ИЗУЧЕНИЕ МИКОРИЗАЦИИ КАК СПОСОБА ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА
ФГБОУ ВПО «Удмуртский государственный университет», Ижевск, Россия
В современном мире с постоянным ростом населения и увеличением площади загрязненных и деградированных земель, особенно остро стоит проблема продовольствия. Для получения высоких результатов в сельскохозяйственной отрасли используются различные химические средства - минеральные удобрения, пестициды, стимуляторы роста - однако эти препараты имеют различные классы опасности. Весьма актуальным остается вопрос получения экологически чистой продукции с использованием современных биотехнологий. Одной из современных биотехнологий является использование существующего в природе симбиоза между растениями и микоризообразующими грибами. Это явление распространено в природе, более 80% существующих видов растений находятся в симбиозе с микоризообразующими грибами (эктотрофные и эндотрофные грибы), но с момента начала культивирования растений эта связь утратилась. Установлено, что микоризообразующие грибы способствуют лучшему усвоению растением элементов минерального питания, уменьшают расход воды, синтезируют биологически активные вещества, способствующие формированию устойчивости растения к патогенной микрофлоре, перепаду температур и другим экстремальным факторам.
За рубежом проводятся работы по изучению симбиоза растений и грибов. Разработаны первые препараты, содержащие споры грибов (в основном рода Glomus) и предлагается их использование на сельскохозяйственных полевых культурах, таких как рис, картофель. В эксперименте изучается их использование при выращивании овощных культур – огурца и томата - в условиях защищенного грунта.
В УдГУ проводятся работы по повышению устойчивости древесных культур, способом микоризообразования в условиях экологии мегаполисов. Удалось выявить эндотрофные грибы, которые влияют на устойчивость древесных растений. Так как эндотрофные грибы не обладают высокой видоспецифичностью, но приурочены (адаптированы) к определенным экологическим условиям, мы поставили целью изучить влияние микоризообразующих эндотрофных грибов, включая предлагаемые грибные препараты, на рост, развитие и устойчивость томата в условиях защищенного грунта.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
1) Разработать элементы технологии заражения эндотрофными грибами корневой системы растений томата;
2) Установить влияние микообразующих грибов на рост, развитие и устойчвость томата на ранних этапах онтогенеза;
3) Разработать элементы технологии выращивания инокулированных грибами растений в промышленных условиях защищенного грунта с применением гидропоники.
На первом этапе нами был поставлен лабораторный опыт, для которого были взяты два сорта томата: F1 Кохава и F1 Малика. Исследования проводились в лабораторных условиях в климатической камере, с регулируемыми условиями (влажность воздуха, ночная и дневная температура, фотопериод), что особенно важно для выращивания растений в защищенном грунте. Растения выращивались на гидропонной культуре с использование специализированного под томаты питательного раствора. Был использован предварительно обеззараженный инертный субстрат, состоящий из вермикулита и кварцевого песка (соотношение 3:1 по объему) с влажностью 60% от полной влагоемкости.
Опыт был заложен по следующей схеме: Фактор А – сорт: F1 Кохава, F1 Малика. Фактор В – способ заражения корней: В0 - контроль (без применения препарата), В1 - препарат MycorMix (внесение в субстрат В1 и внесение в питательный раствор – В1 (п); В2 – препарат Great White, (внесение в субстрат В2 и внесение в питательный раствор – В2 (п)).
В возрасте семядольных листьев проводили пикировку, с одновременной инокуляцией корневой системы томата. Заражение проводилось двумя способами. Растения высаживались в светонепроницаемые контейнеры. В последующем проводились наблюдения и работы по уходу за растениями. В возрасте двух месяцев были проведены анализы, по которым можно установить влияние действия препарата на растения в ранних стадиях онтогенеза, так как здоровая и крепкая рассада – это залог получения хорошего урожая.
У опытных растений определялись: а) содержание фотосинтетических пигментов в листьях; б) содержание сухого вещества и высота растений; в) объем общей и рабочей адсорбирующей поверхности корневой системы.
Обработка полученных результатов проводилась методом описательной статистики с использованием статистического программного пакета «Statistica 5.5».
Результаты исследование показали, что используемые препараты оказали существенное влияние на содержание фотосинтетических пигментов в листьях (таблица 1).
У сорта F1 Кохава достоверно увеличилось содержание хлорофилла в и каротиноидов в листьях при инокуляции корней препаратом Great White через внесения в субстрат. У сорта F1 Малика достоверное увеличение хлорофилла в наблюдается при инокуляции препаратом MycorMix через субстрат, а каротиноидов – препаратом Great White через питательный раствор.
Таблица 1 - Содержание фотосинтетических пигментов в листьях изучаемых сортов томата, мг/г.
