эксклюзив
Положительное влияние коллемболы на защиту озимой пшеницы в почве с патогенами подтвердили польские ученые
О потенциально новом методе биоконтроля почвенных болезней пшеницы рассказали ученые Кафедры защиты растений, Вроцлавский университет наук об окружающей среде и жизни, Ивона Грусс, Яцек Твардовски, Кшиштоф Матковски и Марта Юрга в статье на портале MDPI.
«Ногохвостки Collembola, как представители мезофауны, тесно связаны с почвенной средой. Их активность в почве косвенно влияет на растения.
Коллемболы являются медиаторами положительных изменений структуры и пористости почвы, способствуют разложению органического вещества и, кроме того, увеличению содержания гумуса.
Почвенная мезофауна, стимулируя гумификацию и минерализацию, обеспечивает растения питательными веществами, т. е. калием, серой, фосфором, железом и, в частности, азотом. Collembola также может изменить инфильтрацию воды на более низкие уровни профиля почвы и, следовательно, увеличить способность корней проникать в почву.
Коллемболы регулируют деятельность бактерий и грибов, в том числе микоризных грибов, живущих в симбиозе с корнями растений. При питании гифами грибов часть организмов не переваривается и, выделяясь, распространяется в другие почвенные слои. Collembola способствуют распространению бактерий в почве, в том числе азотфиксирующих.
Многие виды ногохвосток питаются патогенными формами грибов, что снижает заражение растений болезнями.
С учетом лабораторных экспериментов было доказано, что некоторые виды Collembola (Onychiurus armatus, O. tuberculatus, Folsomia candida) эффективно питаются фитопатогенными грибами.
Кроме того, обнаружено, что растения, ранее зараженные Fusarium culmorum, при выращивании в присутствии ногохвосток (F. candida) имели значительно сниженную заболеваемость, а также более высокую биомассу, чем растения, выращенные в отсутствие ногохвосток.
Здесь для лабораторных исследований взяли Folsomia candida.
Цель исследования состояла в том, чтобы оценить, влияют ли ногохвостки на рост растений пшеницы и гороха и выяснить, уменьшит ли Collembola возникновение грибных болезней за счет своего питания.
Испытуемыми факторами были (1) пшеница, выращенная отдельно или в смеси с горохом; 2 – число коллембол; (3) патогенное присутствие растительного гриба Fusarium culmorum.
Опыт проводили в четырех повторностях для каждой обработки в двух сериях.
Почва, использованная для испытаний, представляла собой смесь полевой земли, песка и торфа.
Количество коллембол на испытательный сосуд: 100 особей, 50 особей, 0 особей.
Для теста использовали 12-дневные организмы. Количество Collembola на одну пробную посуду (100 или 50) соответствует количеству 10 000, или 5 000 особей на кв м , а это значит, что Collembola можно использовать на сельскохозяйственных полях. F. candida способна размножаться через 2-4 недели после вылупления, поэтому в конце исследования в испытательных сосудах находились и молодь, и взрослые особи.
Были проведены следующие анализы: измерение скорости роста и разложения растений, оценка заражения растений и оценка F. culmorum в телах коллембол.
Сортом озимой пшеницы выбрали Natula, а сортом гороха Cysterski. Эти растения были выбраны из-за высокой доли озимой пшеницы в севообороте в Польше, а бобовые очень полезны как компонент севооборота. Кроме того, оба растения легко выращивать в лабораторных условиях.
По результатам, инфекция F. culmorum не повлияла на рост культур, хотя возбудитель присутствовал в корневой шейке растений, инкубированных с этим грибом.
Коллембола уменьшила число колоний грибов, выделенных из растений, примерно на 45% по сравнению с горшками, инкубированными без этих организмов.
Разложение растительной биомассы ускорилось ногохвостами примерно на 7% в горшках с умеренной численностью коллембол.
Кроме того, из тел Collembola был выделен F. culmorum, что указывает на способность ногохвосток питаться этим грибом.
Вывод. Поскольку обнаружено, что Collembola сокращает количество патогенных грибов, этот вопрос требует дальнейшего изучения в отношении других видов растений и грибов, а также изучения наблюдаемых эффектов в полевых условиях.
Грибные болезни являются одной из основных проблем в сельском хозяйстве. В настоящее время не существует эффективных биологических методов, которые могли бы их ограничить. К особо опасным патогенам относятся такие почвенные грибы как Phytophthora, Rhizoctonia или Fusarium, которые производят споры, склероции и мицелий, составляющие первичный инокулят в поверхностном слое почвы. При рассмотрении этих патогенов следует отметить, что чем многочисленнее популяция патогенов, тем выше риск заражения растений. Следовательно, практическое применение коллемболы могло бы уменьшить популяцию вредных грибов».
По статье группы авторов Ивона Грусс, Яцек Твардовски, Кшиштоф Матковски, Марта Юрга), опубликованной в журнале Agronomy 2022 на портале www.mdpi.com.
Фото: Анна Медведева.
