PL248034B1 - Method of producing a microbiological fertilizer product and a microbiological fertilizer product for conditioning the soil and improving its biological properties while controlling the pathogens Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp. in soft fruit cultivation - Google Patents
Method of producing a microbiological fertilizer product and a microbiological fertilizer product for conditioning the soil and improving its biological properties while controlling the pathogens Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp. in soft fruit cultivationInfo
- Publication number
- PL248034B1 PL248034B1 PL445054A PL44505423A PL248034B1 PL 248034 B1 PL248034 B1 PL 248034B1 PL 445054 A PL445054 A PL 445054A PL 44505423 A PL44505423 A PL 44505423A PL 248034 B1 PL248034 B1 PL 248034B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- microbiological
- carrier
- product
- soil
- dry
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01P—BIOCIDAL, PEST REPELLANT, PEST ATTRACTANT OR PLANT GROWTH REGULATORY ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR PREPARATIONS
- A01P3/00—Fungicides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F11/00—Other organic fertilisers
- C05F11/08—Organic fertilisers containing added bacterial cultures, mycelia or the like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
- C12R2001/07—Bacillus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
- C12R2001/07—Bacillus
- C12R2001/125—Bacillus subtilis ; Hay bacillus; Grass bacillus
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Mycology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania nawozowego produktu mikrobiologicznego i nawozowy produkt mikrobiologiczny do kondycjonowania gleby oraz utrzymania i/lub poprawy właściwości biologicznych (zdrowia) gleby zapewniający utrzymanie i/lub poprawę i/lub ochronę bioróżnorodności mikrobiologicznej gleby przy jednoczesnym kontrolowaniu kluczowych patogenów (Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp.) w uprawie owoców miękkich wykazujący cechy biostymulacji roślin, zawierający szczepy bakteryjne z rodzaju Bacillus. Sposób charakteryzuje się tym, że stosuje się dwa wyselekcjonowane z gleby ryzosferowej bakteryjne izolaty środowiskowe Bacillus subtilis AF75AB2 — sekwencja nr 1, Bacillus sp. AF75BC - sekwencja nr 2 na liście sekwencji, które nie wykazują wzajemnego antagonistycznego działania, hodowane na podłożu namnażającym z serwatką i mikroelementami, przygotowanym na wodzie, zawieszone w płynnym nośniku organicznym albo suszone na sypkim nośniku albo liofilizowane na sypkim nośniku. Ponadto stosuje się nośnik właściwy w postaci serwatki korzystnie kwaśnej neutralizowanej, wzbogaconej otrębami pszennymi korzystnie durum, suchymi kwasami humusowymi, mielonymi nasionami gorczycy, olejem rzepakowym i olejkiem goździkowym dla postaci produktu suchej do aplikacji posypowej, która może być poddana procesowi peletowania tworząc pelet do kondycjonowania gleby, albo dla uzyskania postaci nawozowego produktu mikrobiologicznego do zawieszenia w wodzie i oprysku/podlewania serwatkę w proszku, otręby pszenne i olej rzepakowy zastępuje się dolomitem mikronizowanym, a dla uzyskania postaci do rozpuszczenia w wodzie i oprysku/podlewania, serwatkę w proszku, otręby pszenne i olej rzepakowy zastępuje się maltodekstryną.The subject of the invention is a method for obtaining a microbiological fertilizer product and a microbiological fertilizer product for conditioning the soil and maintaining and/or improving the biological properties (health) of the soil ensuring the maintenance and/or improvement and/or protection of the microbiological biodiversity of the soil while controlling key pathogens (Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp.) in the cultivation of soft fruits exhibiting plant biostimulation properties, containing bacterial strains of the genus Bacillus. The method is characterized in that two environmental bacterial isolates, Bacillus subtilis AF75AB2 - sequence no. 1, Bacillus sp. AF75BC - sequence no. 2 on the list of sequences that do not show mutual antagonistic activity, are used, selected from the rhizosphere soil, cultivated on a multiplication medium with whey and microelements, prepared in water, suspended in a liquid organic carrier or dried on a loose carrier or lyophilized on a loose carrier. In addition, a proper carrier is used in the form of whey, preferably acid neutralized, enriched with wheat bran, preferably durum, dry humic acids, ground mustard seeds, rapeseed oil and clove oil for a dry product form for spreading, which can be pelleted to form a pellet for soil conditioning, or to obtain a form of a microbiological fertilizer product for suspension in water and spraying/irrigation, whey powder, wheat bran and rapeseed oil are replaced with micronized dolomite, and to obtain a form for dissolving in water and spraying/irrigation, whey powder, wheat bran and rapeseed oil are replaced with maltodextrin.
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania nawozowego produktu mikrobiologicznego i nawozowy produkt mikrobiologiczny do kondycjonowania gleby oraz utrzymania i/lub poprawy właściwości biologicznych (zdrowia) gleby zapewniający utrzymanie i/lub poprawę i/lub ochronę bioróżnorodności mikrobiologicznej gleby przy jednoczesnym kontrolowaniu kluczowych patogenów (Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp.) w uprawie owoców miękkich wykazujący cechy biostymulacji roślin, zawierający szczepy bakteryjne Bacillus spp., a także składniki nośnika, w tym serwatkę w proszku, korzystnie kwaśną neutralizowaną, otręby pszenne korzystnie durum, suche kwasy humusowe, mielone nasiona gorczycy, olej rzepakowy oraz olejek goździkowy, który stosuje się w formie sypkiej albo w postaci peletu albo po zastąpieniu serwatki, otrąb i oleju rzepakowego dolomi tem mikronizowanym lub maltodekstryną w postaci oprysku przygotowanego z postaci suchej nierozpuszczalnej w wodzie lub rozpuszczalnej w wodzie.The subject of the invention is a method for obtaining a microbiological fertilizer product and a microbiological fertilizer product for conditioning the soil and maintaining and/or improving the biological properties (health) of the soil, ensuring the maintenance and/or improvement and/or protection of the microbiological biodiversity of the soil while controlling key pathogens (Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp.) in the cultivation of soft fruits, exhibiting plant biostimulation properties, containing bacterial strains of Bacillus spp., as well as carrier components, including powdered whey, preferably acid neutralized, wheat bran, preferably durum, dry humic acids, ground mustard seeds, rapeseed oil and clove oil, which is used in a loose form or in the form of a pellet or after replacing the whey, bran and rapeseed oil with micronized dolomite or maltodextrin in the form of a spray. prepared from a dry, water-insoluble or water-soluble form.
Bakterie z rodzaju Bacillus są grupą mikroorganizmów, wśród których występują szczepy posiadające właściwości promujące wzrost i rozwój roślin, stąd należą do intensywnie badanych drobnoustrojów o dużym potencjale wykorzystania w ogrodnictwie. Warto wspomnieć, że przedstawiciele tego rodzaju należą do mikroorganizmów zasiedlających różne nisze ekologiczne, występują niemal we wszystkich typach gleb, a także charakteryzują się dużą tolerancją na stresy środowiskowe, w tym wysokie temperatury. Bakterie z rodzaju Bacillus należą do mikroorganizmów przetrwalnikujących, a także szybko się namnażają w płynnych podłożach hodowlanych.Bacteria of the Bacillus genus are a group of microorganisms, including strains with properties that promote plant growth and development. Therefore, they are intensively studied microorganisms with significant potential for use in horticulture. It's worth noting that members of this genus inhabit diverse ecological niches, occur in almost all soil types, and are characterized by high tolerance to environmental stresses, including high temperatures. Bacteria of the Bacillus genus are spore-forming microorganisms and multiply rapidly in liquid culture media.
W obecnym stanie wiedzy opisano, że wśród bakterii z rodzaju Bacillus występują szczepy, które stymulują wzrost i rozwój roślin, dzięki produkcji różnych metabolitów, charakteryzują się wysoką aktywnością enzymatyczną i metaboliczną, która jest przydatna w transformacji materii organicznej, a także posiadają zdolności antagonistyczne wobec mikroorganizmów potencjalnie fitopatogenicznych, jednakże cechy te nie należą do oczywistych i wyodrębnienie odpowiednich szczepów wymaga szeregu badań. Poniżej przedstawiono kilka przykładów wykorzystania szczepów Bacillus spp. do zastosowań w rolnictwie i ogrodnictwie.Current knowledge suggests that strains of Bacillus species stimulate plant growth and development through the production of various metabolites. They are characterized by high enzymatic and metabolic activity, which is useful in the transformation of organic matter, and possess antagonistic properties against potentially phytopathogenic microorganisms. However, these characteristics are not self-evident, and identifying suitable strains requires extensive research. Below are several examples of the use of Bacillus spp. strains in agriculture and horticulture.
