Что такое супрессивность почвы

Плодородие почвы создает «живое вещество», состоящее из миллиардов почвенных бактерий, микроскопических грибов и других живых организмов. Чем больше в почве полезных микроорганизмов, тем больше в ней и других повышающих плодородие обитателей и, в конечном итоге, выше и качественнее урожай.

В последние годы вопросы защиты сельскохозяйственных растений в системе возделывания культур выдвигаются на передний план и являются особенно актуальными, так как уровень развития патогенной микрофлоры в почве и на семенном материале достиг критического значения. В семенном фонде большинства хозяйств, практически отсутствует здоровый материал, почти каждая партия семян в той или иной мере заражена различными патогенными микроорганизмами. Данная ситуация усугубляется из года в год, так как не соблюдаются основные элементы технологии возделывания культур.

Важным элементом управления фитосанитарным состоянием посевов является контроль состава почвенных микромицетов, так как состояние микробиоты является основой жизни в почве для культурных растений, обеспечивающей стабильность их урожая. Микологический состав почвы в агроценозах зависит от многих факторов, однако определяется в основном предшествующей культурой. Качественный и количественный состав почвенной микробиоты влияет на супрессивность почвы, ее антифитопатогенный потенциал и «здоровье» в целом.

Супрессивность почвы – это показатель почвенного здоровья, проявляемый в подавлении и /или элиминировании из почвенной фито- топатосистемы отдельных видов фитопатогенов, обусловленный совокупным действием биологических, физико-химических и агрохимических свойств почвы.

Патогенностью называют способность паразита вызывать инфекционный процесс, обусловленный метаболитами гриба.

Как правило накопление большого количества растительных остатков в поверхностном слое почвы существенно увеличивает популяцию микроорганизмов, которые являются возбудителями болезней растений.

Патогенные грибы способны сохраняться в почве в течение нескольких лет. Продолжительность выживания при отсутствии основных хозяев, подавляющих патогенов, зависит от того, в какой форме гриб сохраняется. Так, например, хламидоспоры видов Fusarium способны сохраняться в почве свыше 5 лет. Некоторые виды грибов, являясь обитателями почвы, могут сохранять жизнеспособность чрезвычайно долго, такие как Ophiobolus, Gibellina, Rhizoctonia, Phomopsis, Verticillium, Rhizopus, Pythium, Alternaria, Cercosporella и др., в связи с чем севообороты в борьбе с ними часто не дают должного эффекта.

В сезоне 2016 года специалистами Научно-Консультационного отдела компании «Агротек» было отобрано и проанализировано 102 почвенных образца из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных растений различных агроклиматических зон Краснодарского края (рис. 1). Образцы были взяты из пахотного горизонта озимой пшеницы, озимого ячменя, кукурузы, подсолнечника, сахарной свеклы, томатов.

Для проведения микологического анализа почвы использовали оригинальные методики. Экспозиция опыта составляла 14-15 дней, с дальнейшей идентификацией видового состава грибов. Подсчитывали содержание КОЕ (колоне-образующие единицы), тысяч штук в одном грамме абсолютно сухой почвы.

Были выделены и идентифицированы различные микромицеты, в основном представители группы несовершенных грибов с различной трофической приуроченностью, пространственной и временной частотой встречаемости. Видовой состав патогенов достаточно широк.

Основными факторами, способствующими заболеванию, являются:
— низкий уровень агротехники,
— высокая насыщенность посевов в севообороте зерновыми культурами,
— поверхностная обработка почвы,
— присутствие в посевах сорняков из семейства злаковых,
— благоприятные метеорологические условия (особенно характерно это для районов с неравномерным выпадением осадков, где воздушные засухи являются частым явлением).

В результате проведенного микологического анализа образцов почвы было установлено, что доминирующими в комплексе выделенных почвенных грибов являются виды родов Fusarium spp., Alternaria spp., Botrytis spp., Stachybotrys spp., Verticillium spp. (рис. 1).

