AT406324B - Plant-growth-promoting solution and process for its preparation - Google Patents

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Abstract

A solution intended for watering plants and which has a plant-growth-promoting action contains metabolites of the bacterium Rhizobium, in particular metabolites of the bacterium Rhizobium meliloti. This solution can be prepared by immobilizing the bacterium Rhizobium on or in a support, eluting the metabolites of the bacterium Rhizobium and colleting the eluate which elutes until use.

Description

AT 406 324 BAT 406 324 B

Die Erfindung betrifft eine das Wachstum von Pflanzen fördernde Lösung und ein Verfahren zum Herstellen dieser das Wachstum von Pflanzen fördernden Lösung.The invention relates to a plant-promoting solution and a method for producing this plant-promoting solution.

Pfianzenwachstum kann auf verschiedene Art und Weise gefördert werden. So besteht die Möglichkeit, den Pflanzen hinreichend Nährstoffe (enthaltend die erforderlichen Makro- und Mikroelemente) zuzuführen. Des weiteren ist es möglich, die optimale Temperatur für das Wachstum und die optimale Belichtung sicherzustellen.Plant growth can be promoted in a number of ways. So there is the possibility to supply the plants with sufficient nutrients (containing the necessary macro and micro elements). It is also possible to ensure the optimal temperature for growth and optimal exposure.

Es gibt weitere Substanzen, deren Anwesenheit das Wachstum von Pflanzen unterstützt. Zu diesen zählen verschiedene bekannte Wachstumshormone, die im allgemeinen von den Pflanzen selbst erzeugt werden. Darüber hinaus gibt es andere, teilweise unbekannte Substanzen, die eine das Wachstum von Pflanzen unterstützende Wirkung haben und die von anderen Organismen erzeugt werden, wie beispielsweise von Mikroorganismen.There are other substances whose presence supports the growth of plants. These include various known growth hormones, which are generally produced by the plants themselves. In addition, there are other substances, some of which are unknown, that support the growth of plants and are produced by other organisms, such as microorganisms.

Es ist bekannt, daß viele Mikroorganismen im Boden zusammen mit Pflanzen leben, teils in Symbiose und teils nur in losem Kontakt mit den Pflanzen. Einige dieser Mikroorganismen unterstützen das Pflanzenwachstum, indem sie Luftstickstoff in Form von Nitraten binden und die Pflanzen die sc gebildeten Nitrate als wachstumsfördemde Stoffe in sich aufnehmen. Ein Mitglied dieser Gruppe von Bakterien ist das Bakterium Rhizobium.It is known that many microorganisms live together with plants in the soil, partly in symbiosis and partly only in loose contact with the plants. Some of these microorganisms support plant growth by binding atmospheric nitrogen in the form of nitrates and the plants absorbing the nitrates formed as growth-promoting substances. A member of this group of bacteria is the bacterium rhizobium.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zur Verfügung zu stellen, die beim Bewässern von Pflanzen mit der Lösung eine wachstumsfördemde Wirkung hat. Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Lösung zur Verfügung zu Stellen-Gelöst wird diese Aufgabe zunächst mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 3.The invention has for its object to provide a solution that has a growth-promoting effect when watering plants with the solution. Furthermore, the invention is based on the object of providing a method for producing such a solution. This object is initially achieved with the features of claims 1 and 3.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowohl was die Lösung, als auch was deren Herstellung anlangt, sind Gegenstand der Unteransprüche -Preferred and advantageous refinements of the invention, both in terms of the solution and in terms of its manufacture, are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß Bakterien der Gattung Rhizobium Substanzen als Stoffwechselprodukte produzieren, die das Wachstum von verschiedenen Pflanzen (einschließlich Hülsenfruchtpflanzen) fördern.The invention is based on the knowledge that bacteria of the genus Rhizobium produce substances as metabolites which promote the growth of various plants (including legume plants).

Besonders bevorzugt im Rahmen der Erfindung ist das Bakterium Rhizobium meliloti.The bacterium Rhizobium meliloti is particularly preferred in the context of the invention.

Werden Pflanzen mit der erfindungsgemäßen bzw. der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Lösung gegossen, dann wachsen die so gegossenen Pflanzen nicht nur höher, sondern sind auch insgesamt stärker.If plants are watered with the solution according to the invention or the solution produced by the process according to the invention, the plants thus watered not only grow taller but are also stronger overall.

