vuzbiochemiИзвестия вузов. Прикладная химия и биотехнологияProceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology2227-29252500-1558ИРНИТУ10.21285/2227-2925-2023-13-1-107-114vuzbiochemi-964Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯPHYSICOCHEMICAL BIOLOGYПерспективы применения модифицированного биофунгицида на основе Trichoderma viride для оздоровления почвProspects of a modified biofungicide based on Trichoderma viride for soil health improvementhttps://orcid.org/0000-0001-8316-5780КирилловаН. И.KirillovaN. I.

Кириллова Надежда Игоревна - младший научный сотрудник.

420059, Казань, ул. Оренбургский тракт, 20А

Nadezhda I. Kirillova - Junior Researcher, Scientific Institution Tatar Scientific Research Institute of Agricultural Chemistry and Soil Science -Subdivision of the Federal State Budgetary Institution of Science «Kazan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences».

20A, Orenburg trakt St., 420059, Kazan

Nadyakirillova13@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-1575-8493ДегтяреваИ. А.DegtyarevaI. A.

Дегтярева Ирина Александровна - доктор биологических наук, доцент, главный научный сотрудник.

420059, Казань, ул. Оренбургский тракт, 20А

Irina A. Degtyareva - Dr. Sci. (Biology), Associate Professor, Chief Researcher, Scientific Institution Tatar Scientific Research Institute of Agricultural Chemistry and Soil Science -Subdivision of the Federal State Budgetary Institution of Science «Kazan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences».

20A, Orenburg trakt St., 420059, Kazan

peace-1963@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9068-3014ПрищепенкоЕ. А.PrishchepenkoE. A.

Прищепенко Елена Александровна - кандидат сельскохозяйственных наук, руководитель.

420059, Казань, ул. Оренбургский тракт, 20А

Elena A. Prishchepenko - Cand. Sci. (Agriculture), Director, Scientific Institution Tatar Scientific Research Institute of Agricultural Chemistry and Soil Science -Subdivision of the Federal State Budgetary Institution of Science «Kazan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences».

20A, Orenburg trakt St., 420059, Kazan

pea77@list.ruТатарский научно-исследовательский институт агрохимии и почвоведения - обособленное структурное подразделение Федерального исследовательского центра «Казанский научный центр Российской академии наук»РоссияScientific Institution Tatar Scientific Research Institute of Agricultural Chemistry and Soil Science - Subdivision of the Federal State Budgetary Institution of Science «Kazan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences»Russian Federation202305042023131107114Copyright © Кириллова Н.И., Дегтярева И.А., Прищепенко Е.А., 20232023Кириллова Н.И., Дегтярева И.А., Прищепенко Е.А.Kirillova N.I., Degtyareva I.A., Prishchepenko E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vuzbiochemi.elpub.ru/jour/article/view/964

Препарат Триходермин на основе Trichoderma viride предназначен для обработки семян зерновых, овощных, плодово-ягодных культур и для внесения в почву. Новое направление в исследованиях связано с применением природных минералов - цеолита (0,2 и 0,04 мм), диатомита, глауконита и сапропеля. В лабораторных экспериментах установлено, что природные минералы не угнетают развитие T. viride. Только глауконит и диатомит, стимулируя ее рост, приводят к быстрому спороношению. Цеолит в обеих фракциях (0,20 и 0,04 мм) оказывает пролонгирующее действие на рост T. viride. Сапропель удлиняет срок развития микромицета в меньшей степени, чем цеолит в обеих фракциях. Исследования продолжены в полевом опыте, где после внесения биопрепарата Триходермин проведена оценка микромицетного состава серой лесной почвы Лаишевского муниципального района Республики Татарстан. Биофунгицид на основе микромицета T. viride (доза 3 кг/га) внесен в почву совместно с вышеперечисленными природными минералами (доза внесения каждого 0,5 т/га). Отбор проб почвы для количественной и качественной характеристики микромицетного сообщества проведен в фазы всхожести и кущения озимой пшеницы сорта Султан. Установлено, что применение препарата Триходермин способствует значительному увеличению в почве представителей рода Trichoderma. Отмечено преобладание этого рода (74-100%) по сравнению с остальными микроскопическими грибами (рр. Aspergillus, Mucor, Fusarium). Выявлена ингибирующая активность Trichoderma в отношении патогенных грибов. Фитопатогенные грибы рода Fusarium отсутствуют только в вариантах с добавлением цеолита (0,04 мм) и диатомита. Применение диатомита и цеолита совместно с препаратом Триходермин является перспективным приемом для улучшения фитосанитарного состояния почв сельскохозяйственного назначения.

