Материал: Іутинська Г.О. Ґрунтова мікробіологія

Що стосується дворічних і багаторічних рослин, то найбільш ефек­ тивною є бактеризація у перший рік Тх росту. У наступні роки вирощу­ вання, наприклад, багаторічних трав, дія інтродукованих бактеріальних культур знижується, а на третій рік вона є несуттєвою. Таке зниження чисельності Інтродукованого штаму є закономірним, адже у природних угрупованнях чисельність азотфіксаторів у ризосфері рослин не перебі­ льшує 1-6% . До того ж селекціоновані у лабораторних умовах штами не витримують конкуренції з аборигенним мікробним угрупованням.

Ефективність д ії мікробних препаратів бактеріальних добрив знач­ ною мірою залежить від взаємодії рослин і мікроорганізмів та здатності останніх приживатись, розмножуватись і активно функціонувати на ко­ ренях і в ризосфері рослин. Були проведені досліди, в яких насіння рос­ лин обробляли бактеріями, що мали генетичний маркер - стійкість до стрептоміцину (бЪ-*). Виявилося, що кількість Зїг* популяцій зростає впродовж вегетації рослин і набуває максимальних значень через 3-4 місяці після висіву їнокульованго насіння у ґрунт. Таку закономірність спостерігали щодо культур АгозрігіІІит, АдгоЬасівгіит, АгоЬ>ЬасІег.

10.2. Мікробні препарати для боротьби зі збудниками хвороб і шкідниками рослин

Поряд Із мікробними культурами, які покращують азотне і фосфор­ не живлення рослин, усе ширше застосовують препарати для захисту рослин від хвороб на основі бактерій-антагоністів фітопагенів (табли­ ця 10.4). При розробці таких препаратів спід враховувати, що вони по­ винні мати вибіркову дію: пригнічувати патогенів і не шкодити розвитку ризосферної мікробіоти. Антагоністичний вплив на патогенів може здій­ снюватись декількома шляхами: продукуванням речовин антибіотичної природи або літичних ферментів, які руйнують клітинну стінку, конкуре­ нцією за джерела живлення, різницею у швидкостях росту і конкуренці­ єю за певні екологічні ніші. Так, КІеЬвШа рІапИсоІа, що є основою пре­ парату біоплант, продукує антибіотики антраміцинового раду, які діють проти фітолатогенних грибів, а СЛаеіо/лшт сосМоЮва (основа препа­ рату хетомік) завдяки високій швидкості росту перемагає у конкуренції за субстрат І таким чином пригнічує ріст фітолагенних грибів.

Як було зазначено вище, серед азотофіксуючих та фосфатмобілізуючих мікроорганізмів, на основі яких створені бактеріальні добрива, багато штамів є антагоністами фітолатогенних мікроорганізмів. Розроб­ лені також препарати спеціального призначення, такі як фітослорин, біоплант, ризоппан, полімікюобакгерин.

199

На основі ендофітної бактерії Bacillus subtilis створені високоефек­ тивні препарати фітоспорин, субтилін. Вони застосовуються для оброб-

200

ки насіння сільськогосподарських культур замість їх протравлювання хімічними пестицидами. Клітини і спори бактерій, які е основою препа­ рату, швидко проникають в тканини проростків і захищають рослини в(д патогенів, контамінуючих внутрішні органи. Препарат мас фунгіцидні і бактерицидні властивості. Застосування фітоспорику сприяє підвищен­ ню врожайності сільськогосподарських культур на 20%.

Новим препаратом, запропонованим українськими фахівцями для боротьби з мікоінфекціями, зокрема кореневими патогенами, є хегомік, створений на основі іриба-актагоніста Chaetomium cochlioides. Встано­ влено, що антагоністична дія цього гриба реалізується завдяки тому, що у природних умовах він має більшу швидкість росту і перемагає фітопатогенні гриби у конкуренції за поживні субстрати і життєвий простір. Препарат застосовують під зернові культури, картоплю. В господарст­ вах закритого ф унту вноситься разом з органічною речовиною (гній, со­ лома).

Виділені енгомопатогеннІ мікроорганізми високоефективні проти тих чи інших груп комах, включаючи особливо небезпечні види шкідни­ ків. На основі Bacillus thuringiensis були створені численні біопрепарати. Це бітоксибацилін, ентобактерин, дендробіцилік, гомелін, лепідоцид, турингін та Б)П (Росія); дипел, параспорин, боград, біотрол та турицид (США); біоспор 2802 (Німеччина); бактоспеїн (Франція); бактукал (Юго­ славія); бактуцид та екзобак (Італія); туринжик (Румунія); бацилан (Польща). ЦІ препарати ефективні проти колорадського жука, капустяної совки, білянок, американського білого метелика, вони є надійною замі­ ною хімічних інсектицидів.

Сільське господарство відчуває гостру потребу у високоефективних антипаразитарних препаратах. В Україні був виділений штам Streptomyces avermWIis - вітчизняний продуцент авермектикового ком­ плексу, що має Інсектицидну, акарицидну та кематоцидну дією. Авермектини виявляють здатність блокувати нервовий синапс у комах і нема­ тод, внаслідок чого вони втрачають можливість рухатись і згодом ги­ нуть. Поряд Із нейротоксичною дією авермекгини пригнічують також синтез хітину. Препарат нетоксичний для теплокровних тварин, корисних комах. Швидко розкладається у ґрунті і не накопичує токсичних проміжних про­ дуктів. На основі авермектинів фірма Merk (США) випускає ряд препа­ ратів - абамекгин, івермекгин. В Росії НПО "Фармбіомед’1 випускає фітоверм та аверсект-2 .

