Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Цель. Известно, что с целью получения высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур во многих странах мира давно перешли на интенсивные технологии их возделывания, которые привело к увеличению поражаемости их различными болезнями.

Артишок колючий (Cynara scolymus L.) – ценное растение, которое употребляется в пищу в некоторых регионах планеты, в частности в Европе и странах Южной Америки. Используется народной медициной при различных проблемах пищеварения, чтобы не допустить повторного появления камней в желчном пузыре, а также чтобы ускорить процесс выздоровления. Артишок колючий полезен для уменьшения уровня холестерина и сахара в крови. Защищает печень от токсинов и параллельно улучшает ее тонус. Способствует регенерации клеток печени и кровообращению (Голыпенков, 1982).

Корневая гниль проявляется в том, что листья, начиная с нижних, постепенно увядают. Болезнь приводит к полному увяданию и гибели молодых всходов. В области шейки наблюдается потемнение, побурение и разрушение прикорневой части стебля. Одним из возбудителей является фитопатогенный гриб – Rizoctonia solani Kuehn. Микромицет широко распространен в почвах Узбекистана и поражает большое количество растений (Грушевой, 1965).

В практике защиты растений от болезней и вредителей часто применяют химические методы борьбы с ними. При этом в сельскохозяйственной практике широко применяются гербициды, фунгициды, протравители семян и другие пестициды. Также известно, что фунгициды повышают устойчивость к болезням и увеличивают урожайность различных сельскохозяйственных растений (Сатарова и др., 1991). Однако возбудители болезней обладают адаптационной способностью к химическим препаратам (Хейсалид Масед Насер, 1981; Атакузиев, 1980 и др.).

Большое внимание отводится и агротехническому методу защиты растений. Некоторые исследователи считают, что азотные, а в ряде случаев и калийные удобрения повышают устойчивость к заболеваниям (Пересыпкин, 1982 и др.). Удобрения – одно из наиболее действенных факторов повышения урожайности и устойчивости к заболеванию сельскохозяйственных культур, в том числе и хлопчатника (Абзалов, 1989 и др.).

Известно, что подвижные формы азота в почвах Средней Азии в основном представлены нитратами, которые образуются в почве в процессе нитрификации аммиачного азота. Высокая биогенность орошаемых почв способствует превращению их в нитратные соединения, легко вымываемые токами воды в поверхностный слой почвы (Першин, 1959; Нешина и др. 1966; Макаров, 1976). Одним из способов повышения эффективности азотных удобрений является создание их слабо растворимых форм с медленно нитрифицирующимся азотом, внесение которых обеспечивало бы растения на весь период вегетации (Пирахунов и др. 1991).

В качестве такого удобрения нами предложено карбамидноформальдегидное удобрение (КФУ), содержащее в своем составе 39–40 % чистого азота и образующееся в обычных условиях в процессе взаимодействия формальдегида с аммиаком (Абзалов, 1991).

КФУ растворим в воде и хорошо мигрирует в организм растения, легко превращается в формальдегид и аммиак в зеленой части растения, а содержащий в нём азот не подвергается нитрификации микрофлорой почвы.

На основании вышеизложенного целью настоящей работы являлось изучение:

1. Влияния фитопатогенного микромицета и КФУ на всхожесть семян, рост, развитие и биомассу проростков артишока колючего.

2. Влияния карбамидноформальдегидного удобрения (КФУ) на процесс нитрификации в прикорневой зоне больных корневой гнилью и здоровых растений артишока колючего.

Материалы и методы исследования

В целях изучения влияния КФУ в качестве медленнодействующего удобрения на урожайность артишока колючего и его поражаемость корневой гнилью, нами на учебной и научно-исследовательской опытной станции ТашГАУ, а также на опытном участке ТашФармИ были заложены мелкоделяночные и вегетационные опыты. Размер опытного участка 0,26 га. Повторность опытов 4-кратная.

Изучали влияние возбудителя корневой гнилью – микромицета Rizoctonia solani Kuehn. при внесении медленно действующих карбамидноформальдегидных удобрений (КФУ) на всхожесть семян, рост, развитие и накопление биомассы артишока колючего.

Для установления характера взаимоотношения микроорганизмов с КФУ (в различных дозах) были поставлены эксперименты в лабораторных условиях, чтобы выявить действие фитопатогенных организмов на показатели артишока колючего.

В начале опыта исследуемые семена артишока колючего были заранее протарированы, а также проверены на полноценность семян, где учитывали их всхожесть в чашках Петри.

Опытные семена артишока колючего замачивали в течение 24 часов в культуральной жидкости Rizoctonia solani. Контролем служили семена, выдержанные в стерильной воде. Варианты опыта показаны в табл. 1.