Trichodermin biopreparations isolated from Trichoderma viride are widely used for treating seed, vegetable, fruit and berry crops, as well as for soil application. A promising research direction consists in the simultaneous use of Trichodermin biopreparations and natural minerals, such as zeolite (0.2 and 0.04 mm), diatomite, glauconite and sapropel. Our laboratory experiments showed that these minerals do not inhibit the development of T. viride. While promoting T. viride growth, glauconite and diatomite application lead to its rapid sporulation. Zeolite in both fractions (0.20 and 0.04 mm) has a long-acting effect on T. viride growth. Sapropel prolongs the period of micromycete development to a lesser extent than zeolite in both fractions does. The studies were continued in a field experiment, where the micromycete composition of gray forest soils of Laishevsky district of the Republic of Tatarstan was evaluated after the application of a Trichodermin biopreparation. A biofungicide based on T. viride (at a dose of 3 kg/ha) was introduced into the soil together with the above natural minerals (at a dose of 0.5 t/ha each). Soil sampling for a quantitative and qualitative analysis of the micromycete community was carried out in the phases of germination and tillering of winter wheat (Sultan variety). Trichodermin contributed to a significant increase in the amount of T. viride in the soil. This genus was the dominant (74-100%) among other microscopic fungi present in the soil (p. Aspergillus, Mucor, Fusarium). T. viride was found to exhibit inhibitory activity against pathogenic fungi. Phytopathogenic fungi of the Fusarium genus were absent only in variants with the addition of zeolite (0.04 mm) and diatomite. The use of diatomite and zeolite together with Trichodermin preparations is a promising technique for improving the phytosanitary state of agricultural soils.

