Полифункциональный биопрепарат на основе энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii для повышения урожайности сельскохозяйственных растений Российский патент 2025 года по МПК A01N63/00 

Изобретение относится к области биотехнологии, к области сельского хозяйства и может найти применение в технологии возделывания сельскохозяйственных растений.

В настоящее время особый интерес в вопросах повышения урожайности сельскохозяйственных культур представляют эндофитные грибы, которые колонизируют растение, не вызывая видимых повреждений во время части или всего жизненного цикла.

В настоящее время эндофитные грибы известны для широкого круга растений и выделены у сои, пшеницы, риса, кукурузы, ячменя, стручковой фасоли и многих других сельскохозяйственных растений.

Данные грибы способны улучшить агрегацию почвы, увеличить поглощение воды, обеспечить защитный барьер против патогенов, усилить поглощение воды растениями, продуцировать различные метаболиты (аминокислоты, витамины, фитогормоны и антиоксидантные ферменты) повышать устойчивость растений к биотическим и абиотическим факторам окружающей среды за счет синтеза различных метаболитов что, в конечном счете, приводит к увеличению продуктивности.

Наибольший интерес среди грибов представляет грибы родов Metarhizium и Beauveria, которые являются эндофитами с большой метаболитической и экологической универсальностью и могут вступать в мутуалистические взаимодействия с растениями.

Широко распространенные в почве представители рода Metarhizium и Beauveria обеспечивают преимущества для развития растения-хозяина, включая устойчивость к солевому стрессу, увеличение биомассы и роста растений, стимуляцию роста корней, потребление азота, подавление возбудителей болезней растений.

Перспективным направлением в повышении урожайности сельскохозяйственных растений является использование препаратов на основе микроорганизмов, обладающих полифункциональным действием. Они стимулируют рост и развитие растений, их устойчивость к абиотическим стрессам и вредным организмам. Чаще всего для расширения спектра или обеспечения полифункционального действия разработчики биопрепаратов предлагают использовать смеси культуральных жидкостей микроорганизмов, а также компонентов, усиливающих эффективность средства.

Известны полифункциональные средства на основе смесей бактериальных штаммов, стимулирующих рост и адаптивность растений, а также защищающих их от поражения фитопатогенами. Например, предложена смесь бактерий Bacillus subtilis штамм DSM 24613 (ВКПМ В-10641), Bacillus amyloliquefaciens штамм DSM 24614 (ВКПМ В-10642) и Bacillus amyloliquefaciens штамм DSM 24615 (ВКПМ В-10643) в равном процентном соотношении [Патент RU №2729388 опубл. 06.08.2020]. Однако этот препарат содержит калиевые и натриевые соли гуминовых кислот, дополнительно содержит фульвовую кислоту в количестве 0,2-2,0%, которые, по-видимому, выполняют значительную стимулирующую рост функцию.

Известно полифункциональное средство для микробиологической защиты растений, включающее смесь культуральных жидкостей Trichoderma viride, Azotobacter chroococcum, Bacillus megaterium, Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae [Патент RU №2539025 опубл. 10.01.2015]. С использованием указанного средства предложен способ микробиологической защиты растений, одновременно повышающий устойчивость к болезням и стрессовым факторам, защищающий от вредителей, улучшающий плодородие почвы и процесс питания растений. Однако данное средство необходимо применять 2-3- кратно в период вегетации, что требует высоких расходов препарата.

Известно средство на основе рекомбинантного штамма бактерий Bacillus subtilis 26ДСryChS с комплексной биологической активностью [Патент RU 2733132 опубл. 29.09.2020]. Он может применяться в растениеводстве для стимуляции роста растений, также штамм обладает высокой инсектицидной активностью. Однако данный штамм исследован лишь в лабораторных условиях.

Прототипом является способ обработки клубней картофеля биопрепаратом на основе штамма IC 1530-25-1 гриба Beauveria bassiana [Патент RU №2704859, опубл. 31.10.2019]. Препарат предложен для стимуляции роста картофеля и защиты его от колорадского жука и ризоктониоза. Однако для обработки клубней картофеля авторы рекомендуют суспензию с очень низким титром (10⁵ КОЕ/мл), что не может обеспечить защитного эффекта даже при использовании высоко активных штаммов микроорганизмов. Вероятно эффект был обеспечен многократностью обработок.