Nachstehend wird beispielhaft ein Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Lösung unter Verwendung des Bakterium Rhizobium meliloti und die Ergebnisse von Versuchen mit der erfindungsgemäßen Lösung beschrieben. 1. Herstellen der Lösung: 1a. Züchten von Rhizobium meliloti:A method for producing the solution according to the invention using the bacterium Rhizobium meliloti and the results of experiments with the solution according to the invention are described below by way of example. 1. Preparation of the solution: 1a. Breeding Rhizobium meliloti:

Das Bakterium wurde in einem Medium 48 Stunden lang unter Schütteln bei 30 °C in einem wässerigen Medium kultiviert, das folgende Zusammensetzung hatte: 0,1% Hefeextrakt, 0,5% NaCI, 1 mM MgS04-6H20, 1 mM CaCI2. H20.The bacterium was cultured in a medium with shaking at 30 ° C for 48 hours in an aqueous medium having the following composition: 0.1% yeast extract, 0.5% NaCl, 1mM MgSO4-6H20, 1mM CaCl2. H20.

Das Kulturmedium hatte einen pH-Wert von 7,0 bis 7,2.The culture medium had a pH of 7.0 to 7.2.

Nach 48 Stunden Kultivieren hatte das Kulturmedium eine optische Dichte von 0,625 bei 600 nm und die Bakterien wurden durch Zentrifugieren bei 2500 U'1 10 Minuten lang bei 4°C gesammelt. Die gesammelten Bakterien wurden mit physiologischer Kochsalzlösung gewaschen und dann erneut zentrifugiert. Die so gewonnenen Bakterien wurden in physiologischer Kochsalzlösung suspendiert. 2 1 b. 11nmobilisieren von Rhizobium melilotiAfter 48 hours of culture, the culture medium had an optical density of 0.625 at 600 nm and the bacteria were collected by centrifugation at 2500 rpm for 10 minutes at 4 ° C. The collected bacteria were washed with physiological saline and then centrifuged again. The bacteria thus obtained were suspended in physiological saline. 2 1 b. Mobilize Rhizobium meliloti

Zum Immobilisierer der Bakterien wurde eine Lösung enthaltend 0,1% Natriumalginat (Handelsbezeichnung Protanal F250, Hersteller Protan, Drammen, Norwegen), 3,0% Carrageen (Handelsbezeichnung Carragenat No. C-1263, Hersteller Sigma Co.) und 0,01% EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure) bei 37°C vorinkubiert. In der so hergestellten Immobilisierungslösung wurde eine 5%-ige Bakteriensuspension erzeugt- Diese Suspension wurde tropfenweise bei einer Temperatur von 37°C zu dem 4- fachen Volumen einer 100mM KC1-Lösung zugetropft. Nachdem 1,5 Stunden lang bei einer Temperatur von 24eC vorsichtig gerührt wurde, wurden die verfestigten Kügelchen, auf welchen die Bakterien immobilisiert waren, absetzen gelassen. Die so gewonnenen Kügelchen mit den in ihnen immobilisierten Bakterien wurden mit dem 5- fachenA solution containing 0.1% sodium alginate (trade name Protanal F250, manufacturer Protan, Drammen, Norway), 3.0% carrageenan (trade name Carragenat No. C-1263, manufacturer Sigma Co.) and 0.01% was used to immobilize the bacteria. Pre-incubated EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) at 37 ° C. A 5% bacterial suspension was generated in the immobilization solution thus prepared. This suspension was added dropwise at a temperature of 37 ° C. to 4 times the volume of a 100 mM KC1 solution. After stirring gently at a temperature of 24eC for 1.5 hours, the solidified beads on which the bacteria were immobilized were allowed to settle. The beads thus obtained, with the bacteria immobilized in them, were increased 5-fold

Claims (10)