Trichoderma virideбиофунгициддиатомитглауконитсапропельцеолитпочвамикромицетыTrichoderma viridebiofungicidediatomiteglauconitesapropelzeolitesoilmicromycetesРабота выполнена в рамках государственного задания № FMEG-2021-0003, регистрационный номер 121021600147-1.The work is carried out within the framework of the state task no. FMEG-2021-0003, registration number 121021600147-1.ReferencesНовикова И.И. Биологическое обоснование создания и применения полифункциональных биопрепаратов на основе микробов-антагонистов для фитосанитарной оптимизации агроэкосистем // Вестник защиты растений. 2017. N 3. С. 16-23.Novikova I.I. Biological substantiation of the use and polyfunctional biological products based on antagonist microbes for a phytosanitary effective agroecosystem. Vestnik zashchity rastenii. 2017;(3):16-23. (In Russian).Strakowska J., Blaszczyk L., Chelkowski J. The significance of cellulolytic enzymes produced by Trichoderma in opportunistic lifestyle of this fungus // Journal of Basic Microbiology. 2014. Vol. 54, no. S1. Р. S2-S13. https://doi.org/10.1002/jobm.201300821.Strakowska J., Blaszczyk L., Chelkowski J. The significance of cellulolytic enzymes produced by Trichoder-ma in opportunistic lifestyle of this fungus. Journal of Basic Microbiology. 2014;54(S1):S2-S13. https://doi.org/10.1002/jobm.201300821.Mendoza-Mendoza A., Clouston A., Li J.H., Nieto-Jacobo M.F., Cummings N., Steyaert J., et al. Isolation and mass production of Trichoderma // Microbial-based biopesticides. New York: Humana Press, 2016. P. 13-20. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-6367-6_2.Mendoza-Mendoza A., Clouston A., Li J.H., Nieto-Jacobo M.F., Cummings N., Steyaert J., et al. Isolation and mass production of Trichoderma. In: Microbial-based biopesticides. New York: Humana Press; 2016, p. 13-20. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-6367-6_2.Rahnama K. Mass production of Trichoderma spp. and application // International Research Journal of Applied and Basic Sciences. 2012. Vol. 3, no. 2. Р. 292-298.Rahnama K. Mass production of Trichoderma spp. and application. International Research Journal of Applied and Basic Sciences. 2012;3(2):292-298.Al-Ani L.K.T., Singh H.B., Keswani C., Reddy M.S., Sansinenea E., Garda-Estrada C. Bioactive secondary metabolites of Trichoderma spp. for efficient management of phytopathogens // Secondary metabolites of plant growth promoting rhizomicroorganisms. Singapore: Springer, 2019. P. 125-143. https://doi.org/10.1007/978-981-13-5862-3_7.Al-Ani L.K.T., Singh H.B., Keswani C., Reddy M.S., Sansinenea E., Garda-Estrada C. Bioactive secondary metabolites of Trichoderma spp. for efficient management of phytopathogens. In: Secondary metabolites of plant growth promoting rhizomicroorganisms. Singapore: Springer; 2019, p. 125-143. https://doi.org/10.1007/978-981-13-5862-3_7.Штерншис М.В., Джалилов Ф.С.-У., Андреева И.В., Томилова О.Г. Биологическая защита растений. М.: КолосС, 2004. 264 с.Shternshis M.V., Dzhalilov F.S.-U., Andreeva I.V., Tomilova O.G. Biological plant protection. Moscow: KolosS; 2004. 264 p. (In Russian).Потехина Р.М. Морфологические изменения полевых изолятов рода Trichoderma после применения гербицидов // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. 2021. Т. 246. N 2. C. 166-171. https://doi.org/10.31588/2413-4201-1883-246-2-166-171.Potekhina R.M. Morphological changes of field isolates of the genus Trichoderma to herbicides. Uchenye zapiski Kazanskoi gosudarstvennoi akademii veterinarnoi meditsiny im. N.E. Baumana. 2021;246(2):166-171. (In Russian). https://doi.org/10.31588/2413-4201-1883-246-2-166-171.Mohsenzadeh F., Shahrokhi F. Biological removing of cadmium from contaminated media by fungal biomass of Trichoderma species // Journal of Environmental Health Science and Engineering. 2014. Vol. 12, no. 1. P. 102. https://doi.org/10.1186/2052-336X-12-102.Mohsenzadeh F., Shahrokhi F. Biological removing of cadmium from contaminated media by fungal biomass of Trichoderma species. Journal of Environmental Health Science and Engineering. 2014;12(1):102. https://doi.org/10.1186/2052-336X-12-102.Vicente I., Baroncelli R., Hermosa R., Monte E., Vannacci G., Sarrocco S. Role and genetic basis of specialised secondary metabolites in Trichoderma ecophysiology // Fungal Biology Reviews. 2022. Vol. 39. P. 83-99. https://doi.org/10.1016/j.fbr.2021.12.004.Vicente I., Baroncelli R., Hermosa R., Monte E., Vannacci G., Sarrocco S. Role and genetic basis of specialised secondary metabolites in Trichoderma ecophysiology. Fungal Biology Reviews. 2022;39:83-99. https://doi.org/10.1016/j.fbr.2021.12.004.Голованова Т.И., Гаевский Н.А., Валиуллина А.Ф., Литовка Ю.А. Влияние спор Trichoderma asperellum и метаболитов Fusarium sporotrichioides на ростовые процессы и фотосинтетический аппарат пшеницы // Микология и фитопатология. 