agronaukaАграрная наука Евро-Северо-ВостокаAgricultural Science Euro-North-East2072-90812500-1396FARC North-East10.30766/2072-9081.2025.26.6.1309-1319agronauka-2288Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ: СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ И МИКОЛОГИЯОRIGINAL SCIENTIFIC ARTICLES: AGRICULTURAL MICROBIOLOGY AND MYCOLOGYИзучение биоконтрольных свойств комплексов Trichoderma atroviride и диазотрофов, оценка их экологической безопасностиStudy of biocontrol properties of Trichoderma atroviride and diazotroph complexes and assessment of their environmental safetyhttps://orcid.org/0000-0002-3205-6696СтариковП. А.StarikovP. A.

Стариков Павел Андреевич, аспирант, ассистент кафедры агробиотехнологии, ландшафтной архитектуры и пищевых производств Института инженерии и агробиотехнологии

Октябрьский пр-т, д. 133, г. Киров, Кировская обл., 610017

Pavel A. Starikov, postgraduate student, assistant, the Department of Agrobiotechnology, Landscape Architecture and Food Production

Oktyabrsky prospekt, 133, Kirov, Kirov Region, 610017

ya.starikov-pavel@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5798-8211ОльковаА. С.OlkovaA. S.

Олькова Анна Сергеевна, доктор биол. наук, доцент 

ул. Московская, д. 36, г. Киров, Кировская обл., 610000 

Anna S. Olkova, DSc in Biological Science, associate professor 

Moskovskaya str., 36, Kirov, Kirov region, 610000

info@vyatsu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2371-4949ШешеговаТ. К.SheshegovaT. K.

Шешегова Татьяна Кузьмовна, доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник, заведующая лабораторией иммунитета и защиты растений

ул. Ленина, д. 166-а, г. Киров,  610007 

Tatyana K. Sheshegova, DSc in Biological Science, professor, leading researcher, Head of the Laboratory of Immunity and Plant Protection

Lenin str., 166-a, Kirov, 610007 

priemnaya@fanc-sv.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3589-5524ЩеклеинаЛ. М.ShchekleinaL. M.

Шеклеина Люция Муллаахметовна, кандидат с.-х. наук, старший научный сотрудник лаборатории иммунитета и защиты растений

ул. Ленина, д. 166-а, г. Киров,  610007 

Lucia M. Shchekleina, PhD in Agricultural Science, senior researcher, the Laboratory of Immunity and Plant Protection

Lenin str., 166-a, Kirov, 610007

priemnaya@fanc-sv.ruhttps://orcid.org/0009-0003-4768-3777СтепановП. Д.StepanovP. D.

Степанов Павел Дмитриевич, магистрант кафедры агробиотехнологии, ландшафтной архитектуры и пищевых производств Института инженерии и агробиотехнологии

Октябрьский пр-т, д. 133, г. Киров, Кировская обл., 610017

Pavel D. Stepanov, student, the Department of Agrobiotechnology, Landscape Architecture and Food Production, Institute of Engineering and Agrobiotechnology

Oktyabrsky prospekt, 133, Kirov, Kirov Region, 610017

info@vgatu.ruФГБОУ ВО «Вятский государственный агротехнологический университет»РоссияVyatka State Agrotechnological UniversityRussian FederationФГБОУ ВО «Вятский государственный университет»РоссияVyatka State UniversityRussian FederationФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока им. Н. В. РудницкогоРоссияFederal Agrarian Scientific Center of the North-East named N. V. RudnitskyRussian Federation20250801202626613091319Copyright © Стариков П.А., Олькова А.С., Шешегова Т.К., Щеклеина Л.М., Степанов П.Д., 20252025Стариков П.А., Олькова А.С., Шешегова Т.К., Щеклеина Л.М., Степанов П.Д.Starikov P.A., Olkova A.S., Sheshegova T.K., Shchekleina L.M., Stepanov P.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.agronauka-sv.ru/jour/article/view/2288

