Чому не всі триходерми працюють однаково?

Різниця між видами та штамами Trichoderma

Причини різної ефективності препаратів на основі грибів родуTrichoderma полягають у кількох ключових факторах, які охоплюють як біологічні особливості самих штамів (адаптованість до умов навколишнього середовища, здатність до виділення антибіотичних речовин, ферментів і фітогормонів), так і технологічні аспекти їх виробництва та застосування (форма препарату). 

Під загальною назвою Trichoderma ховається ціла група видів: T. harzianum, T. viride, T. reesei, T. koningii тощо. Кожен із них має різні властивості, вимоги до навколишнього середовища та біологічну активність. Але ще важливіше — штамова специфічність. Штам — це не вид, а генетично унікальний варіант всередині виду. Один і той самий вид може включати десятки, сотні штамів, і лише частина з них буде активною проти конкретних патогенів. Наприклад, вид Trichoderma harzianum має близько 300 зареєстрованих штамів.

Наведемо приклади відмінностей:

• Trichoderma harzianum. Цей вид виділяє широкий спектр фунгіцидних і антибіотичних речовин. Його штами продукують хітинази та інші ферменти, що руйнують клітинні стінки патогенів. Trichoderma harzianum добре розвивається за температури 18-30°C (оптимум ~25°C). У формі хламідоспор даний вид стійкий до високих температур.
• Trichoderma viride. Даний вид широко використовується в біопрепаратах, адже здатен виділяти великий спектр антибіотичних і фунгіцидних речовин, зокрема продукує антибіотик віридин. Ефективний вид проти фузаріозу, альтернаріозу, сірої гнилі, оливкової плісняви, вертицильозу та гельмінтоспоріозу. Часто використовується для оздоровлення ґрунту. Оптимальними умовами для розвитку даного виду є температура 20-28°C.
• Trichoderma koningii. Цей вид виявляє антагоністичні властивості та здатність до розкладання органічних речовин. Виділяє вторинні метаболіти (конінгін, пептабол), що пригнічують патогени та добре розщеплюють целюлозу, лігнін, інші складні сполуки. Trichoderma koningii стійка до перепадів температур, є мезофілом, потребує помірної вологості ґрунту. Добре поєднується з іншими мікроорганізмами.
• Trichoderma reesei. Насамперед відомий вид як потужний продуцент целюлаз і геміцелюлаз. Його основне застосування в агрономії полягає в прискоренні розкладання рослинних решток (деструкція стерні).

Чому важлива штамова селекція

Під час вибору агента біотехнологічного процесу одне з найбільших значень має його біологічна активність — прояв найважливіших біологічних функцій у межах свого діапазону толерантності до основних лімітуючих екологічних факторів середовища. Наприклад, здатності до антагонізму щодо фітопатогенних грибів. Біологічну активність вимірюють реакцією на тест-об'єктах. 

Тест-об'єкти — це виділені з рослин, що мають прояви тієї чи іншої хвороби, гриби-фітопатогени, широко представлені у певних географічних зонах, доступні для збору, зручні для культивування в лабораторії.

Як ми вже згадували, один і той самий вид, наприклад, T. harzianum, може мати різні штами, що відрізняються за потенціалом контролювати фітопатогени (адже відрізняються за здатністю синтезувати антибіотичні фунгіцидні речовини), а також за вимогами до умов навколишнього середовища. Це означає, що препарат, який ефективно працює в одній ситуації, може бути неефективним у іншій, якщо в ньому використано «неправильний» штам.

Саме тому критично важливим є лабораторне підтвердження антагоністичних властивостей кожного штаму. Науковці використовують поняття індекс антагонізму та проводять дослідження зустрічного росту культур на поживних середовищах. Це дозволяє оцінити, наскільки ефективно Trichoderma пригнічує ріст конкретного патогена. Без таких підтверджень будь-який препарат залишається «котом у мішку».

Саме тому науковці у лабораторії біотехнологічної компанії BTU постійно проводять дослідження властивостей видів і штамів грибів роду Trichoderma, що використовуються під час виробництва біопрепаратів компанії. 

Наприклад, за дослідження ефективності грибів роду Trichoderma проти фітопатогенного гриба Alternaria alternata, що є збудником пліснявіння насіння та чорного зародку на насінні зернових культур, найвищу ефективність серед досліджуваних видів мав штам виду Trichoderma viride (lignorum) 44/13 ЛМ (IMB F-100071). Даний штам не тільки мав здатність виділяти антибіотичні речовини, що пригнічували ріст міцелію фітопатогена, високу швидкість росту яка дозволила швидше колонізувати середовище, а й проявив властивості мікопаразитизму, почав живитися міцелієм гриба Alternaria alternata. Trichoderma harzianum, штам 11/16 ТМ (IMB F-100097), мав кращу швидкість росту порівняно з грибом-фітопатогеном Alternaria alternata та незначно пригнічував його ріст, проте даний вид не мав здатності до мікопаразитизму.

Trichoderma koningi, штам1220-КЛ (IMB F-100156), теж мав вищу швидкість росту, ніж у фітопатогена, що дозволило зайняти більшу площу поживного середовища, проте за результатами дослідження даний мікроорганізм не є антагоністом або мікопаразитом гриба Alternaria alternata. Тому штам Trichoderma koningi 1220-КЛ (IMB F-100156) для захисту від гриба Alternaria alternata застосовувати недоцільно.