Przykładem wykorzystania szczepów z rodzaju Bacillus jest preparat zawierający przetrwalniki szczepu Bacillus amyloliquefaciens (NRRL B-50349), który efektywnie ograniczał wzrost fitopatogenów grzybowych takich jak: Aspergillus niger; Bremia lactucae, Erisphe necator, Rhizoctonia Solani, Sclerotinia sclerotiorum, Septoria apicola, Spatherotheca fuligniea, Spatherotheca macularis (Snyder A., Vance Gnanmanickam S., Bacillus amyloliquefaciens strain, 2016, US Patent: US 9234251B2).An example of the use of strains of the Bacillus genus is a preparation containing spores of the Bacillus amyloliquefaciens strain (NRRL B-50349), which effectively limited the growth of fungal phytopathogens such as: Aspergillus niger; Bremia lactucae, Erisphe necator, Rhizoctonia Solani, Sclerotinia sclerotiorum, Septoria apicola, Spatherotheca fuligniea, Spatherotheca macularis (Snyder A., Vance Gnanmanickam S., Bacillus amyloliquefaciens strain, 2016, US Patent: US 9234251B2).
Znane jest również wykorzystanie w ochronie roślin szczepów Bacillus methylotrophicus XT1 oraz XT2 o aktywności antagonistycznej w stosunku do Verticillium dahliae, Botrytis cinerea i Phytophthora cactorum (Bejar Luque M.V., Llamas Company, Inmaculada, Ruiz Garda C., Quesada Arroquia E., Use of Bacillus methylotrophicus as a stimulant of plant growth and biological control means, and isolates of said species, 2016, CA Patent: CA 2991678 A1). Szczepy bakteryjne Bacillus subtilis i Bacillus licheniformis zostały także wykorzystane jako komponenty preparatu nicieniobójczego (Abilio A., Knap I., De Freitas Zambelli L.S., Kompozycja nicieniobójcza zawierajqca Bacillus subtilis i Bacillus licheniformis, EP2603086).The use of Bacillus methylotrophicus XT1 and XT2 strains with antagonistic activity against Verticillium dahliae, Botrytis cinerea and Phytophthora cactorum in plant protection is also known (Bejar Luque M.V., Llamas Company, Inmaculada, Ruiz Garda C., Quesada Arroquia E., Use of Bacillus methylotrophicus as a stimulant of plant growth and biological control means, and isolates of said species, 2016, CA Patent: CA 2991678 A1). Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis bacterial strains have also been used as components of a nematicidal preparation (Abilio A., Knap I., De Freitas Zambelli L.S., Nematicidal composition containing Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis, EP2603086).
Izolaty Bacillus subtilis 4/7 (PCM B/00105) i/lub Bacillus licheniformis 4/18 (PCM B/00106) o wysokiej aktywności celulolitycznej zostały wykorzystane jako komponenty preparatu do mineralizacji materii organicznej, w którym bakterie te osadzone są na nośniku w postaci minerału glinokrzemianowego (Ciecierski W., Kardasz H., Szychowska K., Wilk R., Preparat mikrobiologiczny do mineralizacji materii organicznej zawierającej celulozę, zwłaszcza odpadów pożniwnych oraz zastosowanie preparatu mikrobiologicznego w uprawie roślin, Pat.230762).Bacillus subtilis 4/7 (PCM B/00105) and/or Bacillus licheniformis 4/18 (PCM B/00106) isolates with high cellulolytic activity were used as components of a preparation for the mineralization of organic matter, in which these bacteria are embedded on a carrier in the form of an aluminosilicate mineral (Ciecierski W., Kardasz H., Szychowska K., Wilk R., Microbiological preparation for the mineralization of organic matter containing cellulose, especially post-harvest waste, and the use of the microbiological preparation in plant cultivation, Pat.230762).
Badania nad rozwojem ekologicznych technik uprawy roślin sadowniczych koncentrują się m.in. na analizie różnorodności biologicznej mikroorganizmów w środowisku glebowym i zmianach intensywności procesów zachodzących w ryzosferze czy stosowaniu bioproduktów w celu ochrony roślin przed patogenami grzybowymi i szkodnikami (Frąc, M., Hannula, E.S., Bełka, M., Salles, J.F., Jedryczka, M., 2022. Soil mycobiome in sustainable agriculture. Front. Microbiol. 13:1033824. 10.3389/fmicb.2022.1033824).Research on the development of ecological techniques for growing fruit plants focuses, among others, on the analysis of the biodiversity of microorganisms in the soil environment and changes in the intensity of processes occurring in the rhizosphere or the use of bioproducts to protect plants against fungal pathogens and pests (Frąc, M., Hannula, E.S., Bełka, M., Salles, J.F., Jedryczka, M., 2022. Soil mycobiome in sustainable agriculture. Front. Microbiol. 13:1033824. 10.3389/fmicb.2022.1033824).
W rolnictwie ekologicznym dopuszcza się stosowanie nawozów naturalnych i substancji poprawiających właściwości gleby. Są to produkty nieorganiczne i organiczne, które są przyjazne dla środowiska i ludzi (EASAC, 2022. Regenerative agriculture in Europe: A critical analysis of contributions to European Union Farm to Fork and Biodiversity Strategies. European Academies Science Advisory Council, policy report 44, April 2022, pp. 1-70, ISBN: 978-3-8047-4372-4, www.easac.eu). Na rynku europejskim dostępne są nawozy organiczne oraz substancje do poprawy właściwości gleb produkowane na bazie ekstraktów roślinnych oraz kompostu. Bioprodukty na bazie wyciągów z roślin zawierają coraz częściej dodatek pożytecznych mikroorganizmów, które wykorzystywane są również do zwalczania chorób i szkodników (Pylak M., Oszust K., Frąc M. (2019). Review report on the role of bioproducts, biopreparations, biostimulants and microbial inoculants in organic production of fruit. Rev Environ Sci Biotechnol (2019) 18:597-616, https://doi.org/10.1007/s11157-019-09500-5).Organic farming allows the use of natural fertilizers and soil conditioners. These include inorganic and organic products that are environmentally and human-friendly (EASAC, 2022. Regenerative agriculture in Europe: A critical analysis of contributions to the European Union Farm to Fork and Biodiversity Strategies. European Academies Science Advisory Council, policy report 44, April 2022, pp. 1-70, ISBN: 978-3-8047-4372-4, www.easac.eu). Organic fertilizers and soil conditioners based on plant extracts and compost are available on the European market. Bioproducts based on plant extracts increasingly contain the addition of beneficial microorganisms, which are also used to control diseases and pests (Pylak M., Oszust K., Frąc M. (2019). Review report on the role of bioproducts, biopreparations, biostimulants and microbial inoculants in organic production of fruit. Rev Environ Sci Biotechnol (2019) 18:597-616, https://doi.org/10.1007/s11157-019-09500-5).