Учет прорастания семян артишока колючего вели с 3-го дня после посева. Подсчитывали общее количество выросших семян по вариантам. Исследования проводили в течение 2 месяцев до появления настоящего листа.

В процессе исследований кроме азотных в почву также были внесены следующие минеральные удобрения: калий (К2О) и фосфор (Р2О5) в количестве 0,4 и 0,5 г соответственно.

Для опыта брали почвы из верхнего слоя (0–5 см) с экспериментального участка Ташкентского фармацевтического института. Почвы предварительно просеяли через сито – 1 мм. Опыты проводили в стеклянных банках емкостью 0,5 л.

В почву в стеклянных банках вносили КФУ в различных дозах (табл. 2).

Для выявления и определения численности нитрификаторов мы осуществляли с помощью высева анализируемой суспензии на элективную минеральную среду Виноградского для двух фаз.

Для наблюдения нитрифицирующих бактерий, где аммиак окисляется в азотистую кислоту мы пользовались питательной средой следующего состава: (в г/л)

1. (NH4)2 HPO4 – 0,2.

2. K2HPO4 – 0,1.

3. MgSO4 – 0,05.

4. NaCl – 0,2.

5. FeSO4 – 0,04.

6. CaCO3 – 0,5.

Таблица 1

Варианты опыта

Таблица 2

Удобрения и их дозы, внесенные в стеклянные банки

Приготовленный питательный раствор при хорошем взбалтывании разливали по 5 мл в пробирки. Предварительно в каждую пробирку на кончике шпателя вносили небольшое количество мела (СаСО3) для нейтрализации образующихся кислот. Затем в заранее простерилизованных Эрленмейровских колбочках с водой делали разведения с 1:102 по 1:109 в двукратной повторности.

Зараженные пробирки оставляли на 2–3 недели при комнатной температуре, спустя 7–8 дней начинали следить за ходом появления в исследуемой жидкости кислоты (азотистой).

Для этого мы использовали реактив Несслера. Для определения бактерий II фазы мы использовали среду следующего состава (в г/л).

1. NaNO2 – 0,1.

2. Na2CO3(безводная) – 0,1.

3. NaCl – 0,05.

4. K2HPO4 – 0,05.

5. MgSO4 – 0,05.

6. FeSO4 – 0,04.

Метод приготовления питательной среды и посев посевного материала аналогичен с I фазой.

За ходом второй фазы нитрификации следили по исчезновению азотистой кислоты. Для этого использовали реактив Грисса и затем дифениламин в растворе крепкой Н2SO4.

Полевые мелкоделяночные опыты закладывали на типичной сероземной почве экспериментального участка СамГУ и ТашФармИ.

Микрофлору изучали в образцах почвы полевого опыта. Образцы отбирали до посева в трех местах делянки и анализировали среднюю пробу.

Микробиологические анализы образцов проводили по методике, общепринятой в почвенной микробиологии (Березова, 1949). Учитывали из физиологической группы: нитрификаторы на среде Виноградского. Одновременно определяли влажность анализируемой почвы. Фенологические наблюдения за ростом, развитием и учет урожая (биомассы) проводили по методике СоюзНИХИ (1973).

Результаты исследований и их обсуждение

Результаты проведенных нами исследований показали, что процент всхожести исследуемых семян артишока колючего в среднем по 3 повторностям составлял 90 %. Результаты приведены в табл. 3. Полученные результаты показывают, что опытные семена ‒ полноценные, которые можно использовать для проведения исследований.

Как показывают результаты наших исследований, предпосевная обработка семян культуральной жидкостью Rizoctonia solani снижала всхожесть семян артишока колючего в 2 раза (табл. 4).

Таблица 3

Количество проросших семян артишока колючего в чашках Петри

Таблица 4

Влияние культуральной жидкости Rizoctonia solani на всхожесть семян артишока колючего (в %)

Исследованиями установлено, что внесение КФУ положительно повлияло на всхожесть семян артишока колючего (табл. 5). Как показывают результаты наших опытов, в обоих вариантах как мочевина, так и аммиачная селитра при внесении КФУ снижали агрессивность фитопатогена по сравнению с контролем на 10–20 %. Выявлено, что КФУ с аммиачной селитрой стимулирует всхожесть семян артишока колючего больше по сравнению с КФУ с мочевиной.

Различные дозы КФУ по-разному влияют на энергию всхожести семян. Опыты с КФУ в дозе 0,800 мг активизировали прорастание семян до 5 раз, а 0,600 мг до 3 раз (табл. 6).