Обеспечение производства качественной растениеводческой продукции определяет необходимость разработки новых экологически безопасных подходов в биологическом контроле распространения фитопатогенов. Цель работы – изучение биоконтрольных свойств монокультур и комплексов гриба Trichoderma atroviride, бактерийдиазотрофов Fischerella muscicola и Azotobacter chroococcum в отношении фитопатогена Fusarium culmorum Р/з-16, оценить экологическую безопасность используемых штаммов-антагонистов. Впервые проведено исследование способности комплексов T. atroviride и диазотрофов к биоконтролю в почве F. culmorum – основного возбудителя корневых гнилей зерновых культур. Модельный опыт по выявлению биоконтрольной активности штаммов проводили в микрокосмах с почвой, инокулированной исследуемыми микробными культурами. Спустя 45 суток инкубации, на поверхность почвы высевали яровую пшеницу (Triticum aestivum L.) сорта Баженка, через 7 суток после посева оценивали показатели роста и степени развития инфекции у проростков. Установлено, что самым сильным биоконтрольным действием обладали комплексы T. atroviride + A. chroococcum + F. muscicola, а также T. atroviride + F. muscicola, которые снижали развитие корневых гнилей в 4,12–4,97 раза относительно инфекционного фона без внесения антагонистов. Под действием триходермы и диазотрофов на инфекционном фоне увеличивалась сухая масса проростков пшеницы на 72,9 % по сравнению с инокуляцией почвы монокультурой F. culmorum Р/з-16. Подтверждена экологическая безопасность фильтратов жидких культур T. atroviride К-01П (разбавление 1:100), F. muscicola 300 (разбавление 1:10–1:100) для препарата Эколюм и ракообразных Daphnia magna. Данные полевых исследований за 2022-2023 гг. свидетельствуют об отсутствии негативного влияния T. atroviride К-01П и F. muscicola 300 на аборигенных представителей микромицетов и аммонифицирующих бактерий в почве прикорневой зоны пшеницы. Результаты исследования расширяют традиционные представления о возможности применения грибов рода Trichoderma и диазотрофов в биологическом контроле грибных фитопатогенов и определяют перспективу использования микробных комплексов на их основе в земледелии.

Ensuring the production of high-quality crops determines the need to develop new environmentally safe approaches in the biological control of the spread of phytopathogens. The aim of the work was to study the biocontrol properties of monocultures and complexes of the fungus Trichoderma atroviride and diazotrophic bacteria Fischerella muscicola and Azotobacter chroococcum in relation to the phytopathogen Fusarium culmorum R/z-16, to evaluate the environmental safety of the antagonist strains used. For the first time there has been studied the ability of T. atroviride complexes and diazotrophs to biocontrol F. culmorum, the main causative agent of root rot in grain crops, in the soil. A model experiment to identify the biocontrol activity of strains was carried out in microcosms with soil inoculated with the studied microbial cultures. After 45 days of incubation, spring wheat (Triticum aestivum L.) of the ‘Bazhenka’ cultivar was sown on the soil surface and 7 days after the sowing, the growth and infection rates of the seedlings were evaluated. It was found that the complexes of T. atroviride + A. chroococcum + F. muscicola, as well as T. atroviride + F. muscicola had the strongest biocontrol effect, which reduced the development of root rot by 4.12–4.97 times relative to the infectious background without the introduction of antagonists. Under the influence of trichoderma and diazotrophs on an infectious background, the dry weight of wheat seedlings increased by 72.9 % compared with soil inoculation with F. culmorum monoculture R/z-16. The ecological safety of filtrates of liquid cultures of T. atroviride K-01P (dilution 1:100), F. muscicola 300 (dilution 1:10-1:100) for the preparation Ecolume and Daphnia magna crustaceans has been confirmed. Field research data for 2022-2023 indicate the absence of a negative effect of T. atroviride K-01P and F. muscicola 300 on native representatives of micromycetes and ammonifying bacteria in the soil of the root zone of wheat. The results of the study expand traditional ideas about the possibility of using fungi of the genus Trichoderma and diazotrophs in the biological control of fungal phytopathogens and determine the prospects of using microbial complexes based on them in agriculture.