Техническая задача состоит в повышении качества урожая сельскохозяйственных растений, в том числе увеличение урожайности кормовых бобов, овса и ячменя, при однократной обработке биопрепаратом на основе эндофитных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii, обладающим полифункциональным пролонгированным действием (эндофитным, инсектицидным, стимулирующим рост растений).

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение ассортимента средств с полифункциональным действием для повышения урожайности сельскохозяйственных растений, таких как кормовые бобы, овес и ячмень.

Указанный технический результат достигается тем, что предложен полифункциональный биопрепарат на основе энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii для повышения урожайности сельскохозяйственных растений, характеризующийся тем, что содержит водную суспензию конидий эндофитных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana штамм 254-i ВКМ F-5077D и Metarhizium robertsii штамм Ap-1 ВКМ F-5078D с титрами не менее 1×10⁸ конидий/мл каждого гриба, неионогенное поверхностно-активное вещество Полисорбат-80 в количестве 0,04 мг/мл.

Сущность изобретения

Микроорганизмы Beauveria bassiana (штамм 254-i) и Metarhizium robertsii (штамм Ap-1) депонированы во Всероссийской коллекции микроорганизмов ИБФМ им. Г.К. Скрябина РАН под номерами ВКМ F-5077D и ВКМ F-5078D, соответственно.

Грибы Metarhizium robertsii и Beauveria bassiana нарабатывались на зерновом носителе, после чего конидии стряхивали путем просеивания и хранили при температуре 4°С. Обработку проводили водной суспензией с 0,004% Твин-80, содержащей конидии грибов в титре 1х10⁸ конидий/мл каждого гриба. Обработку проводили путем влажного протравливания семян суспензией грибов из расчета 25 мл на 1 кг семян. После протравливания семена подсушивали в затененном помещении при комнатной температуре (19-22°С).

Заявленный полифункциональный биопрепарат содержит водную суспензию конидий энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana (штамм 254-i, номер ВКМ F5077D) и Metarhizium robertsii (штамм Ap-1, номер ВКМ F5078D) с титрами 1×10⁸ конидий/мл каждого гриба, в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества Полисорбат-80 в концентрации 0,004% (0,04 мг/мл).

Проведены производственные испытания полифункционального биопрепарата на основе энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii на посевах кормовых бобов, овса и ячменя, при однократной предпосевной обработке биопрепаратом.

Комплексная оценка эффективности предпосевной обработки семян кормовых культур биопрепаратом в условиях лесостепной зоны Западной Сибири показала:

- на кормовых бобах (сорт Сибирские) увеличение количества клубеньков на корнях в 1,6-2,2 раза, высоты растений на 4-19%, массы растения на 17-25%, массы корневой системы на 19-23%, урожайности зерна на 18,8% с максимальным значением 38,5 ц/га;

- на овсе (сорт Краснообский) увеличение высоты растений на 8-16%, массы растения на 21-23%, массы корневой системы на 9-26%, урожайности зерна на 17,6% с максимальным значением 33,5 ц/га;

- на ячмене (сорт Биом) увеличение высоты растений на 6-12%, массы растения на 11-29%, массы корневой системы на 7-24%, урожайности зерна на 22,3% с максимальным значением 39,9 ц/га;

Методика проведения исследований

В исследованиях были проведены следующие учеты и наблюдения:

Фенологические наблюдения [Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами, 1983].

Учет густоты стояния [Опытное дело в полеводстве, 1982].

Определение влажности почвы: влажность определялась термостатно-весовым методом [ГОСТ 28168 - 89. Почвы. Отбор проб. Введ. 1990-04-01. - М.: Изд-во стандартов, 1989].

Густоту стояния растений, количество сорняков определяли на стационарных площадках 0,25 м², расположенных по диагонали в трех местах делянки на первой и третьей повторностях. Подсчет сорняков, их массы ботанический состав определяли в фазе полных всходов и перед уборкой урожая [Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, 1971].

Высоту растений измеряли в основные фазы и перед уборкой по диагонали делянки. [Методика полевых опытов с кормовыми культурами. ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса, 1971].

