THE INFLUENCE OF THE USE OF BIOPREPARATIONS BASED ON VARIOUS ENDOPHYTIC BACTERIA OF THE GENUS BACILLUS ON PHYTOPATHOGENIC MICROMYCETES AND PRODUCTIVITY OF SPRING WHEAT
DOI 10.12737/2782-490X-2024-6-13 УДК 632.4:632.9
Keywords:
biological protection, biological agents, endophytic bacteria, phytopathogenic fungi, seed treatment, spraying, spring wheatAbstract
The studies were conducted to assess the effect of using two biological biopreparations based on endophytic bacteria on phytopathogenic fungi and the productivity of spring wheat of the Ulyanovskaya 105 variety. The studies were carried out in years with both favorable (2020, 2022) and extremely dry (2021) moisture conditions during the growing season. Field experiments were laid on highly fertile gray forest soil in the Predkama zone of the Republic of Tatarstan. Bacillus monojavensis PS17 (endophytic seed bacterium) and Bacillus amyloliquefa ciens RECB-95 (endophytic root and stem bacterium) bacteria were used as biological agents. Biopreparations based on these bacteria were used for seed treatment (rate of 1 l/t) and for spraying plants in the heading phase (1.0 l/ha). The control variant was without any treatments, and the standard was the scheme using chemical fungicides (seed treatment with Lamador (0.2 l/t), spraying with PropiShans (0.5 l/ha)). In laboratory conditions, high fungicidal activity of Bacillus mojavensis PS17 and Bacillus amyloliquefaciens RECB-95 against Fusarium fungi was found. An advantage of using Bacillus amyloligurosine RECB-95 when treating spring wheat seeds in suppressing Fusarium infection in the soil of the root zone of plants was found. Both strains, when treated with seeds, suppressed the development of Cochliobolus sativus in the soil of the root zone of wheat plants. The most effective 11 АГРОНОМИЯ АГРОБИОТЕХНОЛОГИИ И ЦИФРОВОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ | Номер 3 (11) | 2024 control of root rot at the early stages of spring wheat plant development was ensured by using the scheme with seed treatment with Bacillus mojavensis PS17. The use of biopreparations based on endophytic bacteria reduced the development of leaf mycoses of spring wheat, and no significant differences were noted between strains in terms of disease control efficiency. The strongest positive effect on the yield of spring wheat was exerted by the use of biopreparations based on endophytic bacteria under conditions of an extremely dry vegetation period. The maximum yield of spring wheat was ensured by the biological protection scheme with the endophytic bacterium of wheat seeds Bacillus mojavensis PS17.
For citation: : Abramova A.A., Safin R.I. The influence of the use of biopreparations based on various endophytic bacteria of the genus Bacillus on phytopathogenic micromycetes and the productivity of spring wheat. Agro biotechnology and digital agriculture. 2024; 3(11): 6-13
References
Литература
Формирование продуктивности экологически пластичных сортов яровой пшеницы в условиях Предволжья Республики Татарстан / И. М. Сержанов, Ф. Ш. Шайхутдинов, Р. И. Гараев [и др.] // Агробиотехнологии и цифровое земледелие. 2023. № 2(6). С. 38-43. https: //doi.org/10.12737/2782-490X-2023-38-43. EDN
ZHTGRD.
Биктагирова Э. И., Сержанова А. Р. Минеральное питание яровой пшеницы при различных нормах
высева на серых лесных почвах Предкамья Республики Татарстан // Агробиотехнологии и цифровое земледелие. 2023. № 3(7). С. 6-11. https: //doi.org/10.12737/2782-490X-2023-6-11. EDN WWOZAJ.
Совершенствование технологии возделывания яровой мягкой пшеницы сорта Тулайковская Надежда
на серой лесной почве Республики Татарстан / И. М. Сержанов, Ф. Ш. Шайхутдинов, Р. И. Гараев [и др.] //
Агробиотехнологии и цифровое земледелие. 2023. № 3(7). С. 36-42. https: //doi.org/10.12737/2782-490X-2023
-36-42. EDN SOBSOA.
Оценка эффективности предпосевной обработки семян и посевов биологически активными веществами на яровой пшенице в условиях Предкамья Республики Татарстан / М. Ф. Амиров, А. Я. Сафиуллин, М.