Вариант | Хлорофилл а | Хлорофилл в | Каротиноиды |
F1 Кохава | |||
Контроль (без внесения препарата) | *1,21 +/- 0,17 0,80…1,63 | 0,18 +/- 0,01 0,16…0,20 | 0,54 +/- 0,03 0,47…0,62 |
Инокуляция корней препаратом MycorMix (субстрат) | 1,05 +/- 0,20 0,54…1,56 | 0,16 +/- 0,02 0,11…0,21 | 0,5 +/- 0,09 0,27…0,73 |
Инокуляция корней препаратом MycorMix (питательный раствор) | 1,05 +/- 0,29 0,34…1,76 | 0,20 +/- 0,02 0,16…0,25 | 0,50 +/- 0,15 0,14…0,86 |
Инокуляция корней препаратом Great White (субстрат) | 1,34 +/- 0,21 0,2…1,87 | 0,23 +/- 0,01 0,20…0,26 | 0,68 +/- 0,01 0,67…0,69 |
Инокуляция корней препаратом Great White (питательный раствор) | 0,98 +/- 0,14 0,64…1,31 | 0,16 +/- 0,02 0,1 …0,21 | 0,47 +/- 0,06 0,32…0,61 |
F1 Малика | |||
Контроль (без внесения препарата) | 1,33 +/- 0,71 -0,43…3,09 | 0,17 +/- 0,02 0,12…0,21 | 0,48 +/- 0,02 0,42…0,54 |
Инокуляция корней препаратом MycorMix (субстрат) | 1,15 +/- 0,08 0,94…1,35 | 0,21 +/- 0,00 0,21…0,22 | 0,52 +/- 0,04 0,42…0,61 |
Инокуляция корней препаратом MycorMix (питательный раствор) | 1,01 +/- 0,08 0,81…1,21 | 0,16 +/- 0,00 0,16…0,17 | 0,48 +/- 0,03 0,41…0,55 |
Инокуляция корней препаратом Great White (субстрат) | 1,27 +/- 0,14 0,93…1,62 | 0,17 +/- 0,02 0,12…0,21 | 0,68 +/- 0,02 0,63…0,73 |
Инокуляция корней препаратом Great White (питательный раствор) | 1,03 +/- 0,14 0,67…1,39 | 0,16 +/- 0,01 0,14…0,18 | 0,51 +/- 0,08 0,32…0,69 |
Примечание: *среднее значение +/- стандартное отклонение, доверительный интервал для среднего значения при Р<0,05
Исследования показали, что инокуляция грибами оказывает существенное влияние на содержание сухого вещества и высоту растений (таблица 2).
В Ижевске создана группа, которая работает над выделением симбиотических эндотрофных грибов из корневой системы древесных растений, произрастающих в экстремальных техногенных условиях. Обнаруженые грибы относятся к тому же роду Glomus, что и грибы в исследуемых препаратах MycorMiх и Great White. Данные препараты выпускаются за рубежом и имеют высокую стоимость. В настоящее время наша группа планирует проведение исследований, направленных на разработку препарата, альтернативного зарубежным аналогам, будет исследована его эффективность на сельскохозяйственных культурах, в том числе защищенного грунта, где создаются идеальные условия для развития гриба (влажность, оптимальные температуры почвы). Использование симбиотических грибов повысит устойчивость растений, позволит уменьшить водопотребление, снизить расход элементов минерального питания (в том числе проблему нитратов в продукции), вследствие их более эффективного использования. Предлагаемая технология будет иметь весомые экономические перспективы и, самое главное, экологически чистую продукцию.
Таблица 2 – Содержание сухого вещества (%) и высота растений (см) изучаемых сортов томата
Вариант | Сухое вещество | Высота растений |
F1 Кохава | ||
Контроль (без внесения препарата) | *2,61 +/-0,37 1,68…3,53 | 6,33 +/-0,15 5,95…6,71 |
Инокуляция корней препаратом MycorMix (субстрат) | 4,48 +/-0,25 3,86…5,09 | 9,47 +/- 1,05 6,86…12,08 |
Инокуляция корней препаратом MycorMix (питательный раствор) | 8,19 +/-3,03 0,66…15,73 | 10,03 +/- 0,81 8,03…12,04 |
Инокуляция корней препаратом Great White (субстрат) | 5,61 +/- 0,47 4,45…6,76 | 6,73 +/-0,76 4,85…8,61 |
Инокуляция корней препаратом Great White (питательный раствор) | 10,59 +/-0,48 9,40…11,78 | 8,17 +/-1,04 5,58…10,75 |
F1 Малика | ||
Контроль (без внесения препарата) | 2,72 +/- 0,61 1,21…4,22 | 7,33 +/-0,15 6,95…7,71 |
Инокуляция корней препаратом MycorMix (субстрат) | 4,35 +/-0,29 3,63…5,07 | 7,83 +/-1,04 5,25…10,42 |
Инокуляция корней препаратом MycorMix (питательный раствор) | 7,46 +/-1,25 4,35…10,57 | 8,27 +/-0,23 7,69…8,84 |
Инокуляция корней препаратом Great White (субстрат) | 6,79 +/-0,83 4,73…8,85 | 4,17 +/-0,58 2,73…5,60 |
Инокуляция корней препаратом Great White (питательный раствор) | 5,65 +/-0,21 5,12…6,17 | 6,30 +/- 1,15 3,44…9,16 |
Примечание: *среднее значение +/- стандартное отклонение, доверительный интервал для среднего значения при Р<0,05