Густоту стеблестоя, урожайность надземной биомассы определяли на 10 растениях в основные фазы развития растений [Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами, 1983].

Учет урожайности зеленой массы, видовой состав травостоя (% и весовой), степень засоренности определяли методом весового анализа. Разбор растительных образцов проводили с последующим определением содержания сухого вещества и участия видов в структуре общего урожая по методике ВНИИ кормов им. Вильямса [Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами, 1987].

Структурный анализ урожая проводили по методике Госсортсети [Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, 1971]. Пробы составлялись из растений, взятых перед уборкой урожая с закрепленных площадок. Определяли количество общих и продуктивных стеблей, массу зерна. Определяли число и массу зерна в колосе.

Учет урожая зерна проводили прямым комбайнированием зерноуборочными комбайнами. Пробы зерна для анализов отбирали непосредственно после взвешивания урожая с каждой делянки. Определялась влажность зерна, содержание сорной примеси и масса 1000 зерен.

Статистическую обработку результатов исследований проводили методами дисперсионного и регрессионного анализов с использованием пакета прикладных программ «Excel 2007», «STATISTICA 8.0».

Пример 1. Влияние обработки полифункциональным биопрепаратом на основе эндофитных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii на ростовые показатели и параметры урожайности кормовых бобов.

Скорость прорастания семян кормовых бобов была одинаковой в варианте с обработкой биопрепаратом на основе эндофитных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii и контроле, что свидетельствует о том, что штаммы, используемые в исследованиях, не оказывали негативного влияния на прорастание семян в полевых условиях. Полевая всхожесть семян кормовых бобов не изменялась по вариантам опыта и составила 96-97%.

Высота растений кормовых бобов сорта Сибирские перед уборкой составила в среднем 102 (контроль) и 104 см в варианте собработкой семян биопрепаратом на основе эндофитных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii. В фазе стеблевания отмечено достоверное увеличение высоты растений кормовых бобов на 19,1% при обработке (р = 0,00012) (таблица 1). В фазе начала цветения кормовых бобов превышение высоты растений в варианте с обработкой биопрепаратом на основе эндофитных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii, по сравнению с контролем было достоверно и составляло 6,2 см (р = 0,022). В фазе образования бобов отмечено статистически значимое различие по высоте растений между контролем и опытом на 4,2 см (p = 0,0479).

Таблица 1. Высота кормовых бобов по основным фазам развития, см. Указаны средние значения ± стандартное отклонение, разными буквами показаны достоверные отличия по тесту Манна-Уитни (p < 0,05)

Вариант Стеблевание Цветение Образование бобов Контроль 38,4±5,1^а 106±10,6^a 103±8,4^a Эксперимент с биопрепаратом 46,2±7,9^b 112,2±11,4^b 107,2±9,4^b

Учет зеленой массы растений кормовых бобов показал стимулирующее действиео бработки семян биопрепаратом. Нарастание надземной массы прослеживалось с фазы стеблевания бобов (прибавка в среднем на 3,9 г на растение или 30,9% (р = 0,00030) (таблица 2). В фазе цветения отмечена достоверная прибавка зеленой массы на 17,5% (7 г на растение) при обработке семян (р = 0,0471). В фазе образования бобов отмечено статистически значимое увеличение массы растений на 6,5 г (или 24%) в опыте (р = 0,0399) в сравнении с контролем.

Таблица 2. Масса растений кормовых бобов по основным фазам развития, г. Указаны средние значения ± стандартное отклонение, разными буквами показаны достоверные отличия по тесту Манна-Уитни (p < 0,05)

Вариант Стеблевание Цветение Образование бобов Контроль 12,6±4,6^a 40±15,5^a 42±1,4^a Эксперимент с биопрепаратом 16,5±4,9^b 47±17,5^b 52±22,9^b

Учет динамики урожайности зеленой массы по основным фазам развития растений кормовых бобов показал достоверную прибавку на 24% (или 1,6 т/га) (р = 0,00391) в фазе стеблевания, на 14,8% (или 2,8 т/га) в фазе цветения (р = 0,00391) и на 19,7% (или 4,0 т/га) (р = 0,00218) в фазе образования бобов (таблица 3).