Рис. 1. График встречаемости основных патогенов в ризосферно-прикорневой зоне почв различных сельскохозяйственных культур в Краснодарском крае

Преобладание в патогенном комплексе микромицетов грибов-токсинообразователей (Fusarium spp., Verticillium spp., Alternaria spp., Stachybotrys spp.) свидетельствует о микотоксикозе почвы, в результате чего культурные растения испытывают стресс, а их прорастание, рост и развитие замедляются, питание нарушается, корневая система неспособна полностью усваивать питательные элементы из почвенного раствора.

Fusarium spp. сохраняется в почве, на растительных остатках, а частично и в самих растениях. Конидии этого гриба могут переноситься водой, насекомыми, орудиями производства и воздушными течениями, которые вызывают гниль корней в фазу всходов, а также может развиваться в течение всей вегетации, поражая листья и генеративные органы растения, значительно снижая его урожайность и качество продукции (рис. 2).

Рис. 2. Габитусы микроструктур патогенных почвенных грибов Fusarium spp., выделенных из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных культур

При фузариозе поражаются сосудистая система (фузариозное увядание) и ткани растения (гниль корней, плодов и семян). При фузариозных увяданиях поражения и гибель растений происходят из-за резкого нарушения жизненных функций вследствие закупорки сосудов мицелием гриба и выделения им токсических веществ. У пораженных растений наблюдается плохое цветение, пожелтение и опадание листьев, потемневшие слаборазвитые корни, общее увядание. На срезе стебля и листьев видны темные сосуды. При температуре ниже +16 °С больные растения достаточно быстро погибают.

Высокая зараженность почвы грибами рода Fusarium spp. свидетельствует о биологической гибкости видов этого рода, позволяющей им вести как сапротрофный, так и патогенный образ жизни, поражая практически все сельскохозяйственные культуры, возделываемые в севообороте. Химическая защита также не позволяет решить проблему с фузариозной инфекцией (Коростылева Л., Горьковенко В. И др., 2006 г.).

Для борьбы с заболеваниями, вызванными грибами рода Fusarium необходимо соблюдать севооборот (в случае насыщения севооборота культурами, которые накапливают фузарии, — вести учет КОЕ патогена в почве), активизировать работу антогонистов за счет внесения органических удобрений или микробиологических препаратов при заделке растительных остатков в почву.

Грибы рода Botrytis spp. встречались только в образцах почвы с полей, где предшествующей культурой была сахарная свекла (рис. 3).

Рис. 3. Габитусы микроструктур патогенных почвенных грибов Botrytis spp., выделенных из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных культур

Грибы рода Verticillium spp. вызывают различные заболевания многих сельскохозяйственных культур в севообороте, являясь полифагом (рис. 4).

Рис. 4. Габитусы микроструктур патогенных почвенных грибов Verticillium spp., выделенных из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных культур

Гриб вызывает побурение и потемнение сосудов проводящей системы больных растений. В пораженных сосудах обнаруживается мицелий гриба, скопление камеди — гуммиобразного вещества, закупоривающего сосуды.

Возможно и быстрое увядание растений, когда они погибают без видимых причин заболевания. Продуцируемые возбудителем токсины нарушают физиологические процессы в растении, влияя на различные стороны его обмена веществ, что приводит к гибели растения. Широко распространено вертициллезное увядание овощных и плодовых культур.

Одной из основных причин снижения всхожести является наличие гриба Alternaria spp. Симптомы болезни могут быть разными и зависят от условий окружающей среды. К ним относятся изреживание всходов, увеличение непродуктивной кустистости, белоколосость, либо потемнение зерна в зоне зародыша (рис. 5).

Рис. 5. Габитусы микроструктур патогенных почвенных грибов Alternaria spp., выделенных из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных культур

Грибы рода Stachybotrys spp., развиваясь сапрофитно на мертвых частях растений (стерне, соломе, засохших стеблях различных сорняков), принимают участие в разложении растительной клетчатки. В процессе своей жизнедеятельности патоген образует токсическое вещество, выделяемое им в субстрат (рис. 6).

Рис. 6. Габитусы микроструктур патогенных почвенных грибов Stachybotrys spp., выделенных из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных культур

Из супрессивной микофлоры во всех представленных почвенных образцах были выявлены грибы рода Penicillium spp. (рис. 7). Однако, при отсутствии грибов рода Trichoderma spp. они также становятся вредными, т.к. выделяют токсины, вызывающие стресс у растений.