2020. Т. 54. N 2. С. 134-142. https://doi.org/10.31857/S0026364820020038.Golovanova T.I., Gaevsky N.A., Valiulina A.F., Litovka Yu.A. The influence of Trichoderma asperellum spores and metabolites of Fusarium sporotrichioides on wheat growth processes and photosynthetic apparatus. Mikologiya i fitopatologiya = Mycology and Phytopathology. 2020;54(2):134-142. (In Russian). https://doi.org/10.31857/S0026364820020038.Сейкетов Г.Ш. Грибы рода Trichoderma и их использование в практике. Алма-Ата: Наука, 1982. 248 с.Seiketov G.Sh. Mushrooms of the genus Trich-oderma and their use in practice. Alma-Ata: Nauka; 1982. 248 p. (In Russian).Keswani C., Singh H.B., Hermosa R., Garda-Estrada C., Caradus J., He Y.H., et al. Antimicrobial secondary metabolites from agriculturally important fungi as next biocontrol agents // Applied Microbiology and Biotechnology. 2019. Vol. 103. P. 9287-9303. https://doi.org/10.1007/s00253-019-10209-2.Keswani C., Singh H.B., Hermosa R., Garcia-Estrada C., Caradus J., He Y.H., et al. Antimicrobial secondary metabolites from agriculturally important fungi as next biocontrol agents. Applied Microbiology and Biotechnology. 2019;103:9287-9303. https://doi.org/10.1007/s00253-019-10209-2.Зуев П. Как получать и хранить Триходермин // Микология и фитопатология. 1971. Т. 5. N 6. С. 44.Zuev P. How to get and store Trichodermin. Mikologiya i fitopatologiya = Mycology and Phytopathology. 1971;5(6):44. (In Russian).Ямалиева А.М., Апаева Н.Н. Применение биопрепаратов при возделывании яровой пшеницы // Вестник Марийского государственного университета. Серия: Сельскохозяйственные науки. Экономические науки. 2019. Т. 5. N 4. С. 432-439. https://doi.org/10.30914/2411-9687-2019-5-4-432-439.Yamalieva A.M., Apaeva N.N. Application of biological preparations in the cultivation of spring wheat. Vestnik Mariiskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Sel'skokhozyaistvennye nauki. Ekonomicheskie nauki = Vestnik of Mari State University. Chapter: Agriculture. Economics. 2019;5(4):432-439. https://doi.org/10.30914/2411-9687-2019-5-4-432-439. (In Russian).Яппаров А.Х., Алиев Ш.А., Яппаров И.А., Дегтярева И.А., Ежкова А.М., Ежков В.О. [и др.]. Научное обоснование получения наноструктурных и нанокомпозитных материалов и технологии их использования в сельском хозяйстве: монография. Казань: Центр инновационных технологий, 2014. 304 с.Yapparov A.Kh., Aliev Sh.A., Yapparov I.A., Degtyareva I.A., Ezhkova A.M., Ezhkov V.O., et al. Scientific substantiation of obtaining nanostructured and nanocomposite materials and technology of their use in agriculture: monograph. Kazan': Tsentr innovatsionnykh tekhnologii; 2014. 304 p. (In Russian).Кириллова Н.И., Прищепенко Е.А., Дегтярева И.А., Кошпаева Т.В., Новичков В.Л. Разработка метода хранения биопрепарата Триходермин // Агрохимический вестник. 2022. N 3. С. 60-64. https://doi.org/10.24412/1029-2551-2022-3-011.Kirillova N.I., Prishchepenko E.A., Degtyareva I.A., Koshpaeva T.V., Novichkov V.L. Development of a storage method for the biological product Trichodermin. Agrokhimicheskii vestnik = Agrochemical Herald. 2022;(3):60-64. https://doi.org/10.24412/1029-2551-2022-3-011. (In Russian).Горшков В.Ю. Бактериозы растений: молекулярные основы формирования растительно-микробных патосистем. Казань: Изд-во Сергея Бузукина, 2017. 301 с.Gorshkov V.Yu. Plant bacterioses: molecular basis for the formation of plant-microbial pathosystems. Kazan': Izd-vo Sergeya Buzukina; 2017. 301 p. (In Russian).Matarese F., Sarrocco S., Gruber S., Seidl-Seiboth V., Vannacci G. Biocontrol of Fusarium head blight: interactions between Trichoderma and mycotoxigenic Fusarium // Microbiology. 2012. Vol. 158. P. 98-106. https://doi.org/10.1099/mic.0.052639-0.Matarese F., Sarrocco S., Gruber S., Seidl-Seiboth V., Vannacci G. Biocontrol of Fusarium head blight: interactions between Trichoderma and mycotoxigenic Fusarium. Microbiology. 2012;158:98-106. https://doi.org/10.1099/mic.0.052639-0.Khan R.A.A., Najeeb S., Hussain S., Xie B., Li Y. Bioactive secondary metabolites from Trichoderma spp. against Phytopathogenic Fungi // Microorganisms. 2020. Vol. 8, no. 6. P. 817. https://doi.org/10.3390/microorganisms8060817.Khan R.A.A., Najeeb S., Hussain S., Xie B., Li Y. Bioactive secondary metabolites from Trichoderma spp. against Phytopathogenic Fungi. Microorganisms. 2020;8(6):817. https://doi.org/10.3390/microorganisms8060817.Колесников Л.Е., Попова Э.В., Новикова И.И., Прияткин Н.С., Архипов М.В., Колесникова Ю.Р. [и др.]. Совместное использование штаммов микроорганизмов и хитозановых комплексов для повышения урожайности пшеницы (Triticum aestivum L.) // Сельскохозяйственная биология. 2019. Т. 54. N 5. С. 1024-1040. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2019.5.1024rus.Kolesnikov L.E., Popova E.V., Novikova I.I., Priyatkin N.S., Arkhipov M.V., Kolesnikova Yu.R., et al. Joint use of strains of microorganisms and chitosan complexes to increase the yield of wheat (Triticum aestivum L.). Sel'skokhozyaistvennaya biologiya. 2019;54(5):1024-1040. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2019.5.1024rus. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.