The optimization of grain crops’ phytosanitary condition with the associative rhizobacteria application

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The effectiveness of the associative rhizobacteria influence on the intensity of the soft wheat and triticale diseases’ development was studied. According to the experimental scheme, seeds were soaked and plants were sprayed twice with a working fluid, containing rhizobacteria strains of Bacillus subtilis 124-11, Sphingomonas sp. K1B and Pseudomonas fluorescens SPB2137 (titer 108-109 cl/ml), and other variants with combined treatment with a liquid organomineral composition Batr Gum were used. In the control plants were treated with water and Batr Gum (by 10 ml/l of water). The biopreparations influence on the diseases development was investigated using generally accepted accounting scales and additional phytopathological indicators. The Bacillus subtilis strain 124-11, had the maximal effectiveness against yellow and brown rust of wheat, and Sphingomonas sp. K1B - against triticale rusts. In particular, the treatment of the local cultivar Leningradskaya 6 with Bacillus subtilis 124-11 led to a decrease in the development of yellow rust by 12 %, the pustules number by 47 %, the strip length by 41 %, the pustule area by 39 %; the brown rust development by 9 %, the pustules number by 50 %, the pustule area the by 40 %. After the Dua, k-828 cultivar treatment with the Sphingomonas sp. K1B strain, a decrease in the plants affection by brown rust was observed by 13 %, the pustules number decreased by 59 %, the pustule area by 52 %. A significant decrease in the powdery mildew development on soft wheat and a decrease in the number of spots with plaque were recorded when using the Sphingomonas sp. K1B strain on cultivars: Leningradskaya 6 - by 12 % (79.4 %), Ajeeba - 19 % (72.5 %), Trizo - 13 % (87.2 %), Sudarynya - 3 % (60 %). On the soft wheat cultivar Sudarynya and triticale cultivars Aist Kharkovskiy and Dua, a decrease in helminthosporiotic root rot was revealed when using associative rhizobacteria; the maximal decrease in the disease development (by 32 %) was noted when using the strain Sphingomonas sp. K1B. When bacterial strains were used combined with the organomineral fertilizer Batr Gum, the development of powdery mildew and yellow rust was much slower than when they were used separately, while the greatest effectiveness against these diseases (by 31 % and 91 %) was revealed in the «Batr Gum + Pseudomonas fluorescens SPB2137» experimental variant.

About the authors

L. E Kolesnikov

Saint-Petersburg State Agrarian University

Email: kleon9@yandex.ru
196601, Sankt-Peterburg-Pushkin, Peterburgskoe sh., 2

A. A Belimov

All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology

Email: belimov@rambler.ru
196608, Sankt-Petersburg-Pushkin, sh.Podbelskogo, 3

B. A Hassan

Ministry of Agriculture, Agricultural Research Office

Email: bashar_alamiry@yahoo.com
Abo-Ghraib, St. Al-Zaytun, H. 10081, Baghdad

Yu. R Kolesnikova

Federal Research Center the Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources (VIR)