Рис. 7. Габитусы микроструктур патогенных почвенных грибов Penicillium spp., выделенных из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных культур

Плесневые грибы рода Penicillium spp. входят в группу почвенных грибов-токсинообразователей и, в частности, угнетают развитие в почве азотфиксирующей бактерии Azotobacter chroococcum. Грибы рода Penicillium spp., как и большинство других плесневых грибов, не только используют питательные вещества зерновок, но и своими токсичными выделениями отравляют зародыш и ростки семян.

Таким образом, в результате отобранных и проанализированных проб встречались в основном патогены, поражающие корневую систему и вегетативные органы растений.

Доля фитопатогенов в обогащенной растительными остатками почве не должна превышать 15% от общего числа микромицетов, но как видно из полученных данных это соотношение не достигнуто. Традиционно степень супрессивности почвы определяется наличием в ней грибов рода Trichoderma (рис. 8).

Рис. 8. Габитусы микроструктур патогенных почвенных грибов Trichoderma spp., выделенных из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных культур

Плодородием почвы можно управлять, обогащая ее прикорневые слои полезными микроорганизмами, создавая благоприятные условия для их развития и размножения. К таким условиям относятся внесение органических удобрений, использование сидератов, пожнивных остатков на поверхности почвы, сев многолетних трав. Это приводит к снижению плотности популяций патогенов и гармоничному природному сосуществованию различных обитателей микромира.

Источник

Повышение супрессивности почвы.

Супрессивность почв — это совокупность биологических, физико-химических и агрохимических свойств почвы, ограничивающих выживаемость и паразитическую активность почвенных фитопатогенов и других вредных организмов. Для повышения супрессивности почв необходимо обогащение ее полезными микробами антагонистами –Bacillussubtilis, грибами рода Trichoderma. Сегодня падение супрессивности почвы является одной из причин роста поражения фузариевыми грибами всех сельхозкультур. Органика способствует накоплению в почве разнообразных микробов, в т.ч. антагонистов. Технологии биологизации земледелия с элементами обеззараживания и ускоренной деградации растительных остатков частично решают проблему нехватки органики. На окультуренных почвах обычно имеет место индуцированная

супрессивность, на большинстве целинных почв — долговременная.

В числе причин, обеспечивающих супрессивность, выделяют

микробный антагонизм (антибиоз, конкуренция, паразитизм, хищничество),

неблагоприятные для фитопатогена почвенно-агрохимические показатели —

рН, соотношение и состав различных форм биофильных элементов, дефицит

доступных форм железа и др. Супрессивность обусловлена, как правило,

комплексом антагонистов, сапротрофов и дефицитом биофильных

элементов. Супрессивность одной и той же почвы в отношении различных

возбудителей может проявляться по-разному. Эффект супрессивности

объясняется в основном свойствами микробов-антагонистов, превалирующих

в соответствующих педоценозах или в ризосфере сельскохозяйственной

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Источник

Что такое супрессивность почвы

Федеральное государственное бюджетное учреждение

РОССИЙСКИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЦЕНТР

Вы здесь: ГлавнаяСтатьиРоль биопрепаратов в восстановлении супрессивности почвы

Роль биопрепаратов в восстановлении супрессивности почвы

В последние годы значительно повысилась вредоносность корневых гнилей. Это связано с тем, что современные технологии обработки почвы и интенсивная борьба с вредителями и возбудителями болезней меняют видовой состав почвенных микроорганизмов в пользу грибов – возбудителей корневых гнилей. Источником инфекции для следующей культуры являются зараженные растительные остатки и почва.

Накопление фузариозной инфекции в зерновых севооборотах обусловлено тем, что грибы этого рода обладают большим диапазоном приспособительных реакций, имеют широкую специализацию, а наличие агроэкологических ресурсов позволяет этой группе патогенов находится в активном состоянии, тем самым, создавая постоянную угрозу возникновения фузариозных корневых гнилей, снежной плесени, фузариоза колоса.