Sytuacja rolnictwa ekologicznego zmienia się dynamicznie w Polsce, Europie i na świecie, jednakże pomimo trudności wielu rolników wciąż przekształca gospodarstwa na system uprawy ekologicznej, a tendencja wzrostowa tego typu upraw obserwowana i wspierana jest również przez Unię Europejską (European Commission. Communication from the commission to the European Parliament, the council, the European economic and social committee and the committee of the regions. A Farm to Fork Strategy for a Fair, Healthy and Environmentally-friendly Food System, 2020, ISBN 9789896540821, European Commission, Brussels, Belgium). Jednakże liczne spotkania i rozmowy z rolnikami, a także diagnozy na podstawie badań ankietowych wskazują, że w Polsce brakuje skutecznych bioproduktów na bazie mikroorganizmów, a w szczególności z zawartością rodzimych szczepów bakteryjnych, nadających się do uprawy ekologicznej i nawożenia roślin ogrodniczych, w tym zwłaszcza dedykowanych uprawom owoców miękkich. Rolnictwo stoi przed wyzwaniem opracowania strategii zrównoważonego rozwoju, której zadaniem jest ochrona nieodnawialnych zasobów naturalnych, do których należy również gleba. W ostatnich dziesięcioleciach wiele uwagi poświęcono łagodzeniu erozji gleby poprzez fizyczne środki ochrony i dostarczanie dodatkowych składników odżywczych i wody w celu zaspokojenia potrzeb upraw. Mniej uwagi poświęcono glebie jako dynamicznemu żywemu organizmowi, chociaż jej stan ma zasadnicze znaczenie dla produkcji żywności oraz dla globalnej równowagi i funkcjonowania ekosystemu. Jakość i zdrowotność gleby determinują rozwój zrównoważonego rolnictwa, utrzymanie jakości środowiska i w konsekwencji wspieranie zdrowia roślin, zwierząt i ludzi (Frąc, M., Hannula, S.E., Bełka, M., Jędryczka, M., 2018. Fungal Biodiversity and Their Role in Soil Health. Front. Microbiol. 9:707. doi: 10.3389/fmicb.2018.00707). Praktyki rolnicze, które wykorzystują duże ilości środków zewnętrznych, takich jak nawozy nieorganiczne, pestycydy i inne sztuczne środki mogą przezwyciężyć specyficzne ograniczenia glebowe w produkcji roślinnej, jednak coraz częściej obserwowany jest niekorzystny wpływ tych dodatków na środowisko, co prowadzi do ciągłej degradacji środowiska, w tym utraty różnorodności biologicznej gleby. Dlatego rolnictwo zrównoważone, w tym ekologiczne jest obecnie jedną z najszybciej rozwijających się gałęzi rolnictwa na świecie, w szczególności w Unii Europejskiej (EASAC, 2022. Regenerative agriculture in Europe: A critical analysis of contributions to European Union Farm to Fork and Biodiversity Strategies. European Academies Science Advisory Council, policy report 44, April 2022, pp. 1-70, ISBN: 978-3-8047-4372-4, www.easac.eu).The situation of organic farming is changing dynamically in Poland, Europe, and globally. However, despite difficulties, many farmers continue to convert their farms to organic farming, and the upward trend in this type of farming is also observed and supported by the European Union (European Commission. Communication from the commission to the European Parliament, the European Council, the European Economic and Social Committee, and the Committee of the Regions. A Farm to Fork Strategy for a Fair, Healthy, and Environmentally-friendly Food System, 2020, ISBN 9789896540821, European Commission, Brussels, Belgium). However, numerous meetings and discussions with farmers, as well as diagnoses based on surveys, indicate that Poland lacks effective bioproducts based on microorganisms, particularly those containing native bacterial strains suitable for organic farming and fertilization of horticultural plants, especially those dedicated to soft fruit cultivation. Agriculture faces the challenge of developing a sustainable development strategy that protects non-renewable natural resources, including soil. In recent decades, much attention has been paid to mitigating soil erosion through physical protection measures and the provision of additional nutrients and water to meet crop needs. Less attention has been paid to soil as a dynamic living organism, although its condition is crucial for food production and for the global balance and functioning of the ecosystem. Soil quality and health determine the development of sustainable agriculture, maintaining environmental quality, and consequently supporting the health of plants, animals, and humans (Frąc, M., Hannula, S.E., Bełka, M., Jędryczka, M., 2018. Fungal Biodiversity and Their Role in Soil Health. Front. Microbiol. 9:707. doi: 10.3389/fmicb.2018.00707). Agricultural practices that utilize large amounts of external inputs such as inorganic fertilizers, pesticides, and other artificial inputs can overcome specific soil limitations in crop production. However, the adverse impact of these additives on the environment is increasingly observed, leading to ongoing environmental degradation, including the loss of soil biodiversity. Therefore, sustainable agriculture, including organic farming, is currently one of the fastest-growing sectors of agriculture in the world, particularly in the European Union (EASAC, 2022. Regenerative agriculture in Europe: A critical analysis of contributions to European Union Farm to Fork and Biodiversity Strategies. European Academies Science Advisory Council, policy report 44, April 2022, pp. 1-70, ISBN: 978-3-8047-4372-4, www.easac.eu).
Dlatego też nowe rozwiązania, w tym rozwój nawozowych produktów mikrobiologicznych jest potrzebny dla środowiska i oczekiwany przez rolników oraz producentów nawozów i bioproduktów w celu zmiany profilu produkcji na bardziej zielony i ekologiczny oraz w celu dostarczenia rolnikom narzędzi do produkcji zrównoważonej.Therefore, new solutions, including the development of microbiological fertilizer products, are needed for the environment and expected by farmers and producers of fertilizers and bioproducts in order to change the production profile to a more green and ecological one and to provide farmers with tools for sustainable production.
Z publikacji: Paweł Trzciński, Mateusz Frąc, Anna Lisek, Michał Przybył, Magdalena Frąc, Lidia Sas-Paszt, Growth promotion of raspberry and strawberry plants by bacterial inoculants, Acta Sci. Pol. Hortorum Cultus, 20(6) 2021, 71-82, https://doi.org/10.24326/asphc.2021,6,8: oraz publikacji Drobek M, Cybulska J, Gałązka A, Feledyn-Szewczyk B, Marzec-Grządziel A, Sas-Paszt L, Gryta A, Trzciński P, Zdunek A and Frąc M (2021) The Use of Interactions Between Microorganisms in Strawberry Cultivation (Fragaria x ananassa Duch.). Front. Plant Sci. 12:780099. doi: 10.3389/fpls.2021.780099, jak również publikacji: Anna Gałązka, Anna Marzec-Grządziel, Jarosław Grządziel, Karolina Gawryjołek, Karolina Furtak, Jarosław Ciepiel, Magdalena Frąc, Zastosowanie mikroorganizmów do ochrony roślin przed patogenami grzybowymi w ekologicznej uprawie truskawki, 60. Sesja Naukowa Instytutu Ochrony Roślin Państwowego Instytutu Badawczego, Poznań, 11-13 lutego 2020 r., str. 175-176, znane jest zastosowanie, pośród innych, izolatów bakteryjnych między innymi Bacillus sp. AF75AB2, AF75BC do kontroli wzrostu patogenów grzybowych roślin malin i truskawek takich jak: Verticillium dahliae, Botrytis cinerea, Phytophthora cactorum i Colletotrichum acutatum.From the publication: Paweł Trzciński, Mateusz Frąc, Anna Lisek, Michał Przybył, Magdalena Frąc, Lidia Sas-Paszt, Growth promotion of raspberry and strawberry plants by bacterial inoculants, Acta Sci. Pol. Hortorum Cultus, 20(6) 2021, 71-82, https://doi.org/10.24326/asphc.2021,6,8: and the publication Drobek M, Cybulska J, Gałązka A, Feledyn-Szewczyk B, Marzec-Grządziel A, Sas-Paszt L, Gryta A, Trzciński P, Zdunek A and Frąc M (2021) The Use of Interactions Between Microorganisms in Strawberry Cultivation (Fragaria x ananassa Duch.). Front. Plant Sci. 12:780099. doi: 10.3389/fpls.2021.780099, as well as publications: Anna Gałązka, Anna Marzec-Grządziel, Jarosław Grządziel, Karolina Gawryjołek, Karolina Furtak, Jarosław Ciepiel, Magdalena Frąc, The use of microorganisms to protect plants against fungal pathogens in organic strawberry cultivation, 60th Scientific Session of the Institute of Plant Protection of the National Research Institute, Poznań, February 11-13, 2020, pp. 175-176, the use of, among others, bacterial isolates including Bacillus sp. AF75AB2, AF75BC to control the growth of fungal pathogens of raspberry and strawberry plants such as: Verticillium dahliae, Botrytis cinerea, Phytophthora cactorum and Colletotrichum acutatum is known.
Publikacja: da Silva MSRA, Dos Santos BMS, da Silva CSRA, da Silva CSRA, Antunes LFS, Dos Santos RM, Santos CHB, Rigobelo EC. Humic Substances in Combination With Plant Growth-Promoting Bacteria as an Alternative for Sustainable Agriculture. Front Microbiol. 2021;12:719653. doi: 10.3389/fmicb.2021.719653 oraz publikacja: Agnieszka Rutkowska, STUDIA I RAPORTY IUNG-PIB, Zeszyt 48(2): 65-80, 2016, Biostymulatory w nowoczesnej uprawie roślin, doi: 10.26114/sir.iung.2016.48.05 opisują wykorzystywanie związków humusowych w uprawach roślin, potwierdzając ich wysoką skuteczność.Publication: da Silva MSRA, Dos Santos BMS, da Silva CSRA, da Silva CSRA, Antunes LFS, Dos Santos RM, Santos CHB, Rigobelo EC. Humic Substances in Combination With Plant Growth-Promoting Bacteria as an Alternative for Sustainable Agriculture. Front Microbiol. 2021;12:719653. doi: 10.3389/fmicb.2021.719653 and publication: Agnieszka Rutkowska, STUDIES AND REPORTS IUNG-PIB, Issue 48(2): 65-80, 2016, Biostimulants in modern plant cultivation, doi: 10.26114/sir.iung.2016.48.05 describe the use of humic compounds in plant cultivation, confirming their high effectiveness.
Najczęściej patenty dotyczą biopreparatów wykorzystywanych do zwalczania patogenów roślin warzywnych i uprawnych, a brak jest rozwiązań, obejmujących nawozowe preparaty mikrobiologiczne do utrzymania i/lub poprawy właściwości mikrobiologicznych i bioróżnorodności gleby, wykazujące jednocześnie antagonistyczne oddziaływanie na kluczowe patogeny grzybowe i grzybopodobne lęgniowce, przeznaczonych również do stosowania w ekologicznej uprawie owoców miękkich, które w szczególności nadają się do przygotowania gleby pod nowozakładane plantacje poprzez kondycjonowanie gleby dzięki zastosowaniu peletowanego biopreparatu z mikroorganizmami lub jego formy sypkiej. Znane rozwiązania obejmują kontrolę pojedynczych patogenów np. z rodzaju Botrytis, jednak brak jest bioproduktów o kompleksowym działaniu, które są skuteczne dla czterech kluczowych fitopatogenów (Botrytis spp., Colletotrichum spp., Phytophthora spp., Verticillium spp.), utrzymania i/lub poprawy bioróżnorodności mikrobiologicznej gleby i wspomagania wzrostu roślin.Patents most often concern biopreparations used to control pathogens of vegetable and crop plants. There are no solutions encompassing microbiological fertilizers that maintain and/or improve microbiological properties and soil biodiversity, simultaneously exhibiting antagonistic effects on key fungal pathogens and fungal-like oomycetes. These are also intended for use in organic soft fruit cultivation. These products are particularly suitable for preparing soil for newly established plantations by conditioning the soil with pelleted biopreparations containing microorganisms or in their powder form. Known solutions cover the control of individual pathogens, such as those of the Botrytis genus, but there are no comprehensive bioproducts effective against the four key phytopathogens (Botrytis spp., Colletotrichum spp., Phytophthora spp., Verticillium spp.), maintaining and/or improving soil microbial biodiversity, and supporting plant growth.
