Исследование бактерий и грибов, а также лигно-целлюлозосодержащих материалов и вермикулита с целью получения на их основе различных форм биопестицидных препаратов. Разработка способов получения опытных образцов оптимального состава биопрепаратов в нативной и иммобилизованной на носителе форме. Исследование состава различных форм опытных образцов биопрепаратов. Подготовка опытных образцов биопрепаратов для испытания при выращивании различных сортов картофеля в условиях вегетационного периода. Проведение выращивания 3-х сортов картофеля с применением опытных образцов биопрепаратов. Анализ показателей применения опытных образцов биопрепаратов. Анализ количественных, качественных и функциональных характеристик опытных образцов биопрепаратов в нативной и иммобилизованной на носителе форме с учетом результатов испытания и оценкой их направленного или полифункционального действия. Определение агрохимических показателей применения опытных образцов биопрепаратов. Анализ свойств штаммов-продуцентов, входящих в состав опытных образцов биопрепаратов, для повышения эффективности применения в качестве средств защиты растений от вредителей. Определение состава продуктов метаболизма некоторых штаммов бактерий и грибов. Анализ ростостимулирования сельскохозяйственных культур растений при их обработке опытными образцами биопрепаратов. Определение всхожести семян различных растений. Анализ и доработка опытных образцов биопрепаратов для применения в качестве средств защиты сельскохозяйственных растений от вредителей. Оценка опытных образцов биопрепаратов в качестве средства для землеудобрения.

Цель работ этапа: «Разработка, изготовление, испытание и доработка опытных образцов полифункциональных биопрепаратов, сорбционных и землеудобрительных материалов сельскохозяйственного назначения» Проведен отбор бактерий и грибов, проявляющих нематоцидную активность в отношении к тест-организмам бактериотрофным нематодам сем. Rabditis: бактерий Pseudonocardia carboxydivorans (ВКПМ AС-2046), Bacillus thuringiensis (ВКПМ B-6335); грибов - Beauveria bassiana (ВКПМ F-1357), Arthrobotrys oligospora (ВКПМ F-1142). Проведен подбор биоразлагаемых материалов-носителей для иммобилизованной на носителе форме биопрепаратов с использованием пивной дробины, а также смеси древесных опилок и вермикулита. Разработаны способы получения опытных образцов биопрепаратов на основе монокультур бактерий и грибов. Биопрепараты испытывали в различном сочетании и формах (нативной и иммобилизованной на носителе) для определения оптимального состава микробной биомассы в зависимости от направленности применения: БП-№1; БП-№2; БП-№3, БП-№4 – с нематоцидной активностью в лабораторных опытах 1-2 (сочетание штаммов Pseudonocardia carboxydivorans AС-2046 или Bacillus thuringiensis B-6335 или Beauveria bassiana F-1357 с микромицетом Arthrobotrys oligospora F-1142), а также биопрепараты БП№1 и БП№2 – с энтомопатогенной активностью в полевом опыте (сочетание бактерий Pseudonocardia carboxydivorans AС-2046 или Bacillus thuringiensis B-6335 с штаммом энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana F-1357). Для проведенния лабораторных исследований нематоцидной активности опытных образцов в нативной форме биопрепаратов предварительно были отобраны образцы почвы с различной степенью содержания карантинного вредителя – золотистой картофельной нематоды (ЗНК) - Globodera rostochiensis. Проведена обработка почвы, зараженной ЗКН при низкой и средней степени заражения-содержания нематод ЗКН, внесением нативной (жидкой) формы биопрепаратов БП №1,2,3,4. За 10 суток значительных изменений по содержанию жизнеспособных цист (личинок) в зараженной ЗКН почве не отмечено. Исследования продолжены. В лабораторном опыте №2 на развитие глободероза в емкостях при выращивании 4-х сортов картофеля, в зараженной ЗКН почве обнаружено незначительное снижение содержания жизнеспособных цист ЗКН от контрольного варианта. Отмечен опытный образец, включающий состав биопрепарата БП№3, который при обработке инвазированных нематодами растений исследуемых 4-х сортов картофеля способствовал за 3 недели незначительному снижению содержания жизнеспособных цист (личинок) в почве при составе биопрепарата сочетание бактерий Pseudonocardia carboxydivorans с грибом Arthrobotrys oligospora. Исследования продолжены. В полевом эксперименте, направленном прежде всего для борьбы с почвообитающими насекомыми–вредителями картофеля – проволочником, при обработке почвы использовали нативную и иммобилизованную на