Для боротьби з гризунами ефективним є препарат бактероденцид, створений на основі бактерій ісаченко, який не поступається хімічним

201

зооцидам і дозволяє регулювати кількість шкідливих гризунів. Багаторічна практика використання бактеріального методу проти мишо­ подібних гризунів показала його високу ефективність при екологічній і санітарній безпеці.

10.3. Основи технології виробництва мікробних препаратів для рослинництва

Мікробні культури, які є основою препаратів для рослинництва, по­ винні відповідати таким вимогам:

•відсутність патогенних І токсичних властивостей щодо людини, теплокровних тварин, корисних комах, риб, ґрунтових мікроорганізмів;

•максимальний прояв корисних властивостей: азотфіксація, фосфатмобіпізація, антагонізм до патогенів та ік.;

•технологічні властивості у виробництві.

Технологічність культури - це висока швидкість росту в умовах ви­ робничого культивування, невимогливість до складу поживного середо­ вища (тобто здатність рости на дешевих середовищах), стійкість до лізогенних фагів. Якість препарату характеризується т и тр о м живих клі­ тин, тобто Тх кількістю в одиниці об’єму. Виготовлені на основі мікробних культур препарати повинні мати високий титр життєздатних клітин і збе­ рігати його тривалий час. Титр клітин для препаратів на основі швидко­ рослих бульбочкових бактерій повинен бути у межах 18-25, для ловіпьнорослих бульбочкових бактерій - 8-10, для азотобактеру - 2-4, для агробактерій - 20-30 млрд клітин у 1 мл рідкого середовища.

Крім того, важливе значення має зручність транспортування і вико­ ристання препарату. Існують різні форми мікробних препаратів: рідка, гельна, суха, гранульована, (мобілізована на носіях.

Рідка форма - це культура мікроорганізмів, які виросли на рідкому поживному середовищі. Це найбільш проста у виробництві форма, яка містить живу культуру мікроорганізмів. Проте, вона має короткий термін зберігання, потребує спеціально? тари для перевезення.

Суха форма передбачає висушування культури після культивуван­ ня. Найкраще мікроорганізми зберігаються за умов ліофільного висушу­ вання із замороженого стану. Така форма гарантує довготривале збері­ гання, але вона потребує енергоємного устаткування, що підвищує ціну кінцевого продукту.

Г^анульована форма є гетерофазною, препарат, крім культури мік­ роорганізмів, має наповнювачі - глинисті мінерали. Електростатична

202

взаємодія мікроорганізмів із глинистими мінералами підвищує фізіологі­ чну активність бактерій і їх стійкість до несприятливих факторів навко­ лишнього середовища.

Гальна форма є гетерофазною, містить мікроорганізми, гелі - міне­ ральний (сілікагель) і полісахаридний (меляса і мікробний полісахарид),

атакож незначну кількість (близько 1%) пипоподібного лігніну.

Увиробництві мікробних препаратів часто використовують (мобілі­ зацію клітин на носіях - торфі, лігніні, перліті, вермикуліті. В (мобілізова­ ному стані мікроорганізми і біологічно активні продукти їх життєдіяльно­

сті довгий час зберігають активність, не потребують спеціальної тари, легко транспортуються. Перед інокуляцією мікробними культурами носі! проходять попередаю підготовку, яка полягає у подрібненні субстрату, доведенні його рН до нейтральних значень, стерилізації шляхом термі­ чної обробки або дією у-випромінювання.

Технологічний регламент виробництва мікробних препаратів має специфічні операції залежно від того, який мікроорганізм є його осно­ вою. У загальному вигляді він складається з таких стадій: 1 - активація культури після тривалого зберігання шляхом пересівів на поживні сере­ довища; 2 - вирощування культури на рідному поживному середовищі для інокуляції ферментерів; 3 - стерилізація ферментерів І поживного

середовища; 4 —інокуляція стерильного поживного середовища і виро­ щування культури; 5 - приготування з культури, вирощеної на рідкому поживному середовищі певної препаративної форми (рідкої, сухої, гра­ нульованої та ін.).

10.4. Мікробні препарати на основі генетично модифікованих мікроорганізмів

У виробництві мікробних препаратів застосування біотехнологічних методів та генетично модифікованих мікроорганізмів (ГММ) розвива­ ються у таких напрямках: вивчення генетичних основ підвищення ефек­ тивності бульбочкових і віпьноіскуючих азотфіксуючих мікроорганізмів; спільна селекція рослин-живитепів і ризобій для створення ефективних симбіотичних систем, розробка нових високоефективних і екологічно безпечних мікробних препаратів для захисту рослин і тварин від шкідни­ ків і хвороб.

Роботи з біоінженерії базуються на тому, що для отримання гене­ тично модифікованих організмів (ГМО) у ДНК реципієнтндї клітини вбу­ довується донорний генетичний матеріал, що несе певні корисні для людини властивості. Таким шляхом конструюють штам із новими влас-

203