Brak jest też doniesień literaturowych i patentów odnośnie peletowanych form biopreparatów zawierających mikroorganizmy oraz odnośnie łącznego zastosowania mikroorganizmów na nośnikach złożonych z serwatki w proszku, otrąb pszennych, suchych kwasów humusowych, mielonych nasion gorczycy, oleju rzepakowego i olejku goździkowego, które tworzą kompozycję nawozowego produktu mikrobiologicznego do aplikacji w formie sypkiej lub peletowanej bezpośrednio pod sadzonki, ale również do gleby w celu jej kondycjonowania i przygotowania pod uprawy owoców miękkich.There are also no literature reports and patents regarding pelleted forms of biopreparations containing microorganisms and regarding the combined use of microorganisms on carriers composed of whey powder, wheat bran, dry humic acids, ground mustard seeds, rapeseed oil and clove oil, which create a composition of a microbiological fertilizing product to be applied in a loose or pelleted form directly under seedlings, but also to the soil in order to condition it and prepare it for the cultivation of soft fruits.
Celem wynalazku jest zatem opracowanie nawozowego produktu mikrobiologicznego do kondycjonowania gleby oraz utrzymania i/lub poprawy jej jakości mikrobiologicznej, (zdrowia) gleby zapewniając utrzymanie i/lub poprawę i/lub ochronę bioróżnorodności mikrobiologicznej gleby przy jednoczesnym kontrolowaniu kluczowych patogenów (Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp.) w uprawie owoców miękkich wykazującego cechy biostymulacji roślin.The aim of the invention is therefore to develop a microbiological fertilizer product for conditioning the soil and maintaining and/or improving its microbiological quality (health) of the soil, ensuring the maintenance and/or improvement and/or protection of soil microbiological biodiversity while controlling key pathogens (Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp.) in the cultivation of soft fruits, exhibiting plant biostimulation properties.
Prowadząc badania nad nawozowymi produktami mikrobiologicznymi zawierającymi szczepy z rodzaju Bacillus, nieoczekiwanie okazało się, że dwa z nich nie tylko wykazują właściwości antagonistyczne w stosunku do fitopatogenów Botrytis spp., Verticillium spp., Colletotrichum spp. i Phytophthora spp., ale immobilizowane na odpowiednich nośnikach wykazują wzmożone właściwości antagonistyczne w stosunku do tych patogenów roślin, wpływają na zachowanie i/lub poprawę bioróżnorodności mikrobiologicznej gleby, w tym jej zdrowia, jak również wykazują cechy wspomagające biostymulacyjne działanie na wzrost i rozwój roślin.While conducting research on microbiological fertilizer products containing strains of the Bacillus genus, it was unexpectedly found that two of them not only exhibit antagonistic properties towards the phytopathogens Botrytis spp., Verticillium spp., Colletotrichum spp. and Phytophthora spp., but when immobilized on appropriate carriers, they exhibit increased antagonistic properties towards these plant pathogens, influence the preservation and/or improvement of soil microbiological biodiversity, including its health, as well as exhibit features supporting biostimulatory effects on plant growth and development.
Dlatego też powyższy cel został osiągnięty poprzez opracowanie sposobu otrzymywania nawozowego produktu mikrobiologicznego do kondycjonowania gleby oraz utrzymania i/lub poprawy jej jakości mikrobiologicznej, (zdrowia) gleby zapewniając utrzymanie i/lub poprawę i/lub ochronę bioróżnorodności mikrobiologicznej gleby przy jednoczesnym kontrolowaniu kluczowych patogenów (Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp.) w uprawie owoców miękkich wykazującego cechy biostymulacji roślin, jak również poprzez opracowanie kompozycji nawozowego produktu mikrobiologicznego. Przeprowadzone badania doprowadziły do uzyskania unikalnego, zoptymalizowanego składu podłoża płynnego do hodowli bakterii, nośników i innych składników, na których immobilizowane są mikroorganizmy, które doprowadziły do uzyskania unikalnej kompozycji poszczególnych składników nawozowego produktu mikrobiologicznego, które warunkuj ą właściwości i oryginalność opracowanego rozwiązania, stanowiąc jednocześnie zastrzeżenie patentowe.Therefore, the above goal was achieved by developing a method for obtaining a microbiological fertilizer product for soil conditioning and maintaining and/or improving its microbiological quality (soil health), ensuring the maintenance and/or improvement and/or protection of soil microbiological biodiversity while simultaneously controlling key pathogens (Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp.) in soft fruit cultivation, demonstrating plant biostimulation characteristics. The research also led to the development of a microbiological fertilizer product composition. The research led to a unique, optimized composition of the liquid medium for bacterial cultivation, carriers, and other components on which microorganisms are immobilized. This led to the creation of a unique composition of the individual components of the microbiological fertilizer product, which determine the properties and originality of the developed solution and constitute a patent claim.
Istotą sposobu otrzymywania nawozowego produktu mikrobiologicznego do kondycjonowania gleby oraz utrzymania i/lub poprawy jej jakości mikrobiologicznej, (zdrowia) gleby zapewniając utrzymanie i/lub poprawę i/lub ochronę bioróżnorodności mikrobiologicznej gleby przy jednoczesnym kontrolowaniu kluczowych patogenów (Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp.) w uprawie owoców miękkich wykazującego cechy biostymulacji roślin, z zastosowaniem szczepów bakterii z rodzaju Bacillus, jest to, że stosuje się:The essence of the method for obtaining a fertilizing microbiological product for soil conditioning and maintaining and/or improving its microbiological quality (health) of the soil, ensuring the maintenance and/or improvement and/or protection of soil microbiological biodiversity while controlling key pathogens (Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp.) in the cultivation of soft fruits showing plant biostimulation characteristics, using bacterial strains of the genus Bacillus, is that:
- dwa wyselekcjonowane z ryzosfery zdrowych roślin, nie wykazujące wzajemnego antagonistycznego działania izolaty bakteryjne: Bacillus subtilis AF75AB2 - sekwencja nr 1, Bacillus sp. AF75BC - sekwencja nr 2 na liście sekwencji, hodowane na przygotowanym na wodzie podłożu namnażającym z serwatką i mikroelementami i zawierającym w 1 litrze: 20 g serwatki w proszku, korzystnie kwaśnej, neutralizowanej, 6,6 g Na2HPO4, 3 g KH2PO4, 1 g NH4O, 0,5 g NaCl, 0,022 g CaCl2, 0,18 g MgSO4, 12,9 mg FeCl2, w granicach ±10% każdego ze składników podłoża, suszone na sypkim nośniku albo liofilizowane na sypkim nośniku;- two bacterial isolates selected from the rhizosphere of healthy plants, not showing mutual antagonistic activity: Bacillus subtilis AF75AB2 - sequence no. 1, Bacillus sp. AF75BC - sequence no. 2 on the sequence list, cultivated on a multiplication medium prepared in water with whey and microelements and containing in 1 liter: 20 g of whey powder, preferably acidic, neutralized, 6.6 g of Na2HPO4, 3 g of KH2PO4, 1 g of NH4O, 0.5 g of NaCl, 0.022 g of CaCl2, 0.18 g of MgSO4, 12.9 mg of FeCl2, within the limits of ±10% of each of the medium components, dried on a loose carrier or lyophilized on a loose carrier;
- nośnik właściwy w postaci mieszaniny serwatki w proszku, otrąb pszennych i oleju rzepakowego dla postaci sypkiej do aplikacji posypowej lub dla postaci peletu albo dolomitu mikronizowanego dla postaci suchej nierozpuszczalnej w wodzie albo maltodekstryny dla postaci suchej rozpuszczalnej w wodzie;- a proper carrier in the form of a mixture of whey powder, wheat bran and rapeseed oil for the loose form for spreading or for the pellet form or micronized dolomite for the dry form insoluble in water or maltodextrin for the dry form soluble in water;
- dodatek mieszaniny suchych kwasów humusowych, mielonych nasion gorczycy oraz olejku goździkowego jako uzupełniających komponentów nośnika właściwego.- addition of a mixture of dry humic acids, ground mustard seeds and clove oil as supplementary components of the actual carrier.
