Индуцирование устойчивости огуречных растений (Cucumis sativus L.) к фузариозному увяданию в условиях защищенного грунта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

 

3.1. Изоляция и идентификация  гриба, возбудителя фузариозного  увядания огурцов и тестирование их патогенности.

Для изоляции гриба, возбудителя фузариозного увядания были собраны больные образцы растений с признаками увядания в теплицах Египта, городах Калюбиа, Исмаилии, Бихера, а также в теплице в районе Алматы. Изолированные грибы из каждого региона были обозначены как одна популяция. На основании исследования их морфологических и культуральных особенностей они были идентифицированы как гриб Fusarium oxysporum.

Тестирование патогенности изолятов из 5-х популяций гриба проводили в условиях теплицы. Инокулировали здоровые семена огурца гибрида Сена 1, в концентрациях 1×103, 1×104, 1×105, 1×106 и 1×107 конидий/мл. Все испытанные изоляты Fusarium oxysporum проявили патогенность и вызывали симптомы увядания. При увеличении плотности концентрации инокулюма увеличивалось количество увядших растений. Наибольшую вирулентность изоляты проявили при концентрации инокулята 1×107. Лучшие показатели по вирулентности проявил изолят  F.oxysporum №1, при концентрации 1×107 конидий/мл., который вызывал 100% увядание растений, в то время как изолят F.oxysporum №4 при той же концентрации был менее вирулентным и вызывал 62.5% увядания.

Изучался круг растений – хозяев F.oxysporum путем инокуляции грибом F.oxysporum 6 культур из семейства тыквенных – огурцы, арбузы, дыня, кабачки, люфа и канталупа. Ни на одной из этих культур, кроме огурцов, не наблюдались симптомы увядания. В соответствии с этим повторно изолированный из огурцов гриб был идентифицирован как F. oxysporum f.sp. cucumerinum (FOC). Оценены на устойчивость к фузариозному увяданию 6 гибридов огурцов. В результате экперимента они были разделены на четыре группы по устойчивости. Гибрид Сена 1, был отнесен к сильно восприимчивому, количество зараженных растений на нем составило 95.83%. Гибриды Аль-Заим и Хишам, были менее восприимчивыми, количество больных растений 83.3 - 75.0% соответственно. К средне устойчивым отнесены гибриды Dб 162 и Китайский, количество пораженных растений составило 50 и 29.33% соответственно. Высокую устойчивость проявил гибрид Dб164, поражение увяданием составило 16.67%.

3.2  Влияние антогонистических грибов и бактерий на рост мицелия и проростание спор гриба FOC в лабораторных условиях

3.2.1 Антогонистические свойства  грибов

Из 50 грибов для экспериментов были отобраны 10 антагонистических грибов. Как показали исследования (таблица 1, рисунок 1), все они проявили неодинаковую антогонистическую активность. Лучшие антогонистические действия по снижению роста мицелия FOC проявили грибы Т. harzianum3, Trichoderma spp. и Т. viride1 опыт 1 (57.14, 55.33 и 54.79%) слабыми по эффективности были грибы антагонисты Cheatomium globosum и Cheatomium spp., котрые снижали рост мицелия всего на 27.67% и 29.48% соответственно.

Таблица – 1 Действие антагонистических грибов на рост мицелия FOC.

Эффективность%	Рост (mm)	Обработка
52.44%	26.3	T.harzianum 1
54.24%	25.3	T. harzianum 2
57.14%	23.7	T.harzianum 3
54.79%	25.0	T. viride 1
49.91%	27.7	T. viride 2
55.33%	24.7	Trichoderma spp.
36.71%	35.0	Ch. Bostrycoides
27.67%	40.0	Ch. Globosum
29.48%	39.0	Cheatomium spp.
42.68%	31.7	Penicillium spp.
00.00	55.3	контроль

	Обработка
L.S.D. at 5%	5.99

             Рисунок 1 - Действие антагонистических грибов на рост мицелия FOC.

T.H.= Trichoderma harzianum, T.V = Trichoderma viride (1,2,3) номер изоляций, T.sp.= Trichoderma spp., C b.= Cheatomium bostrycoides, C sp. = Cheatomium spp. и C = контроль.

 

Изучались антагонистичекие свойства фильтратов этих 10 грибов при концентрации от 10% до 50%. Результаты эксперимента показали, что фильтраты всех протестированных изолятов грибов снижали рост мицелия и проростания спор FOC. Все испытанные изоляты Trichoderma и Ch. bostrycoides при 50%-ной концентрации эффективно подавляли рост мицелия FOC. Trichoderma spp., Т. harzianum3 и Trichoderma viride1 при 50%-ной концентрации были более эффективными и подавляли рост мицелия FOC на 91.50, 84.81 и 82.59% соответственно. В целом, рост мицелия и прорастание спор FOC были снижены за счет увеличения концентрации фильтратов с 10% до 50%.