TrichodermaFusariumFischerellaAzotobacterTriticum aestivum L.биоконтрольантагонизмбиотестированиеTrichodermaFusariumFischerellaAzotobacterTriticum aestivum L.biocontrolantagonismbioassayработа выполнена в рамках Государственного задания ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого» (тема № FNWE-2022-0007).the research was carried out within the state assignment of Federal Agricultural Research Center of the North-East named N. V. Rudnitsky (theme No. FNWE-2022-0007).ReferencesПанкратова Е. М., Трефилова Л. В., Зяблых Р. Ю., Устюжанин И. А. Цианобактерия Nostoc paludosum как основа для создания агрономически полезных микробных ассоциаций на примере бактерий рода Rhizobium. Микробиология. 2008;77(2):266–272. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=9934461 EDN: HNRBNWPankratova E. M., Trefilova L. V., Zyablikh R. Yu., Ustyuzhanin I. A. Сyanobacterium Nostoc paludosum kütz as a basis for creation of agriculturally useful microbial associations by the example of bacteria of the genus rhizobium. Mikrobiologiya = Microbiology. 2008;77(2):266–272. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=9934461Домрачева Л. И., Широких И. Г., Фокина А. И. Антифузариозное действие цианобактерий и актиномицетов в почве и ризосфере. Микология и фитопатология. 2009;43(2):157.Domracheva L. I., Shirokikh I. G., Fokina A. I. Cyanobacteria and actinomycetes influence against Fusarium species in soil and rhizosphere. Mikologiya i fitopatologiya = Mycology and Phytopathology. 2009;43(2):157. (In Russ.).Poveda J., Eugui D. Combined use of Trichoderma and beneficial bacteria (mainly Bacillus and Pseudomonas): Development of microbial synergistic bio-inoculants in sustainable agriculture. Biological Control. 2022;176:105100. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2022.105100Poveda J., Eugui D. Combined use of Trichoderma and beneficial bacteria (mainly Bacillus and Pseudomonas): Development of microbial synergistic bio-inoculants in sustainable agriculture. Biological Control. 2022;176:105100. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2022.105100Velmourougane K., Prasanna R., Chawla G., Nain L., Kumar A., Saxena A. K. Trichoderma–Azotobacter biofilm inoculation improves soil nutrient availability and plant growth in wheat and cotton. Journal of Basic Microbiology. 2019;59(6):632–644. DOI: https://doi.org/10.1002/jobm.201900009Velmourougane K., Prasanna R., Chawla G., Nain L., Kumar A., Saxena A. K. Trichoderma–Azotobacter biofilm inoculation improves soil nutrient availability and plant growth in wheat and cotton. Journal of Basic Microbiology. 2019;59(6):632–644. DOI: https://doi.org/10.1002/jobm.201900009Velmourougane K., Prasanna R. Trichoderma–Azotobacter biofilm-based formulation enhance natural plant defense enzyme activities in wheat and cotton seedlings. National Academy Science Letters. 2024;47:61–64. DOI: https://doi.org/10.1007/s40009-023-01324-wVelmourougane K., Prasanna R. Trichoderma–Azotobacter biofilm-based formulation enhance natural plant defense enzyme activities in wheat and cotton seedlings. National Academy Science Letters. 2024;47:61–64. DOI: https://doi.org/10.1007/s40009-023-01324-wМихайловская Н. А., Войтка Д. В., Юхновец А. В., Барашенко Т. Б., Дюсова С. В. Сравнительная эффективность раздельного и совместного применения A. brasilense, B. circulans и T. longibrachiatum на посевах тритикале озимого на эродированных дерново-подзолистых суглинистых почвах. Почвоведение и агрохимия. 2021;(1):129–138. Режим доступа: https://soil.belal.by/jour/article/view/790 EDN: DILLUVMikhailouskaya N. A., Voitka D. V., Yukhnovets A. V., Barashenko T. B., Dyusova C. V. Efficiency of separate and combine application of A. brasilense, B. circulans and T. longibrachiatum for the treatment of winter triticale sowing on eroded luvisol sandy loam soils. Pochvovedenie i agrokhimiya = Soil Science and Agrochemistry. 2021;(1):129–138. (In Russ.). URL: https://soil.belal.by/jour/article/view/790Prasanna R., Babu S., Bidyarani N., Kumar A., Triveni S., Monga D. et al. Prospecting cyanobacteriafortified composts as plant growth promoting and biocontrol agents in cotton. Experimental Agriculture. 