Научные стремления 2011-1

масса проростка – 115%, при обработке эмистимом С длина корня – 112%, длина проростка – 112%, масса корня 105%, масса проростка 117%.

Таким образом, лабораторные исследования показали, что предпосевная электромагнитная обработка значительно лучше стимулирует ростовые процессы (всхожесть, энергию прорастания, морфометрические показатели) как у Melissa officinalis, так и у Althaea officinalis, чем данная концентрация эмистима С. Поэтому дальнейшие исследования были продолжены с использованием предпосевной электромагнитной обработки (ЭМИ2).

Литературные источники

1.Алексейчук, Г.Н. Физиологическое качество семян сельскохозяйственных культур и методы его оценки / Г.Н. Алексейчук, Н. А. Ламан – Минск: Право и экономика,

2005. – 46с.

2.Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений/ Н.Н. Третьяков, Е.М. Кошкин, Н.М. Макрушин и др.; под ред. Н.Н. Третьякова. - М.: Колос, 2000 - 640с.: ил.

3.Karpovich, V.A., Rodionova, V.N., Slepyan, G.Ya. Application of microwave energy in modern biotechnologies / V.A. Karpovich, V.N. Rodionova, G.Ya. Slepyan.// The Fourth

International Kharkov Symposium ―Physics and engineering of millimeter and sub-millimeter waves‖: Symposium Proceedings/ National Academy of Sciences of Ukraine. – Kharkov, 2001. – P.909 – 910.

4.Деева, В.П. Регуляторы роста растений и эффективность их применения /В.П.Деева. – Минск: Белорусская наука, 2008. – 132с.

N.V. Pushkina 1, Z.E. Mazets 2, V.A. Karpovich 1 Н.V. Spiridovich 3

INFLUENCES OF PRESEEDING PHYSICAL AND CHEMICAL PROCESSING ON GROWTH AND DEVELOPMENT MELISSA OFFICINALIS (L.) AND ALTHAEA

OFFICINALIS (L.).

1Institute of nuclear problems BSU

2Belarus state pedagogical university named after M.Tanka 3The central botanical garden of national academy of Sciences

Summary

In article are considered feature of influence of preseeding physical and chemical processing on germination and energy of germination. Also it is studied influence of various processings on length of roots and weight of sprouts at early stages of development of MELISSA OFFICINALIS (L.) and ALTHAEA OFFICINALIS (L.).

232

УДК 579.64

И.Э. Рубель, И.Н. Ананьева, Н.В. Евсегнеева, Э.И. Коломиец

ИССЛЕДОВАНИЯ ПО СОВМЕСТНОМУ КУЛЬТИВИРОВАНИЮ ШТАММОВ BACILLUS THURINGIENSIS 2 И BACILLUS SUBTILIS 245

КАК ОСНОВЫ КОМПЛЕКСНОГО БИОПРЕПАРАТА

Институт микробиологии НАН Беларуси, Минск

Одно из наиболее перспективных направлений в области защиты растений – это создание биопрепаратов, полученных на основе микроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности. Основными их преимуществами по сравнению со средствами защиты растений, выпускаемыми химической промышленностью, являются высокая избирательность действия по отношению к целевому организму, отсутствие эффекта накопления в растительных тканях, способность к полной и быстрой деструкции в природных условиях, отсутствие загрязняющих остатков, а также пролонгированность действия за счѐт активного размножения клеток микроорганизмов и колонизации ими экониш, в которые они были внесены.

Следует отметить, что сегодня считаются перспективными биопрепараты на основе не одного штамма-антагониста, а консорциума штаммовантагонистов. В качестве примера таких биопрепаратов можно назвать Бизар (пат. № 2130265 RU), Гаупсин (пат. № 73682 UA), Экстрасол [2].

Вместе с тем, масштабы и уровень использования биологического метода защиты растений значительно отстают от химического метода, что объясняется сложностью разработки первого. Научные исследования по биологической защите растений не охватывают всех проблем, а разработанные биопрепараты имеют относительно узкий спектр действия [1].

В Республике Беларусь в настоящее время не запатентован ни один комплексный биопрепарат, который бы обеспечивал защиту сельскохозяйственных культур, как от насекомых-вредителей, так и от грибных и бактериальных заболеваний. В связи с этим создание отечественного биопрепарата такого типа очень актуально.