Когда не нарушен состав почвенных организмов, растительные остатки заселяют виды почвообитающих микроорганизмов, относящихся к родам Триходерма, Пеницилл, Аспергилл.

Конкуренция в почве за питание между патогенными грибами рода Фузариум и сапрофитными грибами рода Триходерма является важным фактором снижения плотности почвенной популяции патогенных грибов и, соответственно, повышения супрессивности почвы.

Супрессивность – это свойство здоровой почвы подавлять фитопатоген и другие вредные организмы, обусловленное совокупным действием ее биологических, физико – химических и агрохимических характеристик.

По результатам исследований Всероссийского НИИ биологической защиты растений (2006 г), проводимых в Краснодарском крае, установлено, что после озимых колосовых в послеуборочный период независимо от предшествующей культуры при 100 % встречаемости патогенных грибов рода Фузариум плотность их популяции колебалась от 25 до 100 %. Из супрессивных токсинообразующих грибов были выделены только виды рода Пеницилл, а виды рода Триходерма отсутствуют. Это свидетельствует о низкой супрессивности почвы.

Химические средства защиты растений не решают проблему почвенной фузариозной инфекции, поэтому нужно искать другие пути снижения патогенов в почве.

Прежде всего следует создать условия для увеличения почвенных токсинообразующих микроорганизмов, которые способны активно трансформировать растительные остатки в почве и снижать почвенный инфекционный потенциал. Этого можно добиться, целенаправленно создавая специальные севообороты и применяя почвоулучшающие технологии.

В качестве биологических способов повышения супрессивности почвы необходимо внесение препаратов на основе живых микроорганизмов – антагонистов. Действующим началом таких биопрепаратов служат бактерии и микроскопические грибы, обитающие в почве, которые хорошо приживаются в ризосфере или на корнях растений и оказывают положительное действие на их рост и развитие. Для человека и животных такие микроорганизмы безопасны, а при внесении в почву существенно улучшают ее плодородие и защищают культурные растения от патогенов. Одними из таких микроорганизмов являются грибы из рода Триходерма и бактерии из рода Псевдомонас. Поэтому препараты на их основе («Триходермин» и «Ризоплан»), производимые в филиале ФГБУ «Россельхозцентр» по Тамбовской области , способствуют восстановлению саморегуляции полевого агроценоза.

Препарат Триходермин производится на основе почвенных грибов рода Триходерма. Они отличаются широким спектром антагонистических свойств, способны к прямому паразитированию, конкуренции за питательный субстрат, также быстро осваивают его, активно разлагая органические соединения. Благодаря выделению ферментов и антибиотиков, усиливают процессы аммонификации и нитрификации, мобилизации фосфора и калия, обогащая почву подвижными формами питательных веществ. Кроме того, стимулируют развитие азотофиксирующих и других бактерий в почве, оказывая положительное влияние на баланс азота в ней.

Препарат Ризоплан создан на основе почвенной бактерии рода Псевдомонас. Эти бактерии способны подавлять рост и развитие патогенных бактерий и грибов синтезом антибиотиков, образованием стабильных комплексов, связывающих железо и делающих их недоступными для других организмов. Обладают хитинолитической и целлюлозолитической активностью, способствующей ускорению разложения органических остатков в почве.

Интродукцию препаратов в агробиоценоз с целью длительной регуляции численности фитопатогенных популяций осуществляют путем обработки семян, внесением в почву перед посевом или посадкой, опрыскиванием растений в период вегетации.

Филиал ФГБУ «Россельхозцентр» по Тамбовской области разрабатывает методику микологического анализа почвы, которая позволяет провести учет патогенной микрофлоры почв и видов, определяющих их супрессивность. Она дает возможность оценить качество почвы, ее способность к самоочищению от фитопатогенов, обосновать необходимость специальных мероприятий по оздоровлению почвы, прогнозировать по результатам анализа развитие заболеваний сельскохозяйственных культур.

Л.А.Соколова — начальник отдела филиала ФГБУ «Россельхозцентр» по Тамбовской области

И.М.Евсеева — ведущий энтофитопатолог филиала ФГБУ «Россельхозцентр» по Тамбовской области

Источник

➤