3.2.2. Антагонистические свойства бактерий.

Из 75 видов бактерий для экспериментов было отобрано 14 антагонистических изолятов бактерий. Результаты исследований показали, что более эффективными были изоляты P. fluorescens2, B. subtilis2, P. fluorescens3 и Bacillus spp.2. Они показали высокую зону подавления роста мицелия FOC (37.33, 35.67, 35.00 и 34.00 мм) соответственно. Положительные результаты были и в вариантах S. marcensens2 и P. fluorescens1 (31.33 и 30.67 mm). Слабую эффективность проявил Bacillus spp.3, он показал низкую зону подавления роста мицелия   (25.33 мм).

Изучены антогонистические свойства фильтратов, отобранных бактериальных изолятов. Полученные результаты показали (рисунок 2 и 3), что все они при 50% концентрации подавляли проростания спор FOC. Наиболее эффективными были фильтраты P.putida, S. marcensens2, B. subtilis2 и Bacillus spp.2, которые подавляли рост мицелия на 80.74, 80.37, 79.63 и 79.26 % соответственно.

Хорошие результаты показали изоляты Pseudomonas fluorescens2 и Bacillus spp.1, которые проявили одинаковую эффективность 77.41%. Отмечено, что рост мицелия и проростания спор снижались за счет увеличения концентрации фильтрата.

Рисунок 2 - Действие антагонистических бактерий фильтратов на рост на рост мицелия FOC.

B.Sut. = Bacillus subtilis, B.M. = Bacillus megtela, B. spp. = Bacillus spp. и (1, 2, 3) номер изоляций.

 

Рисунок 3 - Действие антагонистических бактерий фильтратов  на рост мицелия FOC.

PF.= Pseudomonas fluorescens, S. = S.erratia marcensens, PP= Pseudomonas putida и (1, 2,3) номер изоляций.

3.2.3 Изучение действия химических индукторов на рост мицелия и проростания спор  FOC

Для эксперимента было отобрано 8 химических веществ (салициловая кислота, щавелевая кислота, лимонная кислота, аскорбиновая кислота, К2НРО4, CoSO4, CaSO4 и KMnO4) каждый из них испытывался в 3-х концентрациях. Полученные результаты (рисунок 4) показали, что все испытанные химические индукторы снижали рост мицелия и проростания спор FOC в различной степени. Положительные результаты показали, что щавелевая кислота при концентрации 5 мМ и 10 мМ. При этом полное подавление роста мицелия отмечено при концентрации 10 мМ. Салициловая и аскорбинная кислоты при концентрации 10 мм снизили рост мицелия на 75.9 и 62.59% соответственно. Все испытанные химические вещества подавляли проростания спор.

 

 

 

 

Рисунок 4 - Эффективность различных химических индукторов на рост мицелия FOC.

Cit= лимонная кислота, As= аскорибиная кислота, Sa = Салициловая кислота, Ox= щавелевая кислота, C= Контроль, 2=   5.0 мM и  3= 10 мM.

 

3.3 Влияние обработки семян огурцов антогонистическими  грибами и бактериями а также химическими индукторами на поражение фузариозным увяданием в вегетационных опытах в условиях теплицы

 

3.3.1 Обработка семян антогонистическими  грибами

Опыты проводились на искусственном инфекционном фоне на восприимчивом к фузариозному увяданию гибрида огурца Сена1. В экспериментах использовали 10 антагонистических грибов. Полученные результаты (таблица 2 и рисунок 5) показали, что все протестированные антогонистические  грибы снижали степень развития заболевания по сравнению с контролем. Лучшими изолятами были Т. harzianum3, Trichoderma spp. и Ch.bostrycoides, которые показали снижение степени заболевания на 93.00, 92.33 и 90.00% соответственно.

Таблица - 2 влияние обработки семян огурцов с антагонистическими грибами против болезни фузариозного увядания

 

Обработка		Степень болезни, %		Эффективность, %
T.harzianum 1		23.67		76.33 %
T. harzianum 2		18.33		81.67 %
T. harzianum 3		7.00		93.00 %
T. viride 1		14.33		85.67 %
T. viride 2		33.33		66.67 %
Trichoderma spp.		7.67		92.33 %
Ch. bostrycoides		10.00		90.00 %
Ch. globosum		30.00		70.00 %
Cheatomium spp.		26.67		73.33 %
Penicillium spp.		16.67		83.33 %
контроль		100.00		00.00
L.S.D. at 5%	3.77

Рисунок 5- влияние обработки семян огурцов с антагонистическими грибами против фузариозного увядания