AT 406 324 B Volumen einer 100mM Kaliumchloridlösung versetzt und eine weitere Stunde bei einer Temperatur von 24°C gerührt. Die so gewonnenen Kügelchen mit immobilisierten Bakterien können bei 4°C gelagert werden. lc. Herstellen einer Säule aus den immobilisierten Bakterienzellen: Eine 50 ml Säule wurde mit den in Stufe 1b. erzeugten, immobilisierten Rhizobium- Zellen gefüllt. ld. Herstellen der Lösuno: Auf die so hergestellte, mit den in den Kügelchen immobilisierten Rhizobiumzellen gefüllte Säule (Stufe 1c.) wurde eine Lösung mit folgender Zusammensetzung aufgegeben: 3mM TrisHCI, 1mM MgS04. 6H20 1mM CaCI22H20, 2% Glucose, 0,4% Glyzerin, 0,05% NaCI, 0,1% NH4CI, 5μΜ Hesperetin (3',5,7-Trihydroxy-4'-methoxyflavanon) und 0,001% Vitamin B1. Die Durchflußrate durch die Säule betrug pro Tag das 2-fache Volumen der Säule, und die Temperatur 24°C. Die aus der Säule, austretende Lösung wurde gesammelt und für die nachstehend beschriebenen Bewässerungsversuche verwendet.AT 406 324 B volume of a 100mM potassium chloride solution and stirred for a further hour at a temperature of 24 ° C. The beads with immobilized bacteria thus obtained can be stored at 4 ° C. lc. Preparation of a column from the immobilized bacterial cells: A 50 ml column was prepared with the in step 1b. generated, immobilized rhizobium cells filled. ld. Preparation of the solution: A solution with the following composition was applied to the column (stage 1c.) Prepared in this way and filled with the rhizobium cells immobilized in the beads: 3mM TrisHCI, 1mM MgS04. 6H20 1mM CaCI22H20, 2% glucose, 0.4% glycerin, 0.05% NaCI, 0.1% NH4CI, 5μΜ hesperetin (3 ', 5,7-trihydroxy-4'-methoxyflavanone) and 0.001% vitamin B1. The flow rate through the column was twice the volume of the column per day and the temperature was 24 ° C. The solution emerging from the column was collected and used for the irrigation experiments described below. 2. Bewässern von Tomaten- Pflanzen mit, der wie oben unter 1. angegeben, herqestellten Lösung: 20 Samenkörner von Tomatenpflanzen wurden in Erde gesät und die Samenkörner, später die Sämlinge, zweimal wöchentlich mit der wie unter 1. angegeben hergestellten Lösung gegossen (Versuch A). Es wurden zwei Vergleichsversuche wie folgt ausgeführt: Beim Vergleichsversuch B wurden 20 Samenkörner von Tomatenpflanzen, später die Sämlinge mit gewöhnlichem Leitungswasser gegossen. Beim Vergleichsversuch C wurden die 20 Samenkörner und dann die Sämlinge mit der Lösung gegossen, die die oben unter 1d. beschriebene Zusammensetzung besaß und die in Stufe 1d. der Säule aufgegeben wurde. Es zeigte sich, daß die Pflanzen beim Versuch A 60% größer und stärker waren, als bei Versuch B und 50% größer und stärker waren, als beim Versuch C.2. Irrigation of tomato plants with the solution prepared as described under 1. above: 20 seeds of tomato plants were sown in soil and the seeds, later the seedlings, were watered twice a week with the solution prepared as given under 1. (experiment A). Two comparative experiments were carried out as follows: In comparative experiment B, 20 seeds of tomato plants, and later the seedlings, were watered with ordinary tap water. In comparative experiment C, the 20 seeds and then the seedlings were watered with the solution which corresponds to the above under 1d. had the composition described and the level 1d. the column was abandoned. It was found that the plants in experiment A were 60% larger and stronger than in experiment B and 50% larger and stronger than in experiment C. 3. Bewässern von Paprikapflanzen mit der nach Verhaltenen Lösung: Der oben unter 2. beschriebene Versuch wurde mit Paprikasamen, anstelle von Tomatensamen wiederholt. Im Ergebnis zeigte sich, daß die Pflanzen beim Versuch A 70% und höher und stärker waren, als in Versuch B und etwa 55% höher und stärker waren, als in Versuch C.3. Watering paprika plants with the behavioral solution: The experiment described under 2. was repeated with paprika seeds instead of tomato seeds. As a result, it was found that the plants in experiment A were 70% and higher and stronger than in experiment B and about 55% higher and stronger than in experiment C. 4. Bewässern von Maispflanzen mit der nach 1. erhaltenen Lösuno: Der Bewässerungsversuch 2. wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle der Tomatensamen, Maissamen verwendet worden sind. Als Ergebnis zeigte sich, daß die Pflanzen im Versuch A 70% höher und stärker waren, als in Versuch B und etwa 50% höher und stärker waren, als in Versuch C.4. Irrigation of maize plants with the solution obtained after 1. Irrigation experiment 2. was repeated, with the exception that corn seeds were used instead of the tomato seeds. As a result, it was found that the plants in experiment A were 70% higher and stronger than in experiment B and about 50% higher and stronger than in experiment C. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Eluieren verwendete Lösung 3mM TrisHCI, 1mM MgS04.6H20,1 mM CaCI2.2H20, 2% Glucose, 0,4% Glyzerin, 0,05% NaCI, 0,1% NH4CI, 0,5% μΜ Hisperetin und 0/001% Vitamin Bl enthält und einen pH-Wert von 7,0 besitzt.5. The method according to claim 4, characterized in that the solution used for elution 3mM TrisHCI, 1mM MgS04.6H20.1 mM CaCI2.2H20, 2% glucose, 0.4% glycerol, 0.05% NaCI, 0.1% NH4CI, 0.5% μΜ Hisperetin and 0/001% Vitamin Bl contains and has a pH of 7.0. 5. Zusammenfassung: Als Ergebnis zeigt sich, daß die die unter 1. hergestellte, Stoffwechselprodukte das Bakterium Rhizobium melifoti enthaltende Lösung das Wachstum von Pflanzen vorteilhaft unterstützt. Patentansprüche: 1. Lösung mit das Wachstum von Pflanzen fördernder Wirkung, die zum Gießen von Pflanzen bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung Stoffwechselprodukte des Bakterium Rhizobium enthält. 3 AT 406 324 B 2. Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung Stoff Wechselprodukte des Bakterium Rhizobium meliloti enthalt 3. Verfahren zum Herstellen der Lösung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bakterium Rhizobium an bzw. in einem Träger immobilisiert, daß man die Stoffwechselprodukte des Bakterium Rhisobium eluiert und das austretende Eluat sammelt. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die immobilisierten Bakterien mit einer Lösung, enthaltend TrisHCI, MgS04.6H20, CaCl2.H20, Glucose, Glyzerin, NaCI, NH4CI, Hisperetin und/oder Vitamin B1 eluiert.5. Summary: The result shows that the solution prepared under 1. metabolic products containing the bacterium Rhizobium melifoti advantageously supports the growth of plants. Claims: 1. Solution with the growth of plants promoting effect, which is intended for watering plants, characterized in that the solution contains metabolites of the bacterium Rhizobium. 3 AT 406 324 B 2. Solution according to claim 1, characterized in that the solution contains metabolic products of the bacterium Rhizobium meliloti 3. Process for producing the solution according to claim 1 or 2, characterized in that the bacterium Rhizobium on or in immobilized on a carrier that one elutes the metabolites of the bacterium Rhisobium and collects the emerging eluate. 4. The method according to claim 3, characterized in that the immobilized bacteria with a solution containing TrisHCI, MgS04.6H20, CaCl2.H20, glucose, glycerol, NaCI, NH4CI, hisperetin and / or vitamin B1 eluted. 6. Verfahren nach einen der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer Menge an Lösung je Tag eluiert die dem 2- fachen Volumen, des immobilisierten Bakterium Rhizobium entspricht.6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that eluting with an amount of solution per day which corresponds to 2 times the volume of the immobilized bacterium rhizobium. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß man Bakterium Rhizobium meliloti immobilisiert.7. The method according to any one of claims 3 to 6, characterized in that immobilized bacterium Rhizobium meliloti. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Immobilisieren des Bakterium Rhizobium, insbesondere des Bakterium Rhizobium meliloti, eine Lösung, enthaltend Natriumalginat, Carrageen und 0,01% EDTA verwendet.8. The method according to any one of claims 3 to 7, characterized in that a solution containing sodium alginate, carrageenan and 0.01% EDTA is used to immobilize the Rhizobium bacterium, in particular the Rhizobium meliloti bacterium. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die zum Immobilisieren des Bakterium Rhizobium bestimmte Lösung bei 37°C vorinkubiert.9. The method according to claim 8, characterized in that the solution intended for immobilizing the bacterium rhizobium is preincubated at 37 ° C. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß man in die zum Immobilisieren bestimmte Lösung eine 5%-ige Bakteriensuspension einträgt und daß man die so erhaltene Suspension in das mehrfache Volumen einer lOOmM Kaliumchloridlösung tropfenweise einträgt. Hiezu 0 Blatt Zeichnungen 410. The method according to claim 8 or 9, characterized in that a 5% bacterial suspension is entered into the solution intended for immobilization and that the suspension thus obtained is added dropwise into the multiple volume of a 100mM potassium chloride solution. Therefor 0 sheet drawings 4
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