Ю. Гилязов [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2023. Т. 18, № 2(70). С.
-12. https: //doi.org/10.12737/2073-0462-2023-5-12. EDN ZIDTYJ.
Ассоциированные с пшеницей микромицеты и их значимость как возбудителей болезней в России /
Ф. Б. Ганнибал, Т. Ю. Гагкаева, М. М. Гомжина [и др.] // Вестник защиты растений. 2022. Т. 105, № 4. С.
-180. https: //doi.org/10.31993/2308-6459-2022-105-4-15508. EDN KLHPMB.
Влияние предшественника на зараженность почвы Bipolaris sorokiniana и вредоносность корневой
гнили пшеницы / А. С. Кочоров, А. О. Сагитов, Н. Ж. Султанова [и др.] // Защита и карантин растений. 2018.
№ 9. С. 15-16. EDN XZIGLJ.
Санин С. С., Ибрагимов Т. З., Стрижекозин Ю. А. Метод расчета потерь урожая пшеницы от болезней // Защита и карантин растений. 2018. № 1. С. 11-15. EDN YNMXGF.
Результаты оценки сортов яровой мягкой пшеницы на устойчивость к болезням в Казанском НЦ / Д.
Ф. Асхадуллин, Д. Ф. Асхадуллин, Н. З. Василова [и др.] // Зерновое хозяйство России. 2022. Т. 14, № 3. С.
-94. https: //doi.org/10.31367/2079-8725-2022-81-3-89-94. EDN JSKQNE.
Лукманова А. А., Гришкин Я. В. Фитосанитарная оценка и контроль развития листовых болезней
сортов яровой мягкой пшеницы в Предкамье Республики Татарстан // Агрономия, землеустройство, переработка сельскохозяйственной продукции: Материалы 81-ой студенческой (региональной) научной конференции, Казань, 21 февраля 2023 года. Казань: Казанский государственный аграрный университет, 2023. С. 184-
EDN ZPMHAH.
Конькова Э. А. Иммунологическая оценка устойчивости озимой и яровой пшеницы к эпифитотийно
опасным болезням в условиях Юго-Востока // Аграрная наука. 2019. №1. С. 91-94. https: //
doi.org/10.32634/0869-8155-2019-326-1-90-94. EDN IPVAXY.
Impacts of climate change, forms, and excess of nitrogen fertilizers on the development of wheat fungal
diseases / S. Diakite, E. N. Pakina, A. Behzad [et al.] // Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2023.
Vol. 15, No. 2. P. 303-336. https: //doi.org/10.12731/2658-6649-2023-15-2-303-336. EDN CFVBDJ.
Lysenko N. N., Prudnikova E. G. Efficiency of fungicide Amistar extra application on phytosanitary and
physiological measurements of spring wheat // Биология в сельском хозяйстве. 2018. № 4(21). С. 17-19. EDN
YPSYCT.
Апаева Н. Н., Тихонова Г. А. Влияние фунгицидов на развитие болезней и урожайность яровой пшеницы // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. 2021. № 23. С. 8-11. EDN HFEXRO.
Щербакова Л. А. Развитие резистентности к фунгицидам у фитопатогенных грибов и их хемосенсибилизация как способ повышения защитной эффективности триазолов и стробилуринов // Сельскохозяйственная биология. 2019. Т. 54, № 5. С. 875-891. https: //doi.org/10.15389/agrobiology.2019.5.875rus. EDN
MLUFKS.
Гвоздева М. С., Волкова Г. В. Влияние фунгицида Колосаль на структуру популяции возбудителя
бурой ржавчины пшеницы по признакам патогенности и чувствительности // Микология и фитопатология.
Т. 56, № 1. С. 52-63. https: //doi.org/10.31857/S0026364822010044. EDN ROWMIY.
Власенко Н. Г., Бурлакова С. В., Егорычева М. Т. Биофунгициды в технологии выращивания яровой
пшеницы // Российская сельскохозяйственная наука. 2023. № 4. С. 25-28. https: //doi.org/10.31857/
S2500262723040051. EDN JXEVUF.