За основу разрабатываемого биопрепарата, предназначенного для защиты картофеля и овощных культур от вредителей, а также бактериальных и грибных заболеваний, были взяты два бактериальных штамма, выделенные из природных источников: B. thuringiensis 2 и B. subtilis 245. Штамм B. subtilis 245

был отобран из совокупности изолятов, для которых при помощи точечных тестов было показано наличие антагонистической активности против фитопатогенов. Данный штамм подавлял рост Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Phytophtora infestans, Colletotrichum coccoides, Rhizoctonia solani, Pectobacterium carotovorum, Xanthomonas campestris. Штамм B. thuringiensis 2

проявлял инсектицидную активность против личинок колорадского жука (Leptinotharsa decemlineata Say.) 2-го возраста и личинок вощинной моли (Galleria mellanella L.) 1-го и 2-го возраста, что было показано в лабораторных опытах. Видовая принадлежность обоих отобранных штаммов была определена по результатам физиолого-биохимических и морфологических тестов.

233

Главной целью при создании биопрепарата было обеспечение комплексности его действия, для чего было решено использовать консорциум этих штаммов. Поэтому первоочередная задача заключалась в подборе оптимальных условий для совместного культивирования B. thuringiensis 2 и B. subtilis 245, при котором оба штамма сохраняли бы свою биологическую активность на высоком уровне.

Нами проведены исследования по совместному культивированию обоих штаммов на среде с ячменной мукой и БВК (кормовыми дрожжами) при температуре 30ºС и скорости перемешивания 250 об/мин в течение 72 ч. Состав среды на 1л: БВК – 25г, ячменная мука либо меласса – 30г, K2HPO4 – 1,5г, (NH4)2SO4 – 1,5г, вода – до 1л. Также в качестве контроля выращивались при тех же условиях чистые культуры B. thuringiensis 2 и B. subtilis 245. Затем культуральная жидкость (КЖ) B. thuringiensis 2 проверялась на наличие инсектицидной активности, а КЖ B. subtilis 245 проверялась на антагонистическую активность методом лунок.

Было обнаружено, что антагонистическая активность B. subtilis 245 сохранялась практически на одинаковом уровне как при совместном культивировании, так и при выращивании в виде чистой культуры. В то же время при совместном культивировании с одновременным засевом инокулюмов штамм B. thuringiensis 2 утрачивает свою инсектицидную активность (по сравнению с контролем) в присутствии штамма B. subtilis 245.

Известно, что вид B. subtilis является продуцентом большого числа антибиотиков, и не исключено, что потеря штаммом B. thuringiensis 2 инсектицидной активности объясняется действием антибиотических веществ. Известно также, что накопление подавляющего большинства типов инсектицидных белков B. thuringiensis и их отложение в клетке в форме параспоральных кристаллов идут параллельно с процессом спорообразования [3]. Поэтому для решения проблемы сохранения инсектицидной активности был проведѐн эксперимент по определению минимального промежутка времени, достаточного для начала процесса спорообразования у клеток культуры штамма B. thuringiensis 2. Начиная с 3-го часа культивирования, стерильно отбирались пробы с интервалом в 1 час и готовились фиксированные мазки, которые затем окрашивались фуксином Циля. Было установлено, что наименьший промежуток времени, через который обнаруживаются первые морфологические признаки споруляции, составляет 6 часов.

Было проведено исследование по изучению совместного культивирования с внесением инокулюма B. subtilis 245 через 6 часов после начала выращивания B. thuringiensis 2. Результаты эксперимента приведены в таблицах 1 и 2.

Как видно из данных таблицы 2, проблему потери инсектицидной активности штаммом B. thuringiensis 2 при совместном культивировании со штаммом B. subtilis 245 удалось решить.

234

Таблица 1 – Антагонистическая активность бактерий B. subtilis 245

Примечание: расчѐт биологической эффективности вѐлся по формуле: X=((A-B)/A)*100, где X – биологическая эффективность, %; А – численность вредного организма до обработки; В – то же после обработки.

Таким образом, при создании комплексных биопрепаратов, основанных на использовании B. thuringiensis и другого вида бактерий, способного оказать негативное влияние на инсектицидную активность первого, можно рекомендовать данный методический приѐм, заключающийся во внесении посевного материала другого штамма-продуцента в культуру B. thuringiensis спустя определенный промежуток времени, достаточный для начала процесса споруляции клеток B. thuringiensis (в данных исследованиях – 6 часов).

Литературные источники

1.Интегрированные системы защиты сельскохозяйственных культур от вредителей, болезней и сорняков. / Под ред. С.В. Сорока. – Мн.: «Белорусская наука», 2005.– 461с.

2.Чеботарь, В.К. Эффективность применения биопрепарата Экстрасол / В.К. Чеботарь, А.А. Завалин, Е.И. Кипрушкина. – М.: Изд-во ВНИИА, - 2007. – С. 190-207.

3. Bacillus thuringiensis and Its Pesticidal Crystal Proteins / E. Schnepf [et al.] // Microbiology and Molecular Biology Reviews. – 1998. – Vol. 62, No. 3. – P. 775-806.

I.E. Rubel, I.N. Ananyeva, N.V. Evsegneeva, E.I. Kolomiets

RESEARCH ON CO-CULTIVATION OF BACILLUS THURINGIENSIS STRAIN 2 AND BACILLUS SUBTILIS STRAIN 245 AS A BASIS OF A COMPLEX

BIOPREPARATION

Institute of Microbiology, National Academy of Sciences, Minsk

235

Summary

Research on development of a complex biopreparation against pests and diseases of potatoes and vegetables on the basis of high-active native strains B. thuringiensis strain 2 and B. subtilis strain 245 was conducted. A method of the co-cultivation of these strains based on the introduction of the inoculum of B. subtilis 245 into the culture of B. thuringiensis 2 after 6 hours of its growth was approved and recommended, and this prevents the decrease of the insecticidal activity of the B. thuringiensis strain 2.

236

УДК 581.142

С.Н. Сазонова 1, Ж.Э. Мазец 1, Е.В.Спиридович 2, В.А. Карпович3

ОСОБЕННОСТИ СЕЛЕКТИВНОГО ОТКЛИКА РАСТЕНИЙ

CALENDULA OFFICINALIS НА НИЗКОЧАСТОТНОЕ МИКРОВОЛНОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

1 Белорусский государственный университет им. Максима Танка, Минск 2 Центральный ботанический сад НАН Беларуси, Минск

3 НИИ «Ядерных проблем БГУ», Минск

Актуальность. В настоящее время остро стоит вопрос о повышении урожайности лекарственных растений и устойчивости их к неблагоприятным факторам среды. Одним из главных факторов, определяющим урожайность культур, является качество посевного материала.

Основная проблема заключается в подготовке к высеву долго хранившихся семян, требующих предварительной обработки для инициирования их «пробуждения» и повышения энергии прорастания.

Установлено, что основной причиной снижения качества семян при хранении считается старение — процесс ухудшения физиологического состояния семян (или детериорация), приводящий к накоплению деструктивных метаболических изменений до тех пор, пока способность к прорастанию не теряется полностью [1].

Поэтому актуальность изучения данной проблемы определяется существующим несоответствием физиологического качества посевного материала требованиям интенсивных технологий возделывания лекарственных культур и состоит в необходимости увеличения адаптивных свойств семян к неблагоприятным условиям.

Повысить качество и полевую всхожесть семян, а также морфометрические параметры растений можно различными способами воздействия на семена. Данные многочисленных исследований свидетельствуют о том, что различные виды воздействия на семена оказывают положительное влияние на активацию ростовых процессов растений. Поэтому в настоящее время в достаточно широко применяются стимулирующие факторы, способствующие повышению энергии прорастания, полевой всхожести семенного материала [2].

При этом одним из многообещающих результатов из проведѐнных в последние годы работ стало то, что положительное влияние на всхожесть, рост, развитие различных культур, а соответственно и на получаемый урожай и его качество оказывает электромагнитная обработка (ЭМИ) посевного материала.

Существует некоторая классификация, позволяющая условно разделить воздействие электромагнитных полей по характеру изменений, вызываемых в биологическом объекте. В первую очередь, это энергетическое воздействие, сопровождающееся ростом температуры и локального давления, а также появлением механических изменений в структуре биологической ткани. Следующий уровень – функциональный, при котором энергия поля не приводит к заметному нагреву, но влияет на энзиматическую активность,

237

конформационную динамику белков, возникновение в биологических структурах электрически или магнитоиндуцированных сил и вращающих моментов, инициирующих внутриклеточные процессы. Наконец, самый неопределенный уровень воздействия – информационный, когда внешний поток энергии электромагнитного поля может вызвать изменение алгоритма процессов жизнедеятельности. В этом случае действие поля накладывается на эндогенные ритмы растительных объектов, что, в зависимости от условий и характера воздействия, может привести как к стимуляции их роста, так и к его угнетению. В проведенных нами экспериментах заметный нагрев обрабатываемых семян отсутствовал. В связи с этим мы предполагаем, что наблюдаемые изменения агрономических качеств семян связаны с проявлением функционального уровня воздействия используемого в экспериментах низкочастотного электромагнитного поля.

Исследованиями последних лет однозначно доказано, что облучение в малых дозах вызывает многочисленные структурные перестройки в клетках, сохраняющиеся длительное время после облучения и приводящие к изменению функциональной активности клеток [3].

Целью данной работы является изучение влияния низкоинтенсивного электромагнитного воздействия на всхожесть, энергию прорастания семян, ростовые процессы, скорость прохождения этапов онтогенеза календулы лекарственной (Calendula officinalis).

Для достижения поставленной цели необходимо решить задачи:

оценить всхожесть и энергию прорастания обработанных семян по сравнению с контролем;

выявить влияние предпосевной обработки семян на морфометрические показатели растений.

Материалы и методы. Объектом исследования служила Calendula officinalis сорта «Махровый 2000». Семена были получены из хозяйства Можейково.

Эксперимент проводился в полевых условиях на протяжении двух вегетационных периодов: 2010 и 2011гг. Семена Calendula officinalis подвергались электромагнитной (ЭМИ) обработке в следующих частотных диапазонах: Режим 1 (частота обработки 54–78 ГГц, время обработки 20 минут); Режим 2 (частота обработки 64–66 ГГц, время обработки 12 минут) и Режим 3 (частота обработки 64 –66 ГГц, время обработки 8 минут) в Институте ядерных проблем БГУ. Контролем для них служили необработанные семена. А также использовались семена, собранные с обработанных растений урожая 2010 г., для выявления наличия эффекта последействия ЭМИ.

Исследования проходили в условиях мелкоделяночных опытов в трехкратной биологической повторности на базе ЦБС НАН Беларуси. В ходе опыта оценивалась: всхожесть семян, морфометрические параметры и скорость прохождения этапов онтогенеза.

238

огромное значение, когда речь идет о массовом выращивании лекарственных трав.

На образцах под номерами 9–12 (рисунок 1), которые были собраны с растений опыта и контроля в 2010 г. эффект последействия ЭМИ обработки не выявлен, что говорит о безопасности применения низкочастотного излучения на растения.

Также в полевом опыте были оценены морфометрические параметры ювенильных растений. В результатах сохраняется общая тенденция отмеченная выше. В ходе исследований четко просматриваются отличия в ростовых процессах у растений в условиях 2010 и 2011 гг., что подтверждает высказанное предположении о том, что климатические условия это один из определяющих и корректирующих факторов, который необходимо учитывать при оценке результативности ЭМИ воздействий. Итак, ЭМИ воздействия в различных режимах стимулировали ростовые процессы ювенильных растений Calendula officinalis. Таким образом, ЭМИ обработка позволяет улучшить агрономическое качество семян, дает возможность сократить норму высева и получить прибавку урожая, позволив не только сократить затраты на производство семян, но и значительно увеличить конечную прибыль.

Литературные источники

1.Алексейчук, Г.Н. Физиологическое качество семян сельскохозяйственных культур

иметоды его оценки / Г.Н. Алексейчук, Н.А. Ламан. – Минск: Право и экономика, 2005.

2.Ермолович А.А., Карпович В.А., Новикова О.Т., Барашкова Г.П., Михаленко Е.Г. Предпосевная биофизическая обработка семян овощных культур с целью повышения посевных качеств. // Гавриш, №3, 2004. С. 36-37.

3.Комарова, М.Н. Особенности плазменной и электромагнитной обработки семчн Lupinus angustifolios/ Комарова М.Н., Мазец Ж.Э., Спиридович Е.В., Горбацевич В.И. и др. – Минск: Вести БГПУ, 2009.

S.N. Sazonovа 1, Z.E. Mazets 1, E.V. Spiridovich 2, V.A. Karpovich 3

FEATURES OF SELECTIVE RESPONSE LOW-INTENSITYY MICROWAVE EXPOSURE ON CALENDULA OFFICINALIS PLANTS

1Belarus state pedagogical university named after M. Tank, Minsk 2The central botanical garden of NAS, Minsk

3Institute of nuclear problems BSU, Minsk

Summary

This paper presents the characteristics of selective response of plant calendula varieties Terry in 2000 to a low-frequency electromagnetic effects. Data were obtained from field experiments 2010 – 2011 years. Studied the germination, vigor and morphometric parameters of juvenile calendula plants.

240