Таблица 3. Урожайность зеленой массы и содержание сухого вещества кормовых бобов по основным фазам развития

Вариант Стеблевание Цветение Образование бобов Урожайность, т/га Контроль 5 16 16,8 Эксперимент с биопрепаратом 6,6 18,8 20,8 Содержание сухого вещества, % Контроль 9 15 18 Эксперимент с биопрепаратом 9,2 15,2 17,8

Предпосевная обработка семян кормовых бобов биопрепаратом способствовала более мощному развитию корневой системы растения. Масса корневой системы в фазе стеблевания составляла в контроле 2,6 г, при обработке семян эндофитными грибами данный показатель увеличивался на 23%, до 3,2 г (р = 0,0122) (таблица 4). В фазе цветения в контроле составила 5,0 г, в опыте 6,05 г с достоверным увеличением на 19,8% (р = 0,031322). В фазе образования бобов 4,5 г в контроле, в опыте 6,15 г (увеличение на 13%) (р = 0,0017).

Таблица 4. Масса корней кормовых бобов по основным фазам развития, г. Указаны средние значения ± стандартное отклонение, разными буквами показаны достоверные отличия по тесту Манна-Уитни (p < 0,05)

Вариант Стеблевание Цветение Образование бобов Контроль 2,61±1,1^a 5,05±1,7^a 4,5±1,9^a Эксперимент с биопрепаратом 3,2±1,2^b 6,05±2,5^b 6,2±2,7^b

Обработка семян кормовых бобов грибами повышала активность симбиотической деятельности на всех этапах развития растений. Так, в фазе стеблевания кормовых бобов зафиксировано достоверное увеличение числа клубеньков на растении при обработке семян биопрепаратом, в сравнении с контрольным вариантом в 2,2 раза (р= 00001). Разница с контролем в 1,6 раза (р = 0,000072) наблюдалась в фазе цветения бобов (таблица 5). В фазе образования бобов эти различия составили 38%, но оставались достоверными (р = 0,006308).

Таблица 5. Количество клубеньков на корнях кормовых бобов по основным фазам развития, г. Указаны средние значения ± стандартное отклонение, разными буквами показаны достоверные отличия по тесту Манна-Уитни (p < 0,05)

Вариант Стеблевание Цветение Образование бобов Контроль 5,9±4,6^a 8,2±4,8^a 7,4±5,2^a Эксперимент с биопрепаратом 13±7,8^b 13,2±6,6^b 10,3±5,3^b

Статистический анализ урожайности кормовых бобов в лесостепной зоне Западной Сибири в условиях 2024 г. показал, что данный показатель был на высоком уровне. В контроле урожайность в среднем составила 31,9 ц/га (таблица 6). Обработка семян биопрепаратом достоверно увеличивала урожайность кормовых бобов на 18,8% или 6,6 ц/га (р = 0,0079).

Таблица 6. Продуктивность кормовых бобов сорта Сибирские в зависимости от обработки семян конидиями грибов M. robertsii и B. bassiana

Вариант Урожайность,
ц/га Биологический учет, ц/га Прибавка к контролю Масса 1000 зерен, г Контроль 31,9 33,5 - 344 Эксперимент с биопрепаратом 38,5 39,9 6,6 333

Анализ структурных элементов показал, что достоверно увеличилось количество бобов на растениях в фазу созревания бобов и при полной спелости на 14-22% (р = 0,000129), количество зерен на растении 18-22% (р = 0,00085) и массы зерна с одного растения на 15-21% (р = 0,00153) (таблица 7).

Таблица 7. Влияние обработки семян конидиями грибов M. robertsii и B. Bassiana на структуру урожая кормовых бобов сорта Сибирские

Вариант Созревание бобов Полная спелость количество бобов на растений количество зерен на растений масса зерна с растения количество бобов на растении количество зерен на растении масса зерна с растения Контроль 5,5 16,5 7,0 6,6 19,12 6,8 Обработка биопрепаратом 6,4 20,1 8,2 8,6 24,72 8,9

Таким образом, комплексная оценка эффективности предпосевной обработки семян кормовых бобов биопрепаратом на основе эндофитных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii в условиях лесостепной зоны Западной Сибири существенно увеличивает количество клубеньков на корнях в 1,6-2,2 раза, высоту растений на 4-19%, массу растения на 17-25%, массу корневой системы на 19-23%, урожайность зерна на 18,8% с максимальным значением 38,5 ц/га.