Кекало А. Ю. Экологизированный способ защиты семян пшеницы от фитопатогенов // Аграрная
наука. 2021. № 11-12. С. 129-133. https: //doi.org/10.32634/0869-8155-2021-354-11-12-129-133. EDN XHULOC.
Новые эндофитные штаммы Bacillus subtilis как основа биофунгицидов / Р. М. Хайруллин, Т. С. Минина, Р. Ш. Захарова [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2009. Т. 4, №
(12). С. 118-123. EDN KWGZVF.
Влияние штаммов Bacillus subtilis в сочетании с салицилатом хитозана на активность пероксидазы и
каталазы в листьях пшеницы при инфицировании возбудителем темно-бурой пятнистости B. sorokiniana / И.
И. Новикова, Э. В. Попова, Н. М. Коваленко [и др.] // Прикладная биохимия и микробиология. 2024. Т. 60,
№ 2. С. 193-204. https: //doi.org/10.31857/S0555109924020093. EDN FZVMOE.
Хайруллин Р. М. Об истории уфимской научной школы эндофитологов // Биомика. 2023. Т. 15, № 4.
С. 224-252. https: //doi.org/10.31301/2221-6197.bmcs.2023-21. EDN RHTGZD.
Эффективность инокуляции семян яровой пшеницы эндофитными бактериями Bacillus subtilis 26Д /
Л. И. Пусенкова, С. Р. Гарипова, О. В. Ласточкина [и др.] // Проблемы агрохимии и экологии. 2020. № 3. С.
-64. https: //doi.org/10.26178/AE.2020.19.55.005. EDN HBDFBN.
A review on mechanisms and prospects of endophytic bacteria in biocontrol of plant pathogenic fungi and
their plant growth-promoting activities // A. Ali Md., T. Ahmed, E. Ibrahim [et al.] // Heliyon. 2024. Vol. 10, Issue
, e31573, ISSN 2405-8440, https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e31573.
Oukala N., Aissat K., Pastor V. Bacterial Endophytes: The Hidden Actor in Plant Immune Responses
against Biotic Stress//Plants (Basel). 2021 May 19;10(5):1012. https://doi.org/10.3390/plants10051012.
Штамм бактерий Bacillus mojavensis PS17 для повышения урожайности и защиты сельскохозяйственных растений от фитопатогенных грибов / Р. И. Сафин, Л. З. Каримова, Ш. З. Валидов [и др.] // Патент RU
№ 2737208 C1, 26.11.2020
Штамм бактерий Bacillus amyloliqefaciens RECB-95 для производства биопрепарата защиты сельскохозяйственных растений от стрессов, стимуляции их роста и повышения урожайности / Р. И. Сафин, Л. З.
Каримова, Ш. З. Валидов [и др.] // Патент RU №2736424 C1, 17.11.2020
Павлова М. Д., Асатурова А. М. Изучение механизмов взаимодействия фитопатогенных грибов рр.
Fusarium и Pyrenophora со штаммами-продуцентами биопрепаратов Bacillus subtilis // Молодой ученый.
№9.2 (89.2). С. 52-54 URL: https://moluch.ru/archive/89/18469/ (дата обращения: 16.10.2024).
Благовещенская Е. Ю. Фитопатогенные микромицеты. Учебный определитель. М.: Ленанд, 2015. 240
с.
Шутко А. П., Тутуржанс Л. В. Фитосанитарная диагностика болезней растений. Ставрополь: АГРУС,
111 с.
Bacillus subtilis strains with antifungal activity against the phytopathogenic fungi / A. M. Mardanova, G.
F.Hadieva, M. T. Lutfullin [et al.] // Agricultural Sciences. 2017. 8. pp. 1-20.
References
Serzhanov I. M., Shaykhutdinov F. SH., Garayev R. I. [Formation of productivity of ecologically plastic varieties of spring wheat in the conditions of the Volga region of the Republic of Tatarstan]. Agrobiotekhnologii i
tsifrovoye zemledeliye. 2023; 2(6): 38-43. https: //doi.org/10.12737/2782-490X-2023-38-43. EDN ZHTGRD.
Biktagirova E. I., Serzhanova A. R. [Mineral nutrition of spring wheat at different seeding rates on gray forest soils of the Kama region of the Republic of Tatarstan]. Agrobiotekhnologii i tsifrovoye zemledeliye. 2023; 3(7):
-11. https: //doi.org/10.12737/2782-490X-2023-6-11. EDN WWOZAJ.
Serzhanov I. M., Shaykhutdinov F. SH., Garayev R. I. [Improving the technology of cultivation of spring
soft wheat variety Tulaykovskaya Nadezhda on gray forest soil of the Republic of Tatarstan]. Agrobiotekhnologii i
tsifrovoye zemledeliye. 2023; 3(7): 36-42. https: //doi.org/10.12737/2782-490X-2023-36-42. EDN SOBSOA.
Amirov M. F., Safiullin A. YA., Gilyazov M. YU. [Evaluation of the effectiveness of pre-sowing treatment
of seeds and crops with biologically active substances on spring wheat in the conditions of the Kama region of the
Republic of Tatarstan]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2023; 18. 2(70): 5-12.
https: //doi.org/10.12737/2073-0462-2023-5-12. EDN ZIDTYJ.
Gannibal F. B., Gagkayeva T. YU., Gomzhina M. M. [Wheat-associated micromycetes and their significance
as pathogens in Russia]. Vestnik zashchity rasteniy. 2022; 105. 4: 164-180. https: //doi.org/10.31993/2308-6459-
-105-4-15508. EDN KLHPMB.
Kochorov A. S., Sagitov A. O., Sultanova N. ZH. [Effect of Predecessor on Soil Infection with Bipolaris
sorokiniana and Harmfulness of Wheat Root Rot]. Zashchita i karantin rasteniy. 2018; 9: 15-16. EDN XZIGLJ.
Sanin S. S., Ibragimov T. Z., Strizhekozin YU. A. [Method for Calculating Wheat Yield Losses from Diseases]. Zashchita i karantin rasteniy. 2018; 1: 11-15. EDN YNMXGF.
Askhadullin D. F., Askhadullin D. F., Vasilova N. Z. [Results of evaluation of spring soft wheat varieties for
resistance to diseases in the Kazan Scientific Center] Zernovoye khozyaystvo Rossii. 2022; 14. 3: 89-94. https: //
doi.org/10.31367/2079-8725-2022-81-3-89-94. EDN JSKQNE.
Lukmanova A. A., Grishkin YA. V. [Phytosanitary assessment and control of the development of foliar diseases of spring soft wheat varieties in the Kama region of the Republic of Tatarstan]. Agronomiya, zemleustroystvo,
pererabotka sel'skokhozyaystvennoy produktsii: Materialy 81-oy studencheskoy (regional'noy) nauchnoy konferentsii, Kazan', 21 fevralya 2023 goda. Kazan': Kazanskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet. 2023. 184-191.
EDN ZPMHAH.
Kon'kova E. A. [Immunological assessment of winter and spring wheat resistance to epiphytotic diseases in
the conditions of the South-East]. Agrarnaya nauka. 2019; 1: 91-94. https: //doi.org/0.32634/0869-8155-2019-326-1
-90-94. EDN IPVAXY.
Diakite S., Pakina E. N., Behzad A. Impacts of climate change, forms, and excess of nitrogen fertilizers on
the development of wheat fungal diseases. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2023; 15. 2: 303-336.
https: //doi.org/10.12731/2658-6649-2023-15-2-303-336. EDN CFVBDJ.
Lysenko N. N., Prudnikova E. G. Efficiency of fungicide Amistar extra application on phytosanitary and
physiological measurements of spring wheat. Biologiya v sel'skom khozyaystve. 2018; 4(21): 17-19. EDN
YPSYCT.
Apayeva N. N., Tikhonova G. A. [Effect of fungicides on the development of diseases and yield of spring
wheat]. Aktual'nyye voprosy sovershenstvovaniya tekhnologii proizvodstva i pererabotki produktsii sel'skogo khozyaystva. 2021; 23: 8-11. EDN HFEXRO.