Email: jusab@yandex.ru
190000, Sankt-Peterburg, ul. Bol’shaya Morskaya, 42-44

M. V Kiselev

Saint-Petersburg State Agrarian University

196601, Sankt-Peterburg-Pushkin, Peterburgskoe sh., 2

D. S Minakov

Saint-Petersburg State Agrarian University

196601, Sankt-Peterburg-Pushkin, Peterburgskoe sh., 2

References

  1. Лысов А.К., Павлюшин В.А. Фитосанитарное проектирование агроэкосистем и дистанционное зондирование // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 5. С. 101-112.
  2. Формирование агроэкосистеми становление сообществ вредных видов биотрофов / В.А. Павлюшин, Н.А. Вилкова, Г.И. Сухорученко и др. // Вестник защиты растений. 2016. № 2 (88). С. 5-15.
  3. Тихонович И.А., Проворов Н.А. Сельскохозяйственная микробиология как основа экологически устойчивого агропроизводства: фундаментальные и прикладные аспекты // Сельскохозяйственная биология. 2011. Т.46. № 3. С.3-9.
  4. Павлюшин В.А., Новикова И.И., Бойкова И.В. Микробиологическая защита растений в технологиях фитосанитарной оптимизации агроэкосистем: теория и практика (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2020. Т.55. № 3. С. 421-438.
  5. Ароматические карбоновые кислоты корневых экссудатов ячменя и их влияние на рост Fusarium culmorum и Pseudomonas fluorescens / А.И. Шапошников, В.Ю. Шахназарова, Н.А. Вишневская и др. // Прикладная биохимия и микробиология. 2020. Т. 56. № 3. С. 292-300.
  6. Ризосферные бактерии / Н.В. Феоктистова, А.М. Марданова, Г.Ф. Хадиева и др. // Ученые записки казанского университета. Серия естественные науки. 2016. 158 (2). С. 207-224.
  7. Гвоздева М.М., Волкова Г.В. Защита озимой пшеницы от комплекса заболеваний в условиях центральной зоны Краснодарского края с преимущественным использованием биологических фунгицидов // Достижения науки и техники АПК. 2022. Т. 36. № 3. С. 18-25.
  8. Plant growth-promoting rhizobacteria and root system functioning /j. Vacheron, G. Desbrosses, M.L. Bouffaud, et al. // Front Plant Sci. 2013. № 4. URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2013.00356/full (дата обращения: 22.12.2022).
  9. Potential role of phytohormones and plant growth-promoting rhizobacteria in abiotic stresses: consequences for changing environment / S. Fahad, S. Hussain, A. Bano et al. // Environmental Science and Pollution Research. 2015. Vol. 22. P. 4907-4921.
  10. Tak H. I., Ahmad F., Babalola O. O. Advances in the application of plant growth-promoting rhizobacteria in phytoremediation of heavy metals // Reviews of Environmental Contamination and Toxicology. 2013. Vol. 223. P. 33-52.
  11. Characterization of the microbial communities in wheat tissues and rhizosphere soil caused by dwarf bunt of wheat / T.Xu, W.Jiang, D. Qin, et al. // Scientific Reports. 2021. № 11. URL: https://www.nature.com/articles/s41598-021-85281-8#citeas (дата обращения: 23.12.2022).
  12. Studies on the control effect of Bacillus subtilis on wheat powdery mildew / D. Xie, X. Cai, C. Yang, et al. // Pest Management Science. 2021. URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ps.6471 (дата обращения: 23.12.2022).
  13. Garcia-Fraile P., Menendez E., Rivas R. Role of bacterial biofertilizers in agriculture and forestry // AIMS Journal. 2015. Vol. 2. P. 183-205.
  14. Identification of the effectiveness of associative rhizobacteria in spring wheat cultivation / L.E. Kolesnikov, A.A. Belimov, E.Y. Kudryavtseva, et al. // Agronomy Research. 2021. Vol. 19. No. 3. P. 1530-1544.
  15. Ермаков А.И., Арасимович В.В., Ярош Н.П. Методы биохимического исследования растений. Л.: Агропромиздат, 1987. 429 с.
  16. Исследование эффективности штаммов ассоциативных ризобактерий в посевах различных видов растений / Г.А. Воробейков, Т.К. Павлова, С.В. Кондрат и др. // Известия Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена. 2011. № 141. С. 114-123.
  17. Молекулярный анализ микробных сообществ ризосфер злаков, выращенных на контрастных почвах / А.О. Зверев, Е.В. Першина, В.М. Шапкин и др. // Микробиология. 2020. Т. 89. №2. С. 235-246. doi: 10.31857/s0026365620010188.
  18. Роль корневых экссудатов ячменя как источника питания во взаимоотношениях между Fusarium culmorum и Pseudomonas fluorescens / А.И. Шапошников, Н.А. Вишневская, В.Ю. Шахназарова и др. // Микология и фитопатология. 2019. Т. 53. № 5. С. 311-318.
  19. Взаимодействие ризосферных бактерий с растениями: механизмы образования и факторы эффективности ассоциативных симбиозов (обзор) / А.И. Шапошников, А.А. Белимов, Л.В. Кравченко и др. // Сельскохозяйственная биология. 2011. № 3. C. 16-22.
  20. Furbank R.T., Quick W.P., Sirault X.R.R. Improving photosynthesis and yield potential in cereal crops by targeted genetic manipulation: prospects, progress and challenges // Field crops research. 2015. Vol. 182. P.19-29.
  21. Масс-спектральный анализ содержания некоторых химических элементов во флаговых листьях у изогенных линий пшеницы (Triticum aestivum L.) с различной устойчивостью к бурой ржавчине / Л.Е. Колесников, О.И. Бурова, Ю.Р. Колесникова и др. // Сельскохозяйственная биология. 2018. Т. 53. № 1. С. 72-84.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».