Sposób korzystnie obejmuje sposób prowadzenia hodowli szczepów bakterii z rodzaju Bacillus, o sekwencjach odpowiednio nr 1 i 2, wskazanych na liście sekwencji, polegający na ich hodowli na podłożu namnażającym przygotowanym na wodzie z serwatką i z mikroelementami, zawieszeniu lub suszeniu na nośniku oraz suplementacji dodatkami w postaci suchych kwasów humusowych, mielonych nasion gorczycy oraz olejku goździkowego. Szczepy bakterii namnaża się wstępnie w hodowli stacjonarnej, na podłożu agarowym Plate Count Agar, w temperaturze 25-30°C przez 24-48 godzin. Następnie tak przygotowanym inokulum szczepi się płynne podłoże namnażające, w ilości 5%-15% objętości podłoża hodowlanego i prowadzi się hodowlę namnażającą w warunkach hodowli wytrząsanej w temperaturze 30°C przy 120 rpm.The method preferably comprises a method for culturing bacterial strains of the genus Bacillus, with sequence numbers 1 and 2, respectively, indicated in the sequence list, consisting of culturing them in a multiplication medium prepared with water and whey and microelements, suspending or drying them on a carrier, and supplementing them with additives in the form of dry humic acids, ground mustard seeds, and clove oil. The bacterial strains are initially cultured in a stationary culture on Plate Count Agar at a temperature of 25-30°C for 24-48 hours. The liquid multiplication medium is then inoculated with the inoculum prepared in an amount of 5%-15% of the culture medium volume, and the multiplication is carried out under shaking culture conditions at a temperature of 30°C and 120 rpm.
Korzystnie stosuje się do hodowli bakterii inokulum o transmitancji 90%.It is preferable to use an inoculum with a transmittance of 90% for culturing bacteria.
Hodowlę namnażającą prowadzi się korzystnie przez 48 godzin.The expansion culture is preferably carried out for 48 hours.
Korzystnie podłoże namnażające z serwatką zawiera mikroelementy: Mn, Zn, Cu, Co i Mo.Preferably, the whey-based growth medium contains the following microelements: Mn, Zn, Cu, Co and Mo.
Po otrzymaniu miana hodowli namnażającej nie mniejszego niż 109 jtk/ml korzystnie przeprowadza się etap indukcji przetrwalnikowania, najlepiej poprzez zmianę zasolenia podłoża hodowlanego dodatkiem KCl, do uzyskania zasolenia 4% i po 48 godzinach hodowli i wytworzeniu przetrwalników przez komórki bakteryjne. Następnie hodowlę pasteryzuje się poprzez inkubację w temperaturze 80°C przez 20 minut i otrzymaną zawiesinę przetrwalników stosuje się jako główny komponent nawozowego produktu mikrobiologicznego.After obtaining a multiplication culture titer of no less than 109 cfu/ml, a sporulation induction step is preferably performed, preferably by changing the salinity of the culture medium with KCl to achieve a salinity of 4%, and after 48 hours of cultivation and spore production by bacterial cells. The culture is then pasteurized by incubation at 80°C for 20 minutes, and the resulting spore suspension is used as the main component of the microbiological fertilizer product.
Korzystnie po zakończeniu hodowli, przygotowaną zawiesinę przetrwalników suszy się w suszarce rozpyłowej na serwatce w proszku albo poddaje się liofilizacji z dodatkiem serwatki w proszku, jako krioprotektanta, w ilości 5% świeżej masy żwirowanych drobnoustrojów.Preferably, after the cultivation is completed, the prepared spore suspension is dried in a spray dryer on whey powder or is subjected to lyophilization with the addition of whey powder as a cryoprotectant in the amount of 5% of the fresh mass of the graveled microorganisms.
Korzystnym jest, gdy wysuszone bakterie albo liofilizaty bakteryjne o koncentracji nie mniejszej niż 1011 jtk/g dodaje się w równych ilościach do uzyskania produktu o koncentracji każdego ze szczepów w zakresie 108-1011 jtk/g.It is advantageous when dried bacteria or bacterial lyophilisates with a concentration of not less than 1011 cfu/g are added in equal amounts to obtain a product with a concentration of each strain in the range of 108-1011 cfu /g.
W wariancie postaci sypkiej do stosowania posypowego jako komponent nośnika stosuje się mieszaninę: otrąb pszennych, korzystnie durum, w ilości 80-120 g/kg produktu, oleju rzepakowego w ilości 40-60 g/kg produktu, suchych kwasów humusowych w ilości 8-12 g/kg produktu, olejku z goździka w ilości 0,1 ml/kg produktu, mielonych nasion gorczycy w ilości 8-12 g/kg produktu, a jako nośnik wszystkich komponentów stosuje się serwatkę w proszku, korzystnie kwaśną neutralizowaną, stanowiącą dopełnienie do 1 kg.In the loose form variant for spreading use, a mixture of: wheat bran, preferably durum, in the amount of 80-120 g/kg of product, rapeseed oil in the amount of 40-60 g/kg of product, dry humic acids in the amount of 8-12 g/kg of product, clove oil in the amount of 0.1 ml/kg of product, ground mustard seeds in the amount of 8-12 g/kg of product, and powdered whey, preferably acid neutralized, is used as a carrier for all components, constituting a supplement to 1 kg.
Do postaci peletu do kondycjonowania gleby przygotowaną postać sypką do stosowania posypowego poddaje się peletyzacji, korzystnie przy temperaturze wejściowej peletowanego materiału wynoszącej 25°C-28°C oraz wilgotności peletowanego materiału mieszczącej się w granicach 4-5%.To obtain pellets for soil conditioning, the prepared bulk form for spreading is pelletized, preferably at an input temperature of the pelleted material of 25°C-28°C and a moisture content of the pelleted material of 4-5%.
W wariancie postaci suchej nierozpuszczalnej w wodzie dolomit mikronizowany jako komponent nośnika stanowi dopełnienie do 1 kg produktu.In the dry, water-insoluble form, micronized dolomite as a carrier component makes up 1 kg of the product.
W wariancie postaci suchej rozpuszczalnej w wodzie maltodekstryna jako komponent nośnika stanowi dopełnienie do 1 kg biopreparatu.In the dry, water-soluble form, maltodextrin as a carrier component makes up 1 kg of the biopreparation.
Istota nawozowego produktu mikrobiologicznego do kondycjonowania gleby i poprawy jej właściwości biologicznych, przy jednoczesnym kontrolowaniu patogenów Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp. w uprawie owoców miękkich, wykazujący cechy biostymulacji roślin, z zastosowaniem szczepów bakterii z rodzaju Bacillus, polega na tym, że zawiera dwa wyselekcjonowane z ryzosfery zdrowych roślin, nie wykazujące wzajemnego antagonistycznego działania izolaty bakteryjne: Bacillus subtilis AF75AB2 - sekwencja nr 1, Bacillus sp. AF75BC - sekwencja nr 2 na liście sekwencji, hodowane na podłożu namnażającym z serwatką i mikroelementami, przygotowanym na wodzie, suszone na sypkim nośniku albo liofilizowane na sypkim nośniku, nośnik właściwy w postaci mieszaniny serwatki w proszku, otrąb pszennych i oleju rzepakowego dla postaci sypkiej do aplikacji posypowej oraz dla postaci peletu biopreparatu albo dolomitu mikronizowanego dla postaci suchej nierozpuszczalnej w wodzie albo maltodekstryny dla postaci suchej rozpuszczalnej w wodzie, dodatek mieszaniny suchych kwasów humusowych, mielonych nasion gorczycy oraz olejku goździkowego jako uzupełniających komponentów nośnika właściwego.The essence of the microbiological fertilizer product for conditioning the soil and improving its biological properties, while controlling the pathogens Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp. in the cultivation of soft fruits, showing the features of plant biostimulation, using bacterial strains of the genus Bacillus, is that it contains two bacterial isolates selected from the rhizosphere of healthy plants, not showing mutual antagonistic activity: Bacillus subtilis AF75AB2 - sequence no. 1, Bacillus sp. AF75BC - sequence no. 2 on the sequence list, cultivated on a multiplication medium with whey and microelements, prepared on water, dried on a loose carrier or freeze-dried on a loose carrier, the carrier in the form of a mixture of whey powder, wheat bran and rapeseed oil for the loose form to for spreading application and for the pellet form of the biopreparation or micronized dolomite for the dry form, insoluble in water, or maltodextrin for the dry form, soluble in water, the addition of a mixture of dry humic acids, ground mustard seeds and clove oil as supplementary components of the proper carrier.
Nawozowy produkt mikrobiologiczny korzystnie zawiera szczepy bakteryjne Bacillus subtilis AF75AB2 - sekwencja nr 1, Bacillus sp. AF75BC - sekwencja nr 2, na liście sekwencji, w równym stosunku wagowym.The microbiological fertilizer product preferably contains the bacterial strains Bacillus subtilis AF75AB2 - sequence no. 1, Bacillus sp. AF75BC - sequence no. 2, in the sequence list, in an equal weight ratio.