За результатами проведених досліджень антагоністичної дії всі досліджувані штами різних видів Trichoderma пригнічували тест-культури фітопатогенних грибів, гальмуючи їхній ріст. Проте характер взаємодії між видами та в підсумку індекс антагонізму різних штамів грибів роду Trichoderma відрізнявся. Найвищий індекс антагонізму в результаті серії досліджень серед досліджуваних видів і штамів мав Trichoderma viride (lignorum) 44/13 ЛМ (IMB F-100071).

Як бути з аборигенною триходермою в ґрунті

Деякі аграрії можуть сподіватися на аборигенну триходерму в ґрунті. Аборигенна Trichoderma, безумовно, має біоконтрольний потенціал і є важливою частиною ґрунтового мікробіому. Природні популяції Trichoderma гетерогенні та характеризуються високим ступенем поліморфізму. Абіотичні фактори (температура, аерація, вологість) і субстратна специфічність визначають домінування певних видів і популяцій роду Trichoderma.

Дослідження показують, що місцеві штами можуть бути добре адаптовані до конкретних умов і патогенів. Проте для надійного та достатнього біоконтролю в сільськогосподарських системах, де інфекційний тиск може бути високим, а умови — мінливими, часто потрібне цілеспрямоване внесення спеціально відібраних, високоактивних штамів Trichoderma у достатній концентрації. 

Чому не варто купувати «анонімну» триходерму

На ринку з’являється багато закордонної триходерми, зокрема дешевої, яка не завжди має доказову базу ефективності застосування. Багато аграріїв обирають таку «універсальну» триходерму, не замислюючись, що ці штами можуть не бути адаптовані до кліматичних умов України чи до місцевого спектра патогенів.

На противагу цьому, мікробіологи біотехнологічної компанії BTU підбирають штами, базуючись на багаторічних польових дослідженнях в українських регіонах. Це дозволяє створити препарати, які реально працюють на українських полях, а не лише в лабораторних умовах. Екостерн Триходерма є яскравим прикладом такого підходу: він містить перевірені види та штами з обґрунтованим підбором під конкретні завдання — деструкцію, захист і стимуляцію.

Які ж рекомендації агровиробникам?

Щоб отримати максимальний ефект від застосування Trichoderma, слід звертати увагу на важливі моменти.

• Державна реєстрація. Компанії, які реєструють свої біопрепарати, демонструють серйозний підхід до розробки та відповідальність перед споживачами. Під час реєстрації мікроорганізми, які входять до складу препаратів, проходять експертизу на нешкідливість, що гарантує безпечність застосування препарату. Також нагадуємо, що використання незареєстрованих біопрепаратів є порушенням законодавства України.
• Вид і штам. Переконайтеся, що виробник чітко вказує вид і штам Trichoderma у складі. Наприклад, до препарату Екостерн Триходерма входить Trichoderma harzianum 11/16 ТМ (IMB F-100097).

Рід — Trichoderma, вид — harzianum, штам — 11/16 ТМ, IMB F-100097 — номер у депозитарії, під яким мікроорганізм зберігається у Національній колекції мікроорганізмів Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України. 

Процедура депонування штаму — це передача мікроорганізму депозитарію, який реєструє та перевіряє його життєздатність, мікробіологічну чистоту, підтверджує приналежність до заявленого виду, забезпечує довгострокове гарантоване зберігання та видає свідоцтво про його депонування.

Формуляція. Виберіть форму, яка найкраще підходить для ваших умов зберігання та внесення: рідка, гелева чи суха.

• Наукова база. Віддавайте перевагу продуктам від виробників з доведеною науковою базою та результатами польових випробувань в Україні.
• Репутація виробника. Обирайте надійних виробників із багаторічним досвідом.

Як правильно вносити біопрепарати з Trichoderma

Trichoderma, зокрема у складі біопрепарату Екостерн Триходерма, можна застосовувати різними способами залежно від мети, сільгоспкультури та фази її розвитку.

1. Передпосівна обробка насіння, обробка розсади та саджанців перед висаджуванням для первинного захисту від ґрунтових патогенів (Fusariuum spp., Rhizoctonia spp. тощо). Trichoderma швидко колонізує кореневу зону, створюючи «біологічний щит».
2. Суцільне внесення в ґрунт (восени під культивацію чи боронування) для контролю кількості патогенів та оздоровлення ґрунту, а також ефективної деструкції стерні. Це ключовий елемент підготовки ґрунту до посіву наступної культури. 
3. Внесення локально (у рядок) навесні або восени під час сівби з метою захисту сходів і оздоровлення ґрунту у прикореневій зоні.
4. Внесення шляхом фертигації на крапельному зрошенні для захисту рослин від ґрунтових патогенів.
5. Обприскування рослин у період вегетації. За прогнозу погіршення фітосанітарного стану посівів препарат Trichoderma доцільно застосовувати фоліарно як для попередження хвороб, так і за появи перших симптомів ураження рослин.

Хоча Trichoderma є потужним біологічним інструментом, їхня ефективність не гарантована лише фактом наявності у препараті. Важливо враховувати властивість штаму, його кількість, технологію виробництва, умови внесення та адаптацію до конкретного агроекосередовища. Грамотний вибір продукту, який пройшов перевірку в умовах, близьких до ваших, є ключем до високої ефективності застосування препарату. Саме тому не всі триходерми працюють однаково.

Юлія Миронова, фітопатолог, начальник відділу з розвитку органічного землеробства та біологізації інтенсивних технологій BTU