, сахарной свеклы и огурцов. Выявлены закономерности изменения численности микроорганизмов (токсино-образователей. антагонистов и стимуляторов) в ризосфере и прикорневой зоне растений в зависимости от стадии роста, развития и агротехники возделывания.
Выделен новый продуцент антибиотика Streptomyces roseo-flavus Агаі А-23/791 (А.с. N499294), в результате селекции которого получен высокоактивный вариант (А.с.N744033). Показана возможность изменения микробного фона при использовании антибиотика А-23/791 и микробного препарата - триходермина.
Установлена перспективность комплексного использования антибиотиков, микробных препаратов и минимального количества химических средств защиты (А-23/791, 1618, Т. lignorum штамм 889, ТМТД).
Определена эффективность микробиологических средств защиты растений по снижению числа фитопатогенных микромицетов и повышению урожайности. Предложены микробиологические способы предотвращения потерь во время хранения картофеля.
Впервые предложен способ усиления устойчивости к фито-патогенным микроорганизмам оздоровленных клонов картофеля, полученных методом биотехнологии.
Практическая ценность. Предложен антибиотик против фи-топатогенов огурцов, картофеля и сахарной свеклы. Впервые разработана эффективная схема сочетанного использования триходермина, антибиотиков и химических препаратов, предоотвра-щающая заболеваемость и повышающая продуктивность и качество картофеля. Предложен новый способ производства препарата триходермина применительно к местным условиям. Модифицирован метод культивирования апикальных меристем двух сортов картофеля. Получен оздоровленный посадочный материал в культуре in vitro. Использование микробных препаратов позволило поднять показатели приживаемости оздоровленных растений картофеля в открытом грунте до 95%.
На защиту выносятся следующие положения:
видпнт- разнообразии фитмплтпгишых микромицетов картофеля, сахарной свеклы и огурцов в условиях юго-востока Казахстана; - -
новый штамм Streptomyces roseoflavus Aral А-23/791,
высокопродуктивный вариант 4-76 и его метаболиты, эффективно регулирующие численность и состав почвенных фитопатогенных микромицетов;
усовершенствованный метод получения триходермина в хозяйственных условиях;
интегрированный подход в борьбе с фитопатогенными микромицетами с учетом агротехнических приемов;
использование микробиологических препаратов в целях повышения устойчивости оздоровленного клонового посадочного материала картофеля к фитопатогенным агентам в полевых условиях.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены в виде научных докладов и стендовых сообщений на Всесоюзных конференциях "Микробиологические методы защиты растений" (Кишинев,1976), "Проблемы изыскания и биотехнология новых антибиотиков" (Москва,1982), на VII Республиканской конференции по споровым растениям (Алма-Ата,1984), VII Всесоюзном съезде микробиологов (Алма-Ата,1987), II съезде физиологов растений (Минск, 1990), Республиканском съезде ботаников (Алма-Ата,1990), Всесоюзной конференции биотехнологов (Москва,1991), II Международной конференции сельскохозяйственных университетов Турции и Казахстана "Агроэкология и высшее образование". Международном симпозиуме Американо-Российских университетов "Образование - XXI век" (Москва,1993), Международной конференции по биотехнологии (Степногорск, 1995), научно-производственных конференциях Казахского сельскохозяйственного института в 1982-1994 гг.
Публикации. Результаты исследований опубликованы в 2-х монографиях и 53 научных статьях.
Структура и объем диссертационной работы. Работа изложена на 348 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследований, 4 глав, содержащих результаты и обсуждение экспериментальной работы, заключения, выводов, списка цитированной литературы (709 источников) и приложения.