T.V = Trichoderma viride1, T.H.= Trichoderma harzianum3, T. ssp. = Trichoderma spp., C.B.= Cheatomium bostrycoides, C. spp. = Cheatomium spp., P. Spp. =  Penicillium spp. и (1,2,3) номер изоляций

 

3.3.2 Обработка семян огурцов антогонистическими  бактериями

 

Эксперименты также проводились на искусственном инфекционом фоне на гибриде огурца Сена 1. Для опыта было отобрано 14 антагонистических бактериальных изолятов. Результаты опытов показали, что все протестированные изоляты бактерий снижали степень поражения огуречных растений фузариозным увяданиям при сравнении с контролем (рисунок 6). Лучшими изолятами были B. megtla, Pseudomonas fluorescens3 и S. marcensene2, которые полностью предотвратили развитие заболевания. Высокую эффективность показали изолят Serratia marcensens1, B. Subtilis 2 и Pseudomonas fluorescens2, которые показали снижение степени заболевания на 96.67, 93.33 и 93.13%.

 

 

Рисунок 6 - влияние обработки семян огурцов с антогонистическими  бактериями против фузариозного увядания

B.S. = B. subtilis, B. Spp. = Bacillus spp., B.M. = B. megtela, P. F. = P. fluorescens, S. M. = S.marcensens и (1, 2, 3) номер изоляций

3.3.3 Влияние обработки  семян и обработки почвы химическими  индукторами на поражаемость фузариозным увяданием

 

В этом эксперименте использовались ранее отобранные нами 8 химических индукторов, которые снижали рост мицелия и подавляли проростание спор. Каждый из них использовался в 3-х концентрациях. Полученные результаты (рисунок 7) показали что, чем выше концентрация препарата, тем больше снижение степени заболевания. Во всех вариантах салициловая кислота и СаSo4 в 2500 и 5000 мг полностью предотвратили болезнь, затем следует KMnO4 на 5000 промилле и CaSO4 на 1000 промилле которые снизили степень поражения заболевания на 97.00 и 96.67% соответственно.

Рисунок 7 - Влияние обработки семян и обработки почвы химическими индукторами на поражаемость фузариозным увяданием

 Sa = салициловая кислота, Ox= щавелевая кислота и CO = CoSO4.

 

4. Влияние обработки семян огурцов антогонистическими грибами и бактериями а также химическими индукторами в производственных условиях
1. Обработка семян антогонистическими грибами

 

  В эксперименте изучалась  эффективность 10 антагонистических грибных изолятов против фузариозного увядания в двух оборотах (весенний и осенний). Опыты также проводились на искусственном инфекционном фоне. Результаты опытов показали, что как и вегетационных опытах, испытываемые грибы антогонисты в производственных условиях значительно снизили степень развития заболевания, а также способствовали увеличению урожая плодов (таблица 3). Лучшие изоляты, Т. harzianum3, Trichoderma spp. и Т. viride1 снизили степень развития заболевания на 90.27, 89.83 и 87.73% соответственно. Наибольшее увеличение урожая отмечено в  вариантах Т. harzianum3, Trichoderma spp. и Т. viride1, на 3.58, 3.5 и 3.33 кг/растение соответственно.

Таблице 3 - Влияние обработки семян огурцов с некоторыми антагонистическими грибами против фузариозного увядания в защищенном грунте.

Эффективность		Средняя		Эксп 2 (Осенью 2009)		Эксп 1 (Весной 2009)		Обработка
плода Кг/растение	% степень болезнь	плода Кг/растение	% степень болезнь	плода Кг/растение	% степень болезнь	плода Кг/растение	% степень болезнь
2.9	-86.45	3.94	11.12	4.25	11.00	3.63	11.24	T.harzianum 1
3.06	-87.46	4.10	10.29	4.41	10.90	3.78	10.95	T.harzianum 2
3.58	-90.27	4.62	7.98	4.94	8.10	4.30	7.86	T.harzianum 3
3.33	-87.73	4.37	10.07	4.63	9.92	4.10	10 .21	T.viride 1
2.89	-85.45	3.93	11.94	4.20	11.71	3.65	12.17	T. viride 2
3.5	-89.83	4.54	8.34	4.88	8.31	4.20	8.40	Trichoderma spp.
2.72	-84.62	3.76	12.62	4.15	12.03	3.36	13.21	Ch. bostrycoides
2.01	-82.90	3.05	14.03	3.78	13.92	2.31	14.14	Ch. globosum
1.6	-81.72	2.64	15.00	3.18	14.76	2.10	15.25	Cheatomium spp.
2.58	-83.48	3.62	13.55	4.09	13.18	3.15	13.91	Penicillium spp.
00.00	00.00	1.04	82.04	1.32	80.76	0.75	83.33	контроль