Из данных табл. 6 также следует, что различные дозы КФУ также по-разному влияют на энергию всхожести семян. Опыты с КФУ в дозе 0,800 мг активизировали прорастание семян на 2 % в варианте с мочевиной и на 11 раз в варианте с аммиачной селитрой (табл. 6).

Обработка семян артишока колючего фитопатогенными микроорганизмами при внесении КФУ дала большой эффект (4–5 листьев), чем без применения КФУ (2–3 листьев).

Применение КФУ дает различное влияние на прирост стеблей. Нами выявлено, что прирост стеблей в варианте с КФУ больше (5,6–6,6 см) по сравнению с вариантом без применения удобрения. (4,6–5,2 см) (табл. 7).

Результаты наших исследований показывают, что на накопление биомассы растений сильно влияет внесение КФУ. Следует отметить, что при различных дозах КФУ, используемых в опыте, наибольшее накопление биомассы отмечалось в варианте с добавлением КФУ в дозе 2,5 г к аммиачной селитре.

Нашими исследованиями установлено, что при обработке семян артишока колючего культуральной жидкостью Rizoctonia solani всхожесть семян, рост и развитие проростков; а также накопление биомассы артишока колючего происходит более замедленно без карбамидноформальдегидного удобрения (КФУ), чем при добавлении его.

Таблица 5

Всхожесть семян артишока колючего (в %)

Применение КФУ в дозах 0,800 и 0,600 мг положительно влияло на всхожесть во все дни наблюдений. Установлено, что Rizoctonia solani оказывает подавляющее действие на всхожесть семян артишока колючего.

Таблица 6

Влияние КФУ на всхожесть семян артишока колючего

Таблица 7

Влияние внесения КФУ на рост и развитие артишока колючего

Таблица 8

Влияние внесения КФУ на накопление биомассы артишока колючего (в г)

Влияние КФУ на процесс нитрификации в прикорневой зоне растений больных корневой гнилью и здоровых

Известно, что минеральные удобрения не только повышают урожайность растений, но и ускоряют микробиологические процессы, происходящие в почве.

В связи с этим следует выяснить, имеется ли связь между повышением микробиологической активности почвы и внесением удобрений. Результаты наших исследований свидетельствуют в том, что под действием удобрений возрастало общее количество нитрифицирующих бактерий.

Результаты наших исследований (табл. 9) показывают, что в контрольном варианте, где КФУ отсутствуют, количество нитрифицирующих бактерий в 1 фазе составило 2,5 млн шт. на 1 г сухой почвы, а во второй фазе ‒ 1,7 млн шт. на 1 г сухой почвы. В вариантах с внесением КФУ количество нитрифицирующих бактерий заметно возросло по сравнению с контролем. Наибольшее количество нитрифицирующих бактерий было в 3 варианте опыта, где количество бактерий составляло 4,48 и 2,46 млн на 1 г сухой почвы.

Необходимо отметить, что количество нитрифицирующих бактерий в прикорневой зоне зараженных корневой гнилью растений артишока колючего резко снижается. Так, в варианте 6 в 1 фазе количество нитрифицирующих бактерий составило 2,03 млн шт. на 1 г сухой почвы, когда в варианте 2 количество нитрифицирующих бактерий составило 4,06 млн шт. на 1 г сухой почвы. Аналогичное явление было обнаружено и при сравнении других вариантов.

Все это дает возможность заключить, что КФУ способствует увеличению количества нитрифицирующих бактерий в прикорневой зоне артишока колючего. Следует также отметить, что количество нитрифицирующих бактерий в прикорневой зоне зараженных корневой гнилью растений артишока колючего ниже, чем в прикорневой зоне здоровых растений.

Выводы

1. Результаты проведенных нами исследований по влиянию Rizoctonia solani Кuehn. свидетельствуют в том, что микромицеты оказывают подавляющее действие на всхожесть семян, рост, развитие и накопление биомассы артишока колючего.

Таблица 9

Количество нитрифицирующих бактерий в почвах с внесением КФУ

Установлено, что внесение КФУ снижает агрессивность выше указанных фитопатогенных микроорганизмов на 10–20 % по сравнению с контролем.

2. Применение КФУ в дозе 2,5 г оказало более эффективное действие на всхожесть семян и ускорение появления настоящих листьев артишока колючего. Применение КФУ активизировало накопление биомассы артишока колючего по сравнению с контролем (от 2 до 3 %).

3. КФУ способствует увеличению количества нитрифицирующих бактерий в прикорневой зоне артишока колючего. Количество нитрифицирующих бактерий в прикорневой зоне зараженных корневой гнилью растений артишока колючего снижено по сравнению с прикорневой зоной здоровых растений.