носителе – пивной дробине (ПД) форму двух комплексных бактериально-грибных опытных образцов биопрепаратов, внесенных с одинаковой нормой расхода (из расчета 2 т/га). Обнаружено, что из двух вариантов бактериально-грибных биопрепаратов лучшими показателями на всех сортах картофеля по урожайности и меньшим количеством повреждений от проволочника отличался вариант биопрепарата БП№2 (сочетание штаммов бактерий Pseudonocardia carboxydivorans (AС-2046) и энтомопатогенного гриба Beauveria bassiana (F-1357)), тогда как контроль (вариант без обработки) и вариант с комплексным биопрепратом (сочетание штаммов Bacillus thuringiensis B-6335 и. Beauveria bassiana F-1357) отличались худшими показателями. Обработка иммобилизованной формой биопрепаратов была проведена при посадке 3-х сортов картофеля. Нативной формой биопрепарата обработка в течение летнего периода была проведена в поздние сроки вегетации картофеля и клубневого роста (2 обработки: июль и сентябрь). Нативной формой биопрепарата на основе Bacillus subtilis ВКПМ B-2895 обработаны растения 3-х сортов картофеля при проявлении признаков заболевания ризоктониозом. Данная обработка оказала негативное воздействие на активность биопрепаратов, а именно обнаружено снижение энтомопатогенной активности биопрепаратов в обработанной от проволочника почве. Результаты обработки почвы биопрепаратами в нативной и иммобилизованной на ПД форме БП№1 (штаммы бактерий B. thuringiensis и энтомопатогенного гриба B. bassiana ) и БП№2 (штаммы бактерий P. carboxydivorans и энтомопатогенного гриба B. bassiana) при выращивании 3-х сортов картофеля (ранний – Снегирь; среднеранний – Чародей; среднеспелый – Церата) были оценены по основным показателям урожайности товарной продукции и степени повреждения вредителями (проволчником). Значительных различий по показателям содержания крахмала в вариантах по сортам выращенного картофеля не отмечено. По результатам оценки показателей повреждения проволочником на растениях(почве) – клубнях различных сортов картофеля в вариантах Контроль – БП№1 – БП№2 лучшими показателями (более низкими показателями повреждения) отмечен вариант БП№2, %: 1) Для сорта картофеля Снегирь – 0-2 (Контроль – 0-5; БП№1– 1-3,3) 2) Для сорта картофеля Чародей – 0-8 (Контроль – 0,5-7; БП№1– 6,7-7) 3) Для сорта картофеля Церата – 1-11 (Контроль – 0-9; БП№1– 5,5-11) По результатам оценки урожайности (средняя урожайность товарной продукции с учетом количества растений на участке) по отношению к контролю для вариантов с применением биопрепаратов отмечено повышение, %: 1) для сорта картофеля Снегирь: БП№1– 4,8%; БП№2 – 17,3%. 2) для сорта картофеля Чародей: БП№1 – 21,9%; БП№2 – 33,5%. 3) для сорта картофеля Церата: БП№1 – 22,1%; БП№2 – 21,2%. По результатам оценки урожайности (фактический выход урожайности товарной продукции с учетом количества растений на участке) по отношению к контролю для вариантов с применением биопрепаратов отмечено повышение, %: 1) для сорта картофеля Снегирь: БП№1– 2,9%; БП№2 – 2,9%. 2) для сорта картофеля Чародей: БП№1 – 16,1%; БП№2 – 33,3%. 3) для сорта картофеля Церата: БП№1 – 10,7%; БП№2 – 17,3%. Проведен анализ количественных, качественных и функциональных характеристик опытных образцов биопрепаратов в нативной и иммобилизованной на носителе форме с учетом результатов испытания и оценкой их направленного или полифункционального действия. Проведен анализ и доработка опытных образцов биопрепаратов для применения в качестве средств защиты сельскохозяйственных растений от вредителей. Проведены исследования и определение состава продуктов метаболизма некоторых штаммов бактерий и грибов. Способность к биодеструкции субстратов, включая нематоцидную или инсектицидную активность и биологическую активность обусловлена биохимической активностью. Обнаружена способность микробной биомассы в нативной (жидкой) форме к разрушению материала-носителя, а также способность к биосинтезу различных ферментов, активность которых проявляется в направленном или полифункциональном действии (нематоцидная и/или инсектицидная активность, ростостимулирование, биодеструкция дигно-целлюлозосодержащих материалов (древесные опилки и пивная дробина) и вермикулита, возможность к землеудобрению). Проведена оценка опытных образцов биопрепаратов в качестве средства для землеудобрения анализом биодеградабельности материалов носителей биомассы: древесных опилок лиственных и хвойных пород и пивной дробины. Биомодифицирование лигноцеллюлозы приводит к деструкции и к снижению содержания