Пример 2. Влияние обработки полифункциональным биопрепаратом на основе эндофитных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii на ростовые показатели и параметры урожайности овса.

Всходы овса в анализируемых вариантах появились на 8 сутки, что свидетельствует о том, что инокуляция семян овса M. robertsii и B. Bassiana не оказывала негативного влияния на прорастание семян в полевых условиях. Полевая всхожесть семян овса была высокой, не изменялась по вариантам опыта и составила 95-96%, обработка семян эндофитными грибами не оказывала влияние на густоту всходов овса.

Наблюдения за высотой растений овса свидетельствуют о достоверном ее изменении на 4,8 см (или 8,5%) в фазе трубкования (р = 0,00308) (таблица 8). Различия в фазе цветения-начало формирования зерна были максимальными и составили 14 см (или 15,7%) (р = 0,00006). Высота овса в фазе полной спелости (перед уборкой) была менее значимой - 6,7 см (5,7%), но достоверной (р = 0,00487).

Таблица 8. Высота растений овса по основным фазам развития растений, см. Указаны средние значения ± стандартное отклонение, разными буквами показаны достоверные отличия по тесту Манна-Уитни (p < 0,05)

Вариант Трубкование Цветение-начало формирования зерна Молочная спелость Контроль 55,6±10,2^a 92,5±13,8^a 102±13,4^a Эксперимент с биопрепаратом 60,4±10^b 106,6±12,4^b 110,4±14,3^b

Зафиксировано увеличение зеленой массы растений овса при обработке семян биопрепаратом на основе эндофитных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii перед посевом (таблица 9). Достоверное увеличение зеленой массы растений овса на 21,5% (или 1,4 г на растение) (р = 0,00362) отмечено в фазе трубкования. В период цветения-начала формирования зерна данная прибавка была максимальной и составила 23,4% (или 2,2 г на растение) (р = 0,0057), в фазе молочной спелости превышение над контрольным вариантом составило 21,3% (или 1,9 г на растение) (р = 0,0019).

Таблица 9. Масса растений овса по основным фазам развития, см. Указаны средние значения ± стандартное отклонение, разными буквами показаны достоверные отличия по тесту Манна-Уитни (p < 0,05)

Вариант Трубкование Цветение-начало формирования зерна Молочная спелость Контроль 5,1±1,8^a 9,4±3,8^a 8,9±5,4^a Эксперимент с биопрепаратом 6,5±2,4^b 11,6±3,4^b 10,8±7,5^b

Учет динамики урожайности зеленой массы овса с гектара по основным фазам развития растений показал достоверную прибавку на 34% (или 7,8 т/га) в фазе трубкования, на 20% (или 9,9 т/га) в фазе цветения - начало формирования зерна и на 18% (или 8,6 т/га) в фазе молочной спелости (таблица 10).

Таблица 10. Урожайность зеленой массы и сухого вещества овса по основным фазам развития

Вариант Трубкование Цветение-начало формирования зерна Молочная спелость Урожайность, т/га Контроль 22,9 42,3 40 Эксперимент с биопрепаратом 30,7 52,2 48,6 Содержание сухого вещества, % Контроль 10,7 21,8 35,5 Эксперимент с биопрепаратом 9,7 21 34,2

Наши исследования показали, что предпосевная обработка семян овса биопрепаратом на основе эндофитных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii оказывала ростостимулирующее действие и на корневую систему. Масса ее в фазе трубкования составляла на контрольном варианте 0,5 г на растение, при обработке семян эндофитными грибами данный показатель увеличивался на 26% до 0,63 г (р = 0,0053) (таблица 11). В фазе цветения-начала формирования зерна овса масса корней в контроле составила 1,16 г, при обработке грибами - 1,26 г с достоверным увеличением на 9% (р = 0,0006), в фазе молочной спелости - 0,74 г в контрольном варианте, при обработке до 0,81 г (или на 10,5% больше) (р = 0,0209).