Korzystnie izolaty bakteryjne wyhodowane są na podłożu namnażającym z serwatką w proszku, korzystnie kwaśną neutralizowaną.Preferably, bacterial isolates are grown on a multiplication medium with whey powder, preferably acid-neutralized whey.
Preferowanym jest, gdy koncentracja każdego z wysuszonych albo liofilizowanych szczepów bakteryjnych jest w zakresie 108-1011 jtk/g.It is preferred that the concentration of each dried or lyophilized bacterial strain is in the range of 108-1011 cfu /g.
W wariancie postaci sypkiej do stosowania posypowego nawozowy produkt mikrobiologiczny zawiera w 1 kilogramie 80-120 g otrąb pszennych korzystnie durum, 40-60 g oleju rzepakowego korzystnie ekologicznego, 8-12 g suchych kwasów humusowych, 8-12 g mielonych nasion gorczycy i 0,1 ml olejku z goździka, a jako nośnik wszystkich komponentów biopreparatu zawiera serwatkę w proszku korzystnie kwaśną neutralizowaną, stanowiącą dopełnienie do 1 kg.In the loose form for spreading, the microbiological fertilizer product contains 80-120 g of wheat bran, preferably durum, 40-60 g of rapeseed oil, preferably organic, 8-12 g of dry humic acids, 8-12 g of ground mustard seeds and 0.1 ml of clove oil per kilogram, and as a carrier for all components of the biopreparation it contains powdered whey, preferably acid neutralized, constituting a supplement to 1 kg.
W innym wariancie nawozowy produkt mikrobiologiczny ma postać peletu.In another variant, the microbiological fertilizer product is in the form of pellets.
W jeszcze innym wariancie jego postać sucha nierozpuszczalna w wodzie zawiera serwatkę sproszkowaną jako krioprotektant w procesie liofilizacji lub suszenia rozpyłowego, a dolomit mikronizowany jako nośnik stanowi dopełnienie do 1 kg.In yet another variant, its dry form, insoluble in water, contains whey powder as a cryoprotectant in the process of freeze-drying or spray-drying, and micronized dolomite as a carrier makes up the total weight of 1 kg.
W kolejnym wariancie postać sucha rozpuszczalna w wodzie nawozowego produktu mikrobiologicznego zawiera maltodekstrynę jako krioprotektant w procesie liofilizacji lub suszenia rozpyłowego, a maltodekstryna jako nośnik stanowi dopełnienie do 1 kg.In another variant, the dry form of the water-soluble microbiological fertilising product contains maltodextrin as a cryoprotectant in the freeze-drying or spray-drying process, and maltodextrin as a carrier is added to the 1 kg.
Szczepy saprofitycznych bakterii glebowych z rodzaju Bacillus (Bacillus subtilis sp. AF75AB2 oraz Bacillus sp. AF75BC), które zawiera nawozowy produkt mikrobiologiczny zostały wyizolowane z ryzosfery roślin, są szczepami rodzimymi, pochodzącymi z kolekcji SYMBIO BANK Instytutu Ogrodnictwa - Państwowego Instytutu Badawczego w Skierniewicach.Strains of saprophytic soil bacteria of the genus Bacillus (Bacillus subtilis sp. AF75AB2 and Bacillus sp. AF75BC), which contain the fertilizing microbiological product, were isolated from the rhizosphere of plants, they are native strains from the SYMBIO BANK collection of the Institute of Horticulture - State Research Institute in Skierniewice.
Otrzymany nawozowy produkt mikrobiologiczny w postaci sypkiej do aplikacji posypowej, w formie peletu oraz w postaci suchej nierozpuszczalnej i rozpuszczalnej w wodzie umożliwia kondycjonowanie gleby oraz utrzymanie i/lub poprawę jej bioróżnorodności mikrobiologicznej, a także ma wpływ na cechy wzrostu roślin oraz wpływa na kontrolowanie czterech istotnych patogenów owoców miękkich, w tym 3 grzybowych z rodzaju Botrytis, Colletotrichum, Verticillium oraz 1 lęgniowca z rodzaju Phytophthora.The obtained microbiological fertilizer product in a loose form for spreading, in the form of pellets and in a dry, insoluble and water-soluble form enables soil conditioning and maintaining and/or improving its microbiological biodiversity, and also influences plant growth characteristics and influences the control of four important soft fruit pathogens, including three fungal species of the genera Botrytis, Colletotrichum, Verticillium and one oomycete of the genus Phytophthora.
Należy podkreślić, że nie ma na rynku dostępnych biopreparatów do kondycjonowania gleby, zwłaszcza w formie peletu, o potwierdzonej skuteczności pod względem utrzymania i poprawy bioróżnorodności mikrobiologicznej gleby, które opierają się na analizie danych mikrobiomu ryzosfery. Analiza takich danych pozwala określić wpływ na bioróżnorodność mikrobiologiczną gleby, a analiza mikrobiomu korzeni daje możliwość oceny wpływu na bioróżnorodność mikrobiologiczną korzeni. Stąd przedstawione w niniejszym zgłoszeniu patentowym podejście jest unikatowe i innowacyjne i potwierdza korzystny wpływ opracowanego biopreparatu na środowisko glebowe i roślinę, dając podstawy dla uznania opracowanego bioproduktu za nawozowy produkt mikrobiologiczny.It should be emphasized that there are no commercially available biopreparations for soil conditioning, especially in pellet form, with proven effectiveness in maintaining and improving soil microbial biodiversity based on the analysis of rhizosphere microbiome data. Analysis of such data allows for determining the impact on soil microbial biodiversity, while analysis of the root microbiome allows for assessing the impact on root microbial biodiversity. Therefore, the approach presented in this patent application is unique and innovative and confirms the beneficial effects of the developed biopreparation on the soil environment and the plant, providing the basis for recognizing the developed bioproduct as a microbial fertilizer.
Biopreparat zawierający suche kwasy humusowe, olejek z goździka oraz gorczycę mieloną przygotowany na nośniku zawierającym serwatkę w proszku korzystnie kwaśną neutralizowaną, otręby pszenne korzystnie z pszenicy durum i olej rzepakowy korzystnie ekologiczny, nadaje się do zastosowania bezpośrednio do gleby lub pod sadzonki roślin, w formie posypowej lub po speletowaniu w formie peletu, a także w formie do rozpuszczenia i oprysku gleby i/lub roślin, w której serwatka w proszku, otręby pszenne i olej rzepakowy zastępuje się dolomitem mikronizowanym (postać nierozpuszczalna w wodzie) lub maltodekstryną (postać rozpuszczalna w wodzie). Nawozowy produkt mikrobiologiczny w formie suchego peletu, suchych granul, umożliwia stopniowe uwalnianie składników aktywnych bezpośrednio do gleby, co znacząco wpływa na wydłużenie czasu działania biopreparatu. Dzięki takiej formie preparatu biologicznego, korzystne mikroorganizmy, komponenty preparatu mają możliwość zasiedlania środowiska glebowego równomiernie w czasie. Taka aplikacja preparatu jest również korzystniejsza w odniesieniu do różnych warunków atmosferycznych, które mogą wystąpić podczas i po aplikacji preparatu na pole uprawne i jest zalecana na etapie zakładania plantacji posypowo pod korzenie roślin oraz doglebowo poprzez wymieszanie peletu z glebą, zapewniając utrzymanie i ochronę bioróżnorodności gleby. Natomiast forma do zawieszenia lub rozpuszczenia w wodzie i oprysku ułatwia aplikację biopreparatu na istniejącej plantacji, w kolejnych latach po jej założeniu, wpływając zarówno na jakość mikrobiologiczną gleby, parametry wzrostu roślin, jak i wzmocnienie odporności roślin na czynniki stresowe.A biopreparation containing dry humic acids, clove oil, and ground mustard, prepared in a carrier containing whey powder (preferably acid-neutralized), wheat bran (preferably durum wheat), and rapeseed oil (preferably organic), is suitable for application directly to the soil or under plant seedlings, either as a spread or pelleted, or for dissolving and spraying the soil and/or plants. The whey powder, wheat bran, and rapeseed oil are replaced with micronized dolomite (water-insoluble) or maltodextrin (water-soluble). This microbiological fertilizer product in the form of dry pellets or dry granules enables the gradual release of active ingredients directly into the soil, significantly extending the biopreparation's duration of action. This form of biological preparation allows beneficial microorganisms and the components of the preparation to colonize the soil environment evenly over time. This type of application also provides greater benefit in terms of varying weather conditions that may occur during and after application to the crop field. It is recommended for use during plantation establishment, either as a spread under plant roots or as a soil-based application by mixing pellets with the soil, ensuring the maintenance and protection of soil biodiversity. Furthermore, the suspension or water-soluble and sprayable form facilitates the application of the biopreparation to existing plantations in the years following establishment, impacting both soil microbiological quality and plant growth parameters, as well as strengthening plant resistance to stress factors.
