Phytotoxicity and efficacy of phyto-inhibitor strains on Ambrosia artemisiifolia L. and agricultural crops | Фитотоксичность и эффективность штаммов–фитоингибиторов на Ambrosia artemisiifolia L. и сельскохозяйственных культурах

English. The development of biological methods to control ragweed infestation (Ambrosia artemisiifolia L.) is important to ensure environmental security. The research aim was to analyze phytotoxicity of phyto-inhibitor strains on crops and to evaluate ragweed control efficiency of them. The strains were used in biorational herbicidal forms (H), including reactivated ones (RH). The studies were carried out at the Research Institute of Agriculture of Crimea in 2021-2022. The experiments involved phyto-inhibitor strains of A. artemisiifolia L. from the Crimean Collections of Microorganisms of the Research Institute of Agriculture of Crimea and the Algological Collection of the Institute of Physicochemical and Biological Problems of Soil Science of the RAS. A study of the phyto-inhibitory activity of strains in relation to 29 crop species of 12 families showed that 16 tested plant species (55.1%) had a damage degree of 25-50% when bacterized with Fusarium sp. 200H strain, 17 species (58.6%) – 25-75% when bacterized with Fusarium sp. 200RH strain. Evaluation of herbicidal efficiency on ragweed of promising original formulations based on phyto-inhibitor strains - Penicillium sp. MSK3H, Fusarium sp. 200RH, Fusarium sp. 200RH2 - showed that 7 of 9 developed herbicide forms had a moderate toxicity index (FTI = 0.5–0.7), 3 of which based on strains Penicillium sp. MSK 3H, Fusarium sp.200RH2 cultivated on a fabaceous medium with superficially and physiologically active components (SPAC), Fusarium sp. 200RH) with a damage degree of up to 7% and 2 (Fusarium sp. 200RH with SPAC, Penicillium sp. MSK 3H) –15 to 23%. High efficiency of herbicidal form of Penicillium sp. MSK 3H with SPAC providing a decrease in height by 6.2 cm (44.2%) and phytomass by 0.17 g (60.7%) and ragweed plants damage by 11% was established. This form was characterized by an ultra-high inhibitory effect (FTI = 0.47) (p less than 0.5). The formulation based on the phototrophic cyanobacterial Nostoc сalcicola 82 strain had a low phytotoxicity (FTI = 0.71) caused a 15% damage of ragweed.

Russian. Разработка методов контроля расширения заселяемых амброзией полыннолистной (Ambrosia artemisiifolia L.) площадей биологическими методами актуальна для обеспечения экологической безопасности. Цель исследований – анализ фитотоксичности штаммов-фитоингибиторов на с.-х. культурах и оценка эффективности их биорациональных гербицидных форм (индекс Г), в т.ч. реактивированных (индекс ГР) на амброзии. Исследования проводили в 2021–2022 гг. в НИИ сельского хозяйства Крыма. В опытах использовали штаммы-фитоингибиторы A. artemisiifolia из крымской коллекции микроорганизмов НИИСХ Крыма и альгологической коллекции ИФХиБПП РАН. Исследование фитоингибирующей активности штаммов по отношению к 29 видам с.-х. культур из 12 семейств показало, что 16 протестированных видов растений (55,1%) имели степень поражения 25–50% при бактеризации штаммом Fusarium sp. 200Г, 17 видов (58,6%) – 25–75% при бактеризации штаммом Fusarium sp. 200ГР. Оценка гербицидной эффективности на амброзии перспективных оригинальных препаративных форм на основе штаммов-фитоингибиторов: Penicillium sp. MSK3Г, Fusarium sp. 200ГР, Fusarium sp. 200ГР2 показала, что из девяти разработанных гербицидных форм выявлено семь со средним индексом токсичности (ИТФ = 0,5–0,7), из которых три – на основе штаммов Penicillium sp. MSK 3Г, Fusarium sp. 200ГР2, культивированные на бобовой среде с поверхностно- и физиологически активными компонентами (ПФАК), Fusarium sp. 200ГР со степенью поражения до 7% и две (Fusarium sp. 200ГР с ПФАК, Penicillium sp. MSK 3Г) – 15–23%. Установлена высокая эффективность гербицидной формы Penicillium sp. MSK3Г с ПФАК; обеспечившей снижение высоты на 6,2 см (44,2%), фитомассы – на 0,17 г (60,7%) и поражение растений амброзии на 11%. Эта форма характеризовалась сверхвысокой степенью ингибирующего воздействия (ИТФ = 0,47) (р меньше 0,5). Препаративная форма на основе штамма фототрофной цианобактерии Nostoc сalcicola 82 при низкой фитотоксичности (ИТФ = 0,71) обеспечила степень поражения амброзии на 15%.