Таблица 11. Масса корней растений овса по основным фазам развития, см. Указаны средние значения ± стандартное отклонение, разными буквами показаны достоверные отличия по тесту Манна-Уитни (p < 0,05)

Вариант Трубкование Цветение-начало формирования зерна Молочная спелость Контроль 0,5±0,23^a 0,74±0,44^a 1,16±0,3^a Эксперимент с биопрепаратом 0,63±0,27^b 0,81±0,35^b 1,3±0,31^b

Анализ урожайности овса в лесостепной зоне Западной Сибири в условиях переувлажненного 2024 г. показал, что данный показатель в контрольном варианте в среднем составила 28,4 ц/га. Обработка биопрепаратом достоверно увеличивала урожайность овса на 17,6% или 5,03 ц/га (р = 0,0158) (таблица 12). Анализ элементов структуры урожая овса показал, что проявилась тенденция к увеличению зерен с одного растения на 7 шт./растение (р = 0,543) с достоверным увеличением массы зерна с одного растения на 0,4 г (на 17,4%) (р = 0,03041).

Таблица 12. Продуктивность овса сорта Краснообский в зависимости от обработки семян конидиями грибов M. Robertsii и B. bassiana

Вариант Урожайность,
ц/га Прибавка к контролю, ц/га Биологический учет, ц/га Масса 1000 зерен, г Количество зерен с одного растения, шт. Масса зерна с одного растения, г Контроль 28,4 - 30,3 37,1 53 1,9 Эксперимент с биопрепаратом 33,5 5,1 35,3 35,0 60 2,3

Таким образом, комплексная оценка эффективности предпосевной обработки семян овса биопрепаратом на основе эндофитных грибов M. robertsii и B. bassiana в условиях лесостепной зоны Западной Сибири достоверно увеличивала высоту растений на 8-16%, массу растения на 21-23%, массу корневой системы на 9-26%, урожайность зерна на 17,6% с максимальным значением 33,5 ц/га.

Пример 3. Влияние обработки полифункциональным биопрепаратом на основе эндофитных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii на ростовые показатели и параметры урожайности ячменя.

Обработка семян ячменя сорта Биом препаратом на основе грибов M. robertsii и B. Bassiana не оказывала негативного влияния на появление всходов в полевых условиях и всхожесть семян ячменя - всходы появились на 7 сутки и полевая всхожесть составила 97-98%.

Максимальные достоверные изменения высоты растений ячменя отмечены в фазе трубкования на 6,7 см (или 12,5%) (р = 0,000039). В фазе цветения-начала формирования зерна превышение высоты растений в варианте с обработкой M. Robertsii и B. bassiana, по сравнению с контролем было достоверно и составляло 4,5 см (или 5,9%) (р = 0,000325), с дальнейшим нивелированием данного показателя до 2,0 см (или 2,7%) (р = 0,1763) (таблица 13).

Таблица 13. Высота растений ячменя по основным фазам развития, см. Указаны средние значения ± стандартное отклонение, разными буквами показаны достоверные отличия по тесту Манна-Уитни (p < 0,05)

Вариант Трубкование Цветение-начало формирования зерна Молочная спелость Контроль 52,8±10,4^a 75,6±5,5^a 73,6±8,6^a Эксперимент с биопрепаратом 59,5±9,6^b 80,1±6,5^b 75,6±5,9^b

Учет зеленой массы растений ячменя показал, что стимулирующее действие обработки семян биопрепаратом на увеличение надземной массы прослеживалось с фазы трубкования - прибавка в среднем 1,2 г на растение (или 10,6%) (р = 0,0276) (таблица 14). В фазе цветения-начала формирования зерна отмечена достоверная прибавка зеленой массы на 22,5% (или 2,2 г на растение) (р = 0,00496). В фазе полной спелости прибавка от действия биопрепарата составила 1,3 г (или 20%) (р = 0,0297)

Таблица 14. Масса растений ячменя по основным фазам развития, г. Указаны средние значения ± стандартное отклонение, разными буквами показаны достоверные отличия по тесту Манна-Уитни (p < 0,05)

Вариант Трубкование Цветение-начало формирования зерна Молочная спелость Контроль 6,4±2,1^a 7,3±2,1^a 6,5±2,0^a Эксперимент с биопрепаратом 7,6±2,4^b 9,6±2,6^b 7,8±2,9^b

Учет динамики урожайности зеленой массы ячменя по основным фазам развития растений показал достоверную прибавку на 13,3% (или 2,1 т/га) в фазе трубкования, на 11,7% (или 3,3 т/га) в фазе цветения - начало формирования зерна и на 11,8% (или 3,0 т/га) в фазе полной спелости (таблица 15). При этом содержание сухого вещества в зеленой массе ячменя при обработке биопрепаратом находилось на уровне контрольного варианта или близко к нему.