Shcherbakova L. A. [Development of resistance to fungicides in phytopathogenic fungi and their chemosensitization as a way to increase the protective efficiency of triazoles and strobilurins]. Sel'skokhozyaystvennaya biologiya. 2019; 54. 5: 875-891. https: //doi.org/10.15389/agrobiology.2019.5.875rus. EDN MLUFKS.
Gvozdeva M. S., Volkova G. V. [Influence of the fungicide Kolosal on the population structure of the causative agent of wheat brown rust based on pathogenicity and sensitivity traits]. Mikologiya i fitopatologiya. 2022; 56.
: 52-63. https: //doi.org/10.31857/S0026364822010044. EDN ROWMIY.
Vlasenko N. G., Burlakova S. V., Yegorycheva M. T. [Biofungicides in spring wheat cultivation technology]. Rossiyskaya sel'skokhozyaystvennaya nauka. 2023; 4: 25-28. https: //doi.org/10.31857/S2500262723040051.
EDN JXEVUF.
Kekalo A. YU. [An environmentally friendly way to protect wheat seeds from phytopathogens]. Agrarnaya
nauka. 2021; 11-12: 129-133. https: //doi.org/10.32634/0869-8155-2021-354-11-12-129-133. EDN XHULOC.
Khayrullin R. M., Minina T. S., Zakharova R. SH. [New endophytic strains of Bacillus subtilis as the basis
of biofungicides]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2009; 4. 2(12): 118-123. EDN
KWGZVF.
Novikova I. I., Popova E. V., Kovalenko N. M. [The effect of Bacillus subtilis strains in combination with
chitosan salicylate on the activity of peroxidase and catalase in wheat leaves infected with the causative agent of
dark brown spot B. sorokiniana]. Prikladnaya biokhimiya i mikro-biologiya. 2024; 60. 2: 193-204. https: //
doi.org/10.31857/S0555109924020093. EDN FZVMOE. 20. Khayrullin R. M. [On the history of the Ufa scientific school of endophytologists]. Biomika. 2023; 15. 4:
-252. https: //doi.org/10.31301/2221-6197.bmcs.2023-21. EDN RHTGZD.
Pusenkova L. I., Garipova S. R., Lastochkina O. V. [Efficiency of spring wheat seed inoculation with endophytic bacteria Bacillus subtilis 26D]. Problemy agrokhimii i ekologii. 2020; 3: 56-64. https: //doi.org/10.26178/
AE.2020.19.55.005. EDN HBDFBN.
Ali Md. A., Ahmed T., Ibrahim E. A review on mechanisms and prospects of endophytic bacteria in biocontrol of plant pathogenic fungi and their plant growth-promoting activities. Heliyon. 2024; 10. Issue 11, e31573,
ISSN 2405-8440, https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e31573.
Oukala N, Aissat K, Pastor V. Bacterial Endophytes: The Hidden Ac-tor in Plant Immune Responses against
Biotic Stress//Plants (Basel). 2021 May 19; 10(5): 1012. https://doi.org/10.3390/plants10051012.
Bacillus mojavensis PS17 bacterial strain for increasing crop yields and protecting agricultural plants from
phytopathogenic fungi. Patent RU № 2737208 C1, 26.11.2020
Bacillus amyloliqefaciens RECB-95 bacterial strain for the production of a biopreparation for protecting
agricultural plants from stress, stimulating their growth and increasing yields. Patent RU №2736424 C1, 17.11.2020
Pavlova M. D., Asaturova A. M. [Study of the mechanisms of interaction of phytopathogenic fungi of the
pp. Fusarium and Pyrenophora with strains producing Bacillus subtilis biopreparations] Molodoy uchenyy. 2015;
2 (89.2): 52-54 URL: https://moluch.ru/archive/89/18469
Blagoveshchenskaya Ye. YU. Fitopatogennye mikromicety [Phytopathogenic micromycetes. Educational
guide.] M.: Lenand. 2015. 240.
Shutko A. P., Tuturzhans L. V. Fitosanitarnaja diagnostika boleznej rasteni [Phytosanitary diagnostics of
plant diseases] Stavropol': AGRUS. 2018. 111.
Mardanova A. M., Hadieva G. F., Lutfullin M. T. Bacillus subtilis strains with antifungal activity against the
phytopathogenic fungi. Agricultural Sciences. 2017. 8.
