MULTIFUNCTIONAL BIOLOGICS WHICH COMBINE MICROBIAL ANTI-FUNGAL STRAINS WITH CHITOSAN IMPROVE SOFT WHEAT (Triticum aestivum L.) YIELD AND GRAIN QUALITY

Abstract

Создание эффективных и высокотехнологичных препаративных форм для микробиологической защиты растений -ключевая проблема сельскохозяйственной биотехнологии. В представленной работе нами выявлены различия в структуре урожая, интроскопических характеристиках зерна пшеницы и ее устойчивости к корневой гнили при применении полифункциональных препаратов нового поколения. Целью исследования было обоснование перспективности использования полифункциональных препаратов на основе микроорганизмов -антагонистов возбудителей болезней и хитозановых комплексов для защиты яровой мягкой пшеницы от корневой гнили и повышения урожайности, а также оценка качества зерна методами микрофокусной рентгенографии и газоразрядной визуализации. Экспериментальные исследования выполняли на яровой мягкой пшенице (Triticum aestivum L.) сорта Ленинградская 6 в 2016-2017 годах (опытное поле Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова). Вегетационный период 2016 года характеризовался более благоприятными погодными условиями для возделывания пшеницы, чем 2017 год (незначительное колебание температуры и существенное количество выпавших осадков). Продуктивность пшеницы оценивали по энергии прорастания семян, длине проростка, фазе развития и высоте растения, числу, массе и длине корней, числу колосков в колосе, площади флагового и предфлагового листа, массе колоса и вегетативной части. На основании достоверных положительных изменений показателей продуктивности по сравнению с контролем биопрепараты были ранжированы по биологической эффективности следующим образом: в 2016 году -Витаплан, Ж (ООО «АгроБиоТехнология», Россия) > Витаплан, Ж + Хитозан II (опытный образец, ФГБНУ ВИЗР, смесь хитозанов 50 и 100 кДа с добавлением 0,1 % ванилина) > Гамаир, СП (ООО «АгроБиоТехнология», Россия) > Хитозан I (опытный образец, ФГБНУ ВИЗР, смесь хитозанов 50 и 100 кДа с добавлением 0,05 % салициловой кислоты) > Хитозан II; в 2017 году -Витаплан, Ж > Витаплан, СП > Витаплан, Ж + Хитозан II > Хитозан II. При совместном применении препарата Витаплан, Ж с хитозановым комплексом Хитозан II (смесь хитозанов с органическими кислотами с добавлением ванилина) в 2016 году отмечали достоверное изменение не только массы вегетативной части растения, но и массы колоса, в то время как один Хитозан II достоверно увеличивал только массу вегетативной части растений. В 2017 году в этом варианте для растений было характерно значительное увеличение площади флагового листа и массы корней -соответственно на 86,84 и 83,33 % по сравнению с контролем. В 2016 году применение Хитозана I (смесь хитозанов с органическими кислотами с добавлением салициловой кислоты) способствовало достоверному увеличению потенциальной урожайности пшеницы на 19,0 % (t = 3,0; р < 0,05) по сравнению с контролем, но не было выявлено существенных различий с контролем в вариантах с биопрепаратом Витаплан, Ж, комплексом Витаплан, Ж + Хитозан II и Хитозаном II. В 2017 году наибольший достоверный прирост урожайности 82,6 % (t = 7,2; p < 0,05), напротив, зарегистрировали в варианте Витаплан, Ж + Хи...

Combination of Bacillus velezensis RC218 and Chitosan to Control Fusarium Head Blight on Bread and Durum Wheat under Greenhouse and Field Conditions

“…In our study, chitosan and biocontrol combination rendered a 20–40% grain protection in the spike by FDK index, but unfortunately, no additive or synergistic effect was observed. At root level, a combination of chitosan preparations with Bacillus subtilis formulations was also effective in increasing plant growing parameters, yields, and protection against root pathogens such as Helminthosporium [ 44 ]. Many studies have highlighted the effect of chitosan and/or its derivatives on plant growth parameters and their effect on eliciting plant defenses against Fusarium pathogens in wheat [ 27 , 42 ].…”

The Potential of Using Chitosan on Cereal Crops in the Face of Climate Change

“…Certainly, chitosan has a positive effect on yield and yield indices regardless of the type of grain. The conclusions of the above review are based on a large number of field studies [25][26][27][28]30,31,38,40,[42][43][44]47,50,51]. Moreover, they have also been verified by experiments conducted under laboratory [36,37], and greenhouse conditions [33][34][35]45,48].…”

“…After its use, yields were increased by 24.4% compared with the control [41]. Furthermore, other multifunctional biologics with chitosan have also been shown to positively affect grain yield and quality [42]. The research was also conducted under salinity stress conditions on two wheat varieties.…”

“…It is therefore an effective tool for decreasing disease incidence [41]. In the case of root rot, powdery mildew and leaf rust, studies have shown that other multifunctional biologics with chitosan also have the potential to defend wheat against this disease [42,120]. However, the results obtained with the application of ChitoPlant (Chitosan 99.9%) on the Edvins winter wheat variety are not conclusive.…”

Biological Background to Using Chitosan Inducers to Increase the Efficiency of Biofungicides

“…Очевидно, что разработка новых микробиологических средств защиты растений от болезней должна быть направлена на создание полифункциональных композиций, эффективных в отношении широкого круга фитопатогенов. Проведенные нами ранее исследования показали, что совместное использование штаммов микроорганизмов и хитозановых комплексов эффективно для защиты пшеницы от комплекса основных болезней, включающего корневую гниль и листовые пятнистости, а также для повышения урожайности (53).…”