Таблица 15. Урожайность зеленой массы и содержание сухого вещества ячменя по основным фазам развития

Вариант Трубкование Цветение-начало формирования зерна Молочная спелость Урожайность, т/га Контроль 15,8 28,1 25,3 Эксперимент с биопрепаратом 17,9 31,4 28,3 Содержание сухого вещества, % Контроль 12,5 27,7 31,8 Эксперимент с биопрепаратом 12 27 31,2

В наших исследованиях получены данные позволяющие говорить о том, что предпосевная обработка семян ячменя биопрепаратом на основе эндофитных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii оказывала ростостимулирующее действие и на корневую систему в фазе цветения-начало формирования зерна, ее масса достоверно увеличивалась на 24,4% (р = 0,00033). В фазе трубкования наблюдалась тенденция к ее увеличению на 6,6% (таблица 16).

Таблица 16. Масса корней растений ячменя по основным фазам развития, см. Указаны средние значения ± стандартное отклонение, разными буквами показаны достоверные отличия по тесту Манна-Уитни (p < 0,05)

Вариант Трубкование Цветение-начало формирования зерна Молочная спелость Контроль 0,9±0,41^a 1,21±0,39^a 0,49±0,18^a Эксперимент с биопрепаратом 0,96±0,33^b 1,72±0,41^b 0,61±0,23^b

Анализ урожайности ячменя в лесостепной зоне Западной Сибири в условиях 2024 г. показал, что данный показатель на контрольном варианте в среднем составила 32,7 ц/га. Обработка семян конидиями грибов M. Robertsii и B. bassiana достоверно увеличивала урожайность овса на 22,3% или 7,2 ц/га (р = 0,00793) (таблица 17).

Таблица 17. Продуктивность ячменя сорта «Биом» в зависимости от обработки семян конидиями грибов M. robertsii и B. bassiana

Вариант Урожайность,
ц/га Прибавка к контролю, ц/га Биологический учет, ц/га Масса 1000 зерен, г Количество зерен с одного растения, шт. Масса зерна с одного растения, г Контроль 32,7 - 34,0 39,3 18,8 0,9 Эксперимент с биопрепаратом 39,9 7,2 41,1 44,2 23,2 1,1

Анализ элементов структуры урожая ячменя показал, что на 17% с 1,8 до 2,2 увеличилась продуктивная кустистость (р = 0,046), проявилась тенденция к увеличению массы 1000 зерен (р = 0,1507), достоверно увеличилось количество зерен с одного растения на 19,0% (или 4,4 шт.) (р = 0,0456) и масса зерна с одного растения на 18% (р = 0,01154).

Таким образом, комплексная оценка эффективности предпосевной обработки семян ячменя биопрепаратом на основе эндофитных грибов M. robertsii и B. bassiana в условиях лесостепной зоны Западной Сибири достоверно увеличивала высоту растений на 6-12%, массу растения на 11-29%, массу корневой системы на 7-24%, урожайность зерна на 22,3% с максимальным значением 39,9 ц/га.

Пример 4. Влияние обработки полифункциональным биопрепаратом на основе эндофитных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii на заболеваемость кормовых бобов фитопатогенами.

Анализ фитосанитарной ситуации в посевах кормовых культур в 2024 г. показал, что растения в сложившихся погодных условиях текущего года были поражены целым комплексом заболеваний, развитие некоторых из них носило эпифитотийный характер (корневая гниль, пятнистости, мозаика, фузариоз бобов).