Opracowany biopreparat w formie suchej, peletu lub do zawieszenia w wodzie i rozpuszczalnej, stanowi kompleksową technologię kondycjonowania gleby, biostymulacji i ochrony roślin, z przeznaczeniem do zastosowania na powierzchnię gleby (forma sucha i pelet) oraz roślin (forma do zawieszenia w wodzie i rozpuszczalna) w uprawach owoców miękkich, głównie truskawki i maliny, w celu poprawy właściwości biologicznych (zdrowia) gleby, zapewniając utrzymanie i ochronę bioróżnorodności przy jednoczesnym kontrolowaniu groźnych patogenów roślin takich jak: Botrytis spp., Verticillium spp., Colletotrichum spp., i Phytophthora spp., i jest znamienny w swoim składzie, jak również w sposobie jego wytwarzania.The developed biopreparation in dry, pellet or water-soluble suspension form is a comprehensive technology for soil conditioning, biostimulation and plant protection, intended for application to the soil surface (dry and pellet form) and plants (water-soluble and suspension form) in soft fruit crops, mainly strawberries and raspberries, in order to improve the biological properties (health) of the soil, ensuring the maintenance and protection of biodiversity while controlling dangerous plant pathogens such as: Botrytis spp., Verticillium spp., Colletotrichum spp., and Phytophthora spp., and is characterized by its composition as well as the method of its production.
Wynalazek został uwidoczniony w przykładach wykonania na figurach, gdzie:The invention is illustrated in the embodiment examples in the figures, where:
Fig. 1 przedstawia wygląd kolonii szczepów bakteryjnych AF75AB2 i AF75BC na podłożu PCA (Plate Count Agar), hodowla 48-godzinna;Fig. 1 shows the appearance of colonies of bacterial strains AF75AB2 and AF75BC on PCA (Plate Count Agar) medium, 48-hour culture;
Fig. 2 przedstawia profil metaboliczny szczepów bakterii będących składnikami nawozowego produktu mikrobiologicznego, wskazujący na stopień zużycia substratów (A 590 nm) należących do aminokwasów, alkoholi cukrowych, węglowodanów, kwasów cukrowych, pochodnych cukrowych oraz kwasów karboksylowych;Fig. 2 shows the metabolic profile of bacterial strains that are components of the microbiological fertilizer product, indicating the degree of consumption of substrates (A 590 nm) belonging to amino acids, sugar alcohols, carbohydrates, sugar acids, sugar derivatives and carboxylic acids;
Fig. 3 przedstawia intensywność wzrostu (A 750 nm) szczepów bakterii będących składnikami nawozowego produktu mikrobiologicznego, na substratach należących do aminokwasów, alkoholi cukrowych, węglowodanów, kwasów cukrowych, pochodnych cukrowych oraz kwasów karboksylowych;Fig. 3 shows the growth intensity (A 750 nm) of bacterial strains that are components of the microbiological fertilizer product on substrates belonging to amino acids, sugar alcohols, carbohydrates, sugar acids, sugar derivatives and carboxylic acids;
Fig. 4 przedstawia wrażliwość chemiczną szczepów bakterii będących składnikami nawozowego produktu mikrobiologicznego, na podstawie zahamowania procesów oddechowych (A 590 nm), wobec wybranych związków, w tym antybiotyków i barwników;Fig. 4 shows the chemical sensitivity of bacterial strains that are components of the microbiological fertilizer product, based on the inhibition of respiratory processes (A 590 nm), towards selected compounds, including antibiotics and dyes;
Fig. 5 przedstawia wrażliwość chemiczną wobec wybranych związków, którą wykazują szczepy bakterii będące składnikami nawozowego produktu mikrobiologicznego, na podstawie zahamowania intensywności wzrostu (A 750 nm);Fig. 5 shows the chemical sensitivity to selected compounds exhibited by bacterial strains that are components of the microbiological fertilizer product, based on the inhibition of growth intensity (A 750 nm);
Fig. 6 przedstawia profile aktywności enzymatycznej szczepów bakterii będących składnikami biopreparatu, określone na podstawie testów API ZYM (Biomerieux);Fig. 6 shows the enzymatic activity profiles of bacterial strains that are components of the biopreparation, determined on the basis of API ZYM tests (Biomerieux);
Fig. 7 przedstawia tabelę prezentującą właściwości metaboliczne szczepów bakteryjnych wchodzących w skład nawozowego produktu mikrobiologicznego;Fig. 7 is a table presenting the metabolic properties of bacterial strains included in the microbial fertilizer product;
Fig. 8 przedstawia antagonizm bakteryjnego biopreparatu, w postaci peletu, zawierającego szczepy bakterii Bacillus subtilis AF75AB2 i Bacillus sp. AF75BC wobec roślinnych patogenów grzybowych z rodzaju Botrytis, Colletotrichum, Vertticillium i grzybopodobnego lęgniowca z rodzaju Phytophthora;Fig. 8 shows the antagonism of a bacterial biopreparation in the form of a pellet containing the bacterial strains Bacillus subtilis AF75AB2 and Bacillus sp. AF75BC towards plant fungal pathogens of the genera Botrytis, Colletotrichum, Vertticillium and the fungus-like oomycete of the genus Phytophthora;
Fig. 9 przedstawia tabelę prezentującą właściwości antagonistyczne nawozowego produktu mikrobiologicznego, w postaci peletu, zawierającego wyselekcjonowane szczepy bakterii Bacillus subtilis AF75AB2 i Bacillus sp. AF75BC, wobec roślinnych patogenów grzybowych z rodzaju Botrytis, Colletotrichum, Vertticillium i grzybopodobnego lęgniowca z rodzaju Phytophthora;Fig. 9 is a table presenting the antagonistic properties of a microbiological fertilizer product in the form of pellets containing selected strains of Bacillus subtilis AF75AB2 and Bacillus sp. AF75BC bacteria against plant fungal pathogens of the genera Botrytis, Colletotrichum, Vertticillium and the fungus-like oomycete of the genus Phytophthora;
Fig. 10 przedstawia antagonizm nawozowego produktu mikrobiologicznego w postaci peletu, zawierającego wyselekcjonowane szczepy bakterii Bacillus subtilis AF75AB2 i Bacillus sp. AF75BC wobec roślinnych patogenów grzybowych z rodzaju Botrytis, Colletotrichum, Vertticillium i grzybopodobnego lęgniowca z rodzaju Phytophthora po 6 miesiącach przechowywania biopreparatu w temperaturze pokojowej (około 21°C), 4°C oraz 35°C;Fig. 10 shows the antagonism of a microbiological fertilizer product in the form of pellets containing selected strains of Bacillus subtilis AF75AB2 and Bacillus sp. AF75BC bacteria towards plant fungal pathogens of the genera Botrytis, Colletotrichum, Vertticillium and the fungus-like oomycete of the genus Phytophthora after 6 months of storage of the biopreparation at room temperature (approximately 21°C), 4°C and 35°C;
Fig. 11 przedstawia względny skład procentowy grup troficznych grzybów występujących w ryzosferze oraz korzeniu roślin maliny po aplikacji nawozowego produktu mikrobiologicznego zawierającego wyselekcjonowane szczepy bakteryjne Bacillus subtilis AF75AB2 i Bacillus sp. AF75BC;Fig. 11 shows the relative percentage composition of trophic groups of fungi occurring in the rhizosphere and roots of raspberry plants after application of a microbiological fertilizer product containing selected bacterial strains Bacillus subtilis AF75AB2 and Bacillus sp. AF75BC;
Fig. 12 przedstawia występowanie gildii funkcjonalnych w grupach obejmujących patotrofy grzybowe występujące w ryzosferze oraz korzeniu roślin maliny po aplikacji nawozowego produktu mikrobiologicznego zawierającego wyselekcjonowane szczepy bakteryjne Bacillus subtilis AF75AB2 i Bacillus sp. AF75BC;Fig. 12 shows the occurrence of functional guilds in groups including fungal pathotrophs occurring in the rhizosphere and roots of raspberry plants after application of a microbiological fertilizer product containing selected bacterial strains Bacillus subtilis AF75AB2 and Bacillus sp. AF75BC;
Fig. 13 przedstawia względną obfitość typów bakterii występujących w ryzosferze oraz korzeniu roślin maliny po aplikacji nawozowego produktu mikrobiologicznego zawierającego wyselekcjonowane szczepy bakteryjne Bacillus subtilis AF75AB2 i Bacillus sp. AF75BC;Fig. 13 shows the relative abundance of bacterial types occurring in the rhizosphere and roots of raspberry plants after application of a microbiological fertilizer product containing selected bacterial strains Bacillus subtilis AF75AB2 and Bacillus sp. AF75BC;
Fig. 14 przedstawia względną obfitość klas bakterii występujących w ryzosferze oraz korzeniu roślin maliny po aplikacji nawozowego produktu mikrobiologicznego zawierającego wyselekcjonowane szczepy bakteryjne Bacillus subtilis AF75AB2 i Bacillus sp. AF75BC;Fig. 14 shows the relative abundance of bacterial classes occurring in the rhizosphere and roots of raspberry plants after application of a microbiological fertilizer product containing selected bacterial strains Bacillus subtilis AF75AB2 and Bacillus sp. AF75BC;