лигно-целлюлозной компоненты на 1,7÷23 % и лигнина на 2,2÷23% по сравнению с контрольным образцом (древесные опилки без обработки биомассой) за 4-7 суток. Представлены наиболее высокие результаты биодеструкции лигноцеллюлозы опытными образцами с иммобилизованной биомассой бактерий Pseudonocardia carboxydivorans и мицелиальных грибов Beauveria bassiana. В результате анализа свойств штаммов-продуцентов, входящих в состав опытных образцов биопрепаратов, в качестве средств защиты растений от вредителей проведена с расчетом биологической эффективности. Показано, что нематоцидная активность биопрепаратов в отношении к ЗКН проявляется в ряду убывания БП1 (Arthrobotrys oligospora F-1142) ≥ БП2 (A. oligospora F-1142+ B. thuringiensis B-6335) ≥ БП4 (A. oligospora F-1142+ Beauveria bassiana F-1357) ≥ БП3 (A. oligospora F-1142+ P. carboxydivorans АС-2046). Обработка была проведена внесением (по 100 мл с титром не менее 103-4 КОЕ/мл) в повторности вариантов опыта начатого в 2020 году (отчет 1-го этапа) исследованием фитосанитарного состояния почвы в емкостях с заражением ЗКН растений 4-х сортов картофеля на стадии вегетации. По результатам оценки агрохимических показателей при выращивании 4-х различных сортов картофеля в вариантах Контроль – БП№1 – БП№2 – БП№3 – БП№4 отмечено изменение в вариантах с биопрепаратами при принятии показателей контрольного варианта за 100%: Показатели подвижного фосфора (ГОСТ 54650-2011, мг/кг): Для сорта картофеля Снегирь – Увеличение:13 -112% Для сорта картофеля Чародей – Увеличение: 57 - 97 % Для сорта картофеля Церата – Увеличение:0-45 % Для сорта картофеля Зырянец - Увеличение: 24-42% Показатели подвижного калия (ГОСТ 54650-2011, мг/кг): Для сорта картофеля Снегирь – Увеличение: 32 -141% Для сорта картофеля Чародей – Потребление: 25 -3% Для сорта картофеля Церата – Увеличение: 0 -113% Для сорта картофеля Зырянец - Увеличение: 0 - 34% Показатели зольности (ГОСТ 11306-83, %): Для сорта картофеля Снегирь – Потребление: 29-12% Для сорта картофеля Чародей – Потребление: 42-16% Для сорта картофеля Церата – Потребление: 40-34% Для сорта картофеля Зырянец - Потребление: 51-10% Показатели рН (Контроль и биопрепараты БП1-БП4; ГОСТ 26483-85): Для сорта картофеля Снегирь – рН =6,49 ÷ 6,38 Для сорта картофеля Чародей – рН =6,68÷6,24 Для сорта картофеля Церата – рН = 6.56 ÷ 6.31 Для сорта картофеля Зырянец – рН= 6,77 ÷ 6.46 Проведена оценка ростостимулирующей активности различных биопрепаратов. В результате исследований отмечено, что обработка семян биопрепаратами способствует ростостимулированию различных культур растений. При концентрации (1,8-2,5)х106 для бактериальных биопрепаратов после разведения в 100 раз, где исходная концентрация составляла 108-109, более высокими показателями энергии роста и всхожести отмечены варианты с БП1 и БП2, которые включали соответственно биомассу бактерий Bacillus thuringiensis (B-3380) и Pseudomonas stutzeri (B-7959). Анализ агрохимических показателей при выращивании 3-х различных сортов картофеля в полевом опыте 2020 года (отчет 1-го этапа) показал изменение в вариантах с биопрепаратами. Отмечено, что внесение биопрепаратов при выращивании сортов картофеля Снегирь и Церата происходит повышение агрохимических показателей, что способствует повышению плодородия почвы и снижению содержания вредителя-проволочника в почве (отчет 1-го этапа). Так, если показатели контроля - 100%, то: Показатели подвижного фосфора (ГОСТ 54650-2011, мг/кг): Для сорта картофеля Снегирь – Увеличение: 75-32% Для сорта картофеля Чародей – Увеличение: 30-38% Для сорта картофеля Церата – Увеличение: 34-58% Показатели подвижного калия (ГОСТ 54650-2011, мг/кг): Для сорта картофеля Снегирь – Увеличение: 109-118% Для сорта картофеля Чародей – Потребление: 25 -3% Для сорта картофеля Церата – Увеличение: 14-74% Показатели органическое вещество (ГОСТ 26213-91, %): Для сорта картофеля Снегирь – Увеличение: 27-69% Для сорта картофеля Чародей – Потребление: 0-8% Для сорта картофеля Церата – Увеличение: 0-19% Показатели рН от Контроля и биопрепаратов БП1;БП2; ГОСТ 26483-85): Для сорта картофеля Снегирь – рН =4.42 ÷ 5.52 Для сорта картофеля Чародей – рН =4.92÷5.08 Для сорта картофеля Церата – рН = 4.32 ÷ 4.84 В результате НИОКР показана перспективность применения биопрепаратов на основе бактерий и грибов в нативной или иммобилизованной на носителе форме для применения в качестве средств защиты растений (картофеля) от различных почвообитающих фитофагов (фитогельминтов-ЗКН и личинок насекомых-проволочника).