На таком достаточно жестком инфекционном фоне предпосевная обработка семян кормовых бобов биопрепаратом на основе эндофитных энтомопатогенных грибов B. Bassiana и M. robertsii показала выраженный положительный эффект. Выявлено на кормовых бобах (сорт Сибирские) положительное достоверное (тест Манна-Уитни, p < 0,05) оздоровительное действие комплексного препарата на развитие почвенных болезней (корневая гниль) (таблица 18) и листостеблевых инфекций (пятнистостей, в начале вегетации) (таблица 19).

Таблица 18. Развитие и распространенность корневой гнили на растениях бобов, %

Вариант ИРБ Р ИРБ Р 17.06.2024 12.09.2024 Контроль 34 ± 7* 90 ± 7* 46 ± 10* 96 ± 5* Эксперимент с биопрепаратом 12 ± 3* 46 ± 11* 27 ± 8* 64 ± 15*

± стандартное отклонение, * значимость по тесту Манна-Уитни (p < 0,05)

Примечание: ИРБ - индекс развития болезни, %, Р - распространенность, %

Таблица 19. Индексы развития и распространенность пятнистости бобов, %

ИРБ Р 11.07.2024 Контроль 14 ± 2* 100* Эксперимент с биопрепаратом 6 ± 1* 82 ± 8* 18.07.2024 Контроль 23 ± 4* 100 Эксперимент с биопрепаратом 17 ± 1* 98 ± 4 01.08.2024 Контроль 30 ± 5 100 Эксперимент с биопрепаратом 21 ± 6 100 14.08.2024 Контроль 62 ± 24 100 Эксперимент с биопрепаратом 45 ± 21 100

± Стандартное отклонение

* Значимость по тесту Манна-Уитни (p < 0,05)

Примечание: ИРБ - индекс развития болезни, %, Р - распространенность, %

Установлено достоверное (тест хи-квадрат (p< 0,05)) снижение заселенности подземных органов растений бобов видами рода Fusarium в начале и конце вегетации (таблица 20).

Таблица 20. Средняя заселенность подземных частей бобов грибами, %

Alternaria Fusarium Cladosporium Mucor Penicillium 08.07.2024 Контроль 19* 82* 12 4* 0 Эксперимент с биопрепаратом 9* 52* 7 0* 0 12.09.2024 Контроль 55 100* 0 0 0 Эксперимент с биопрепаратом 54 96* 0 0 1

* Значимость по тесту хи-квадрат (p < 0,05)

Список источников

1. Патент RU №2729388 опубл. 06.08.2020.

2. Патент RU №2539025 опубл. 10.01.2015.

3. Патент RU 2733132 опубл. 29.09.2020.

4. Патент RU №2704859, опубл. 31.10.2019.

5. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами, 1983.

6. Опытное дело в полеводстве, 1982.

7. ГОСТ 28168 - 89. Почвы. Отбор проб. Введ. 1990-04-01. - М.: Изд-во стандартов, 1989.

8. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, 1971.

9. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами, 1983.

10. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами / ред. коллегия Ю.К. Новоселов, Г.Д. Харьков, Н.С. Шеховцова. - Москва: ВИР, 1987. - 197 с.

11. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, 1971.

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой полифункциональный биопрепарат на основе энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii для повышения урожайности сельскохозяйственных растений, характеризующийся тем, что содержит водную суспензию конидий эндофитных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana штамм 254-i ВКМ F-5077D и Metarhizium robertsii штамм Ap-1 ВКМ F-5078D с титрами не менее 1×10⁸ конидий/мл каждого гриба, неионогенное поверхностно-активное вещество Полисорбат-80 в количестве 0,04 мг/мл. Изобретение позволяет расширить ассортимент средств с полифункциональным действием для повышения урожайности сельскохозяйственных растений, таких как кормовые бобы, овес и ячмень. 20 табл., 4 пр.

Полифункциональный биопрепарат на основе энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Metarhizium robertsii для повышения урожайности сельскохозяйственных растений, характеризующийся тем, что содержит водную суспензию конидий эндофитных энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana штамм 254-i ВКМ F-5077D и Metarhizium robertsii штамм Ap-1 ВКМ F-5078D с титрами не менее 1×10⁸ конидий/мл каждого гриба, неионогенное поверхностно-активное вещество Полисорбат-80 в количестве 0,04 мг/мл.