Fig. 15 przedstawia względną obfitość - bioróżnorodność rzędów, rodzin, rodzajów i gatunków bakterii występujących w ryzosferze oraz korzeniu roślin maliny po aplikacji nawozowego produktu mikrobiologicznego zawierającego wyselekcjonowane szczepy bakteryjne Bacillus subtilis AF75AB2 i Bacillus sp. AF75BC, przy czym im więcej kolorowych prążków tym większa jest bioróżnorodność bakterii;Fig. 15 shows the relative abundance - biodiversity of orders, families, genera and species of bacteria occurring in the rhizosphere and roots of raspberry plants after application of a microbiological fertilizer product containing selected bacterial strains Bacillus subtilis AF75AB2 and Bacillus sp. AF75BC, where the more colored bands, the greater the biodiversity of bacteria;
Fig. 16 przedstawia względną obfitość typów grzybów występujących w ryzosferze oraz korzeniu roślin maliny po aplikacji nawozowego produktu mikrobiologicznego zawierającego wyselekcjonowane szczepy bakteryjne Bacillus subtilis AF75AB2 i Bacillus sp. AF75BC;Fig. 16 shows the relative abundance of fungal types occurring in the rhizosphere and roots of raspberry plants after application of a microbiological fertilizer product containing selected bacterial strains Bacillus subtilis AF75AB2 and Bacillus sp. AF75BC;
Fig. 17 przedstawia względną obfitość klas grzybów występujących w ryzosferze oraz korzeniu roślin maliny po aplikacji nawozowego produktu mikrobiologicznego zawierającego wyselekcjonowane szczepy bakteryjne Bacillus subtilis AF75AB2 i Bacillus sp. AF75BC;Fig. 17 shows the relative abundance of fungal classes occurring in the rhizosphere and roots of raspberry plants after application of a microbiological fertilizer product containing selected bacterial strains Bacillus subtilis AF75AB2 and Bacillus sp. AF75BC;
Fig. 18 przedstawia względną obfitość - bioróżnorodność rzędów, rodzin, rodzajów i gatunków grzybów występujących w ryzosferze oraz korzeniu roślin maliny po aplikacji nawozowego produktu mikrobiologicznego zawierającego wyselekcjonowane szczepy bakteryjne Bacillus subtilis AF75AB2 i Bacillus sp. AF75BC, przy czym im więcej kolorowych prążków tym większa jest bioróżnorodność grzybów;Fig. 18 shows the relative abundance - biodiversity of orders, families, genera and species of fungi occurring in the rhizosphere and roots of raspberry plants after application of a microbiological fertilizer product containing selected bacterial strains Bacillus subtilis AF75AB2 and Bacillus sp. AF75BC, where the more colored stripes, the greater the biodiversity of fungi;
Fig. 19 przedstawia wygląd nawozowego preparatu mikrobiologicznego w postaci suchej do aplikacji posypowej oraz w postaci peletu;Fig. 19 shows the appearance of the microbiological fertilizer preparation in dry form for spreading and in pellet form;
Fig. 20 przedstawia rozkład biopreparatu w formie peletu w glebie w ciągu 5 dni od zastosowania.Fig. 20 shows the decomposition of the biopreparation in pellet form in the soil within 5 days of application.
PRZYKŁADYEXAMPLES
Przykład 1. Identyfikacja oraz charakterystyka biochemiczna szczepów bakterii będących składnikami nawozowego produktu mikrobiologicznegoExample 1. Identification and biochemical characterization of bacterial strains that are components of a microbiological fertilizer product
Dwa szczepy bakterii wyselekcjonowane do przygotowania produktu w formie peletu zidentyfikowano do gatunku lub rodzaju z wykorzystaniem amplifikacji genu 16S rDNA oraz sekwencjonowania metodą Sangera. Uzyskane w wyniku sekwencjonowania sekwencje nukleotydów zostały przeanalizowane porównawczo z sekwencjami nukleotydowymi w bazach danych (w komercyjnej bazie MicroSeqID oraz w otwartej bazie NCBI https://www.ncbi.nlm.nih.gov/). Wchodzące w skład produktu szczepy bakterii AF75AB2 - sekwencja nr 1 i AF75BC - sekwencja nr 2, na podstawie analizy molekularnej i bioinformatycznej zidentyfikowano do gatunku Bacillus subtilis AF75AB2 - sekwencja nr 1 oraz do rodzaju Bacillus sp. AF75BC - sekwencja nr 2, uzyskane sekwencje nukleotydowe przedstawiono na Liście Sekwencji.Two bacterial strains selected for the pellet preparation were identified to species or genus using 16S rDNA gene amplification and Sanger sequencing. The nucleotide sequences obtained from sequencing were analyzed for comparison with nucleotide sequences in databases (the commercial MicroSeq ID database and the open NCBI database https://www.ncbi.nlm.nih.gov/). The bacterial strains AF75AB2 (sequence no. 1) and AF75BC (sequence no. 2) included in the product were identified based on molecular and bioinformatic analysis to the species Bacillus subtilis AF75AB2 (sequence no. 1) and to the genus Bacillus sp. AF75BC (sequence no. 2). The obtained nucleotide sequences are presented in the Sequence List.
Wykazano, że szczepy charakteryzowały się bardzo dobrym wzrostem o kremowym zabarwieniu na podłożu agarowym PCA - Plate Count Agar (Fig. 1). Wybrane do opracowania nawozowego produktu mikrobiologicznego szczepy bakteryjne AF75AB2 oraz AF75BC scharakteryzowano pod względem podstawowych właściwości metabolicznych, które mają wpływ na kształtowanie właściwości środowiska glebowego. Aktywność biochemiczna szczepów wchodzących w skład produktu została scharakteryzowana na podstawie zdolności do utylizacji 71 substratów węglowych należących do związków: aminokwasów, alkoholi cukrowych, węglowodanów, kwasów cukrowych, pochodnych cukrowych oraz kwasów karboksylowych (Fig. 2), jak również określenia stopnia wzrostu w obecności tych substratów (Fig. 3). Określono wrażliwość chemiczną szczepów AF75AB2 oraz AF75BC wobec 23 związków chemicznych należących m.in. do antybiotyków i barwników. Wrażliwość szczepów bakteryjnych na te związki oceniono na podstawie zahamowania ich procesów respiracyjnych i przedstawiono w postaci profilu intensywności oddechowej poszczególnych związków chemicznych (Fig. 4), jak również poprzez ocenę zahamowania stopnia wzrostu bakterii w obecności badanych związków (Fig. 5). Zdolności biochemiczne wybranych szczepów bakteryjnych określono przy zastosowaniu testów API ZYM (Biomerieux) umożliwiających określenie aktywności enzymów hydrolitycznych uczestniczących w przemianach materii organicznej, m.in. fosfataz, esteraz, arylamidaz, fosfohydrolazy, β-glukozydazy, β-galaktozydazy, mannozydazy, glukozaminidazy (Fig. 6). Zdolności enzymatyczne oznaczono w hodowlach szczepów bakteryjnych o gęstości 5-6 w skali McFerlanda. Szczep Bacillus subtilis AF75AB2 sekwencja nr 1 na liście sekwencji wykazywał wysoką aktywność fosfatazy alkalicznej, esterazy, esterazy lipazy, fosfohydrolazy naftylo-AS-BI, α- i β-glukozydazy. Szczep Bacillus sp. AF75BC - sekwencja 2 na liście sekwencji, charakteryzował się wysoką aktywnością esterazy oraz średnią lub niską aktywnością esterazy lipazy, lipazy, kwaśnej fosfatazy, fosfohydrolazy naftylo-AS-BI, α-galaktozydazy, β-glukozydazy, N-acetylo-e-glukozaminidazy (Fig. 7).The strains were shown to exhibit very good, cream-colored growth on PCA (Plate Count Agar) (Fig. 1). The AF75AB2 and AF75BC bacterial strains selected for the development of a microbiological fertilizer product were characterized in terms of their basic metabolic properties, which influence the properties of the soil environment. The biochemical activity of the strains included in the product was characterized based on their ability to utilize 71 carbon substrates, including amino acids, sugar alcohols, carbohydrates, sugar acids, sugar derivatives, and carboxylic acids (Fig. 2), as well as determining the rate of growth in the presence of these substrates (Fig. 3). The chemical sensitivity of the AF75AB2 and AF75BC strains to 23 chemical compounds, including antibiotics and dyes, was determined. The sensitivity of bacterial strains to these compounds was assessed based on the inhibition of their respiratory processes and presented as a respiratory intensity profile of individual chemical compounds (Fig. 4), as well as by assessing the inhibition of bacterial growth in the presence of the tested compounds (Fig. 5). The biochemical capabilities of selected bacterial strains were determined using API ZYM tests (Biomerieux), which enable the determination of the activity of hydrolytic enzymes involved in the metabolism of organic matter, including phosphatases, esterases, arylamidases, phosphohydrolