ПОЛУЧЕНИЕ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ БИОПРЕПАРАТА НА ОСНОВЕ ГРИБА Metarhizium anisopliae

АННОТАЦИЯ

В статье представлены результаты исследований, направленных на получение и практическое применение биопрепарата на основе энтомопатогенного гриба Metarhizium anisopliae. Проведён скрининг природных изолятов, выделенных из колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata Say.) и гусениц пчелиной огнёвки (Galleria mellonella), изучены их морфокультуральные, физиолого-биохимические и инсектицидные свойства. Установлено, что отобранные штаммы проявляют высокую вирулентность в отношении насекомых-вредителей и одновременно стимулируют рост овощных культур. Разработан суспензионный биопрепарат «Meta_Uz», применение которого в тепличных условиях обеспечило повышение урожайности огурцов, томатов и болгарского перца на 21,2–22,6%. Полученные результаты подтверждают перспективность использования M. anisopliae как экологически безопасного средства биологической защиты растений.

ABSTRACT

The article presents the results of studies aimed at obtaining and practical application of a biopreparation based on the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae. Natural isolates obtained from the Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata Say.) and wax moth larvae (Galleria mellonella) were screened. Their morphocultural, physiological, biochemical and insecticidal properties were studied. The selected strains demonstrated high virulence against insect pests and growth-stimulating activity for vegetable crops. A suspension biopreparation “Meta_Uz” was developed, the application of which under greenhouse conditions increased the yield of cucumbers, tomatoes and sweet peppers by 21.2–22.6%. The results confirm the prospects of using M. anisopliae as an environmentally safe biological control agent.

Ключевые слова: Metarhizium anisopliae, биопрепарат, энтомопатогенные грибы, биоконтроль, колорадский жук, урожайность.

Keywords: Metarhizium anisopliae, biopreparation, entomopathogenic fungi, biological control, Colorado potato beetle, yield.

Введение. Современное сельскохозяйственное производство функционирует в условиях возрастающей антропогенной нагрузки на агроэкосистемы, что требует пересмотра подходов к защите растений и повышению их продуктивности. Интенсивное применение химических средств защиты растений, несмотря на их оперативную эффективность, сопровождается накоплением остаточных токсичных соединений в почве и растительной продукции, нарушением структуры почвенной микробиоты и формированием устойчивых популяций насекомых-вредителей [1]. Указанные факторы обуславливают необходимость разработки альтернативных, экологически ориентированных технологий, основанных на использовании биологических агентов.

Одним из перспективных направлений биотехнологии является применение энтомопатогенных микроорганизмов, способных естественным образом регулировать численность фитофагов в агроценозах. Энтомопатогенные грибы занимают особое место среди таких агентов благодаря широкому спектру хозяев, высокой адаптационной способности и возможности массового культивирования в лабораторных и производственных условиях. Представители рода Metarhizium являются типичными обитателями почвенных экосистем и способны длительное время сохранять жизнеспособность в окружающей среде, что повышает их практическую ценность [2].

Гриб Metarhizium anisopliae характеризуется комплексным механизмом инсектицидного действия, включающим адгезию к кутикуле насекомого, прорастание конидий, ферментативное разрушение защитных покровов и последующую интоксикацию организма хозяина. Данный вид активно используется в мировой практике биологической защиты растений, однако эффективность его применения в значительной степени зависит от биологических свойств конкретных штаммов, условий культивирования и способов внесения в агроэкосистему. В связи с этим актуальной задачей остаётся поиск высокоактивных природных изолятов и разработка оптимальных форм биопрепаратов на их основе.

Особую актуальность проблема биологического контроля приобретает в отношении колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata Say.), который является одним из наиболее опасных вредителей овощных культур. Высокая плодовитость, способность быстро формировать устойчивость к химическим инсектицидам и широкий ареал распространения делают данного фитофага серьёзной угрозой для устойчивого овощеводства. В условиях Узбекистана ущерб, наносимый колорадским жуком, особенно значителен в тепличных хозяйствах и при интенсивном возделывании овощных культур.

Наряду с инсектицидной активностью, современные исследования указывают на способность отдельных штаммов M. anisopliae оказывать положительное влияние на рост и развитие растений. Предполагается, что данный эффект связан с синтезом ферментов, регуляторных метаболитов и взаимодействием гриба с ризосферной микробиотой. Таким образом, использование энтомопатогенных грибов может рассматриваться не только как средство биологической защиты, но и как элемент технологий повышения урожайности сельскохозяйственных культур [3].

В этой связи разработка биопрепаратов на основе Metarhizium anisopliae, сочетающих инсектицидные и ростостимулирующие свойства, представляет значительный научный и практический интерес. Настоящая работа направлена на отбор перспективных штаммов гриба, оценку их биологической активности и обоснование возможности практического применения разработанного биопрепарата в условиях защищённого грунта.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования служили природные изоляты энтомопатогенного гриба Metarhizium anisopliae, выделенные из тел насекомых-вредителей — колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata Say.) и гусениц пчелиной огнёвки (Galleria mellonella). Всего было получено 151 изолят [4].

Скрининг штаммов проводили по следующим показателям: скорость роста мицелия и спорообразование, ферментативная активность (протеазы, липазы, хитиназы), антагонистическая активность в отношении Fusarium oxysporum и Fusarium solani, инсектицидная активность против колорадского жука, ростостимулирующее действие на овощные культуры.

Культивирование осуществляли на жидких и твёрдых питательных средах при температуре 28–30 °C и pH 7,0–7,2. Биологическую эффективность оценивали в лабораторных и тепличных условиях [5].

В результате скрининга были отобраны 10 наиболее активных штаммов M. anisopliae, характеризующихся высокой вирулентностью по отношению к колорадскому жуку и выраженной ферментативной активностью. Установлено, что штаммы BST-10, FRT-13 и HRT-18 обладают комплексом ценных биологических свойств, включая синтез протеаз, липаз и хитиназ, что обеспечивает их инсектицидное и противогрибковое действие.

Эксперименты показали, что обработка семян и растений микробной суспензией на основе M. anisopliae способствует улучшению роста корневой системы и надземной части овощных культур. Наибольший эффект был достигнут при использовании смеси шести штаммов в равных соотношениях [6].

В тепличных условиях применение биопрепарата «Meta_Uz» в дозе 5 л/га обеспечило увеличение урожайности огурцов, томатов и болгарского перца на 21,2–22,6% по сравнению с контрольным вариантом, что подтверждает его высокую практическую ценность.

Заключение

Проведённые исследования показали, что природные изоляты Metarhizium anisopliae обладают значительным биоресурсным потенциалом. Отобранные штаммы проявляют высокую инсектицидную активность против колорадского жука и одновременно стимулируют рост овощных культур. Разработанный биопрепарат «Meta Uz» может быть рекомендован для использования в системе экологически безопасного земледелия и биологической защиты растений.

Список литературы:

1. Seifbarghi S. et al. Role of oxalic acid in fungal pathogenicity. Plant Pathology. 2017.
2. Heller A., Witt-Geiges T. Oxalic acid and calcium oxalate in plant–fungus interactions. Fungal Biology Reviews. 2013.
3. Мирзаева Д.А., Азимов Ш.Ш., Хужамшукуров Н.А. Подбор питательной среды для культивирования гриба Metarhizium anisopliae. Вестник НУУз. 2023.
4. Indriyanti D.R., Bintari S.H., Setiati N., Alfiyan J.M.Z. Плотность и жизнеспособность конидий Metarhizium anisopliae на различных питательных средах // Bioscientific: Journal of Biology & Biology Education. – 2021. – Т. 13, № 2. – С. 237–242.
5. Турабекова Д., Хужамшукуров Н., Разикова М. Изучение морфокультуральных особенностей Metarhizium anisopliae в различных питательных средах // Инновации в технологиях и образовании. – Белова, 2023. – № 7. – С. 26–28.
6. Anitha J., Krutmuang P., Rajula J. Массовое производство и потенциал Metarhizium anisopliae на различных субстратах // В кн.: Recent Advances in Microbial Biotechnology.