2015;51(1):42–65. DOI: https://doi.org/10.1017/S0014479714000143Prasanna R., Babu S., Bidyarani N., Kumar A., Triveni S., Monga D. et al. Prospecting cyanobacteriafortified composts as plant growth promoting and biocontrol agents in cotton. Experimental Agriculture. 2015;51(1):42–65. DOI: https://doi.org/10.1017/S0014479714000143Григорьев М. Ф. Методические указания по изучению устойчивости зерновых культур к корневым гнилям. Л.: ВИР, 1976. 59 с.Grigorev M. F. Methodological guidelines for studying the resistance of grain crops to root rot. Leningrad: VIR, 1976. 59 p.Кузнецова О. И., Гончарова Е. Н. Эколого-токсикологический анализ биопрепаратов. Рациональное использование природных ресурсов и переработка техногенного сырья: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, химия и биотехнология: мат-лы Международ. научн. конф., Алушта-Белгород, 30 мая – 03 июня 2022 года. Белгород: БелГТУ им. В. Г. Шухова, 2022. С. 432–437. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=49347249 EDN: EZVSEMKuznetsova O. I., Goncharova E. N. Ecological and toxicological analysis of biological products. Rational use of natural resources and processing of man-made raw materials: fundamental problems of science, materials science, chemistry and biotechnology: Proceedings of the international scientific conference, Alushta-Belgorod, May 30 – June 03, 2022. Belgorod: BeLGTU im. V. G. Shukhova, 2022. pp. 432–437. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=49347249Шешегова Т. К., Щеклеина Л. М., Стариков П. А. Влияние микробной инокуляции семян на биоконтроль корневых гнилей, биометрию растений и урожайность яровой пшеницы. Таврический вестник аграрной науки. 2024;(1(37)):187–197. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.10930956 EDN: VRNNTWSheshegova T. K., Shchekleina L. M., Starikov P. A. Effect of microbial inoculation of seeds on root rot biocontrol, biometrical parameters and yield of spring wheat. Tavrichesky vestnik agrarnoy nauki = Taurida herald of the agrarian sciences. 2024;(1(37)):187–197. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.10930956Стариков П. А., Домрачева Л. И., Фокина А. И., Олькова А. С., Ахмедов Г. Р., Степанов П. Д., Киреева А. Р. Возможные пути применения консортивных связей нового штамма Trichoderma atroviride с азотфиксаторами в агробиотехнологии. Теоретическая и прикладная экология. 2025;(1):140–150. DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2024-4-140-150 EDN: EMHNJOStarikov P. A., Domracheva L. I., Fokina A. I., Olkova A. S., Akhmedov G. R., Stepanov P. D., Kireeva A. R. Possible ways of using consortium relations of Ttichoderma atroviride new strain with nitrogen fixers in agrobiotechnology. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya = Theoretical and Applied Ecology. 2025;(1):140–150. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2024-4-140-150Фокина А. И., Скугорева С. Г., Трефилова Л. В., Даровских Л. В. Определение показателей окислительного стресса в мелиссе лекарственной при действии микромицета Fusarium culmorum и его антагонистов. Теоретическая и прикладная экология. 2022;(2):77–83. DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2022-2-077-083 EDN: GDATMVFokina A. I., Skugoreva S. G., Trefilova L. V., Darovskikh L. V. Determination of oxidative stress indicators in melissa officinalis under the action of micromycete Fusarium culmorum and its antagonists. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya = Theoretical and Applied Ecology. 2022;(2):77–83. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2022-2-077-083Guzmán-Guzmán P., Etesami H., Santoyo G. Trichoderma: a multifunctional agent in plant health and microbiome interactions. BMC microbiology. 2025;25(1):434. DOI: https://doi.org/10.1186/s12866-025-04158-2Guzmán-Guzmán P., Etesami H., Santoyo G. Trichoderma: a multifunctional agent in plant health and microbiome interactions. BMC microbiology. 2025;25(1):434. DOI: https://doi.org/10.1186/s12866-025-04158-2Домрачева Л. И. «Цветение» почвы и закономерности его развития. Сыктывкар: Ин-т биологии Коми НЦ УрО РАН, 2005. 336 с. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=19507910 EDN: OUFGSBDomracheva L. I. Soil bloom and the patterns of its development. Syktyvkar: In-t biologii Komi NTS UrO RAN, 2005. 336 p. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=19507910Nagaraja H., Chennappa G., Rakesh S., Naik M. K., Amaresh Y. S., Sreenivasa M. Y. Antifungal activity of Azotobacter nigricans against trichothecene-producing Fusarium species associated with cereals. Food science and biotechnology. 2016;25(4):1197–1204. DOI: https://doi.org/10.1007/s10068-016-0190-8Nagaraja H., Chennappa G., Rakesh S., Naik M. K., Amaresh Y. S., Sreenivasa M. Y. Antifungal activity of Azotobacter nigricans against trichothecene-producing Fusarium species associated with cereals. Food science and biotechnology. 2016;25(4):1197–1204. DOI: https://doi.org/10.1007/s10068-016-0190-8Орина А. С., Гаврилова О. П., Гагкаева Т. Ю., Лоскутов И. Г. Симбиотические взаимоотношения грибов рода Fusarium и Alternaria, колонизирующих зерно овса. Сельскохозяйственная биология. 2017;52(5):986–994. DOI: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2017.5.986rus EDN: ZRXOCXOrina A. S., Gavrilova O. P., Gagkaeva T. Yu., Loskutov I. G. Symbiotic relationships between aggressive Fusarium and Alternaria fungi colonizing oat grain. Selskokhozyaystvennaya biologiya = Agricultural Biology. 2017;52(5):986–994. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2017.5.986rusConinck E., Scauflaire J., Gollier M., Liénard C., Foucart G., Manssens G. et. al. Trichoderma atroviride as a promising biocontrol agent in seed coating for reducing Fusarium damping‐off on maize. Journal of applied microbiology. 2020;129(3):637–651. DOI: https://doi.org/10.1111/jam.14641Coninck E., Scauflaire J., Gollier M., Liénard C., Foucart G., Manssens G. et. al. Trichoderma atroviride as a promising biocontrol agent in seed coating for reducing Fusarium damping‐off on maize. Journal of applied microbiology. 2020;129(3):637–651. DOI: https://doi.org/10.1111/jam.14641Belhadj Benyahia F., Kthiri Z., Hamada W., Boureghda H. Trichoderma atroviride induces biochemical markers associated with resistance to Fusarium culmorum, the main crown rot pathogen of wheat in Algeria. Biocontrol Science and Technology. 2020;31(4):357–372. DOI: https://doi.org/10.1080/09583157.2020.1853676Belhadj Benyahia F., Kthiri Z., Hamada W., Boureghda H. Trichoderma atroviride induces biochemical markers associated with resistance to Fusarium culmorum, the main crown rot pathogen of wheat in Algeria. Biocontrol Science and Technology. 2020;31(4):357–372. DOI: https://doi.org/10.1080/09583157.2020.1853676Nagaraja H., Chennappa G., Deepa N., Naik M. K., Ajithkumar K., Amaresh Y. S., et al. Antifungal potential of Azotobacter salinestris strain Azt 31 against phytopathogenic Fusarium spp. associated with cereals. Journal of Fungi. 2022;8(5):473. DOI: https://doi.org/10.3390/jof8050473Nagaraja H., Chennappa G., Deepa N., Naik M. K., Ajithkumar K., Amaresh Y. S., et al. Antifungal potential of Azotobacter salinestris strain Azt 31 against phytopathogenic Fusarium spp. associated with cereals. Journal of Fungi. 2022;8(5):473. DOI: https://doi.org/10.3390/jof8050473Фокина А. И., Скугорева С. Г., Домрачева Л. И., Ковина А. Л. Антагонистическая и сорбционная активность моно-, бинарных и трёхвидовых биоплёнок почвенных цианобактерий. Теоретическая и прикладная экология. 2020;(3):119–125. DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2020-3-119-125 EDN: DRETYWFokina A. I., Skugoreva S. G., Domracheva L. I., Kovina A. L. Antagonistic and sorption activity of mono-, binary, and three-species biofilms of soil cyanobacteria. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya = Theoretical and Applied Ecology. 2020;(3):119–125. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2020-3-119-125Кондакова Л. В., Стариков П. А., Домрачева Л. И. Специфика фототрофных наземных микробных комплексов в посевах пшеницы. Теоретическая и прикладная экология. 2024;(3):115–122. DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2024-3-115-122 EDN: FRYDAMKondakova L. V., Starikov P. A., Domracheva L. I. Specificity of phototrophic terrestrial microbial complexes under wheat crops. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya = Theoretical and Applied Ecology. 2024;(3):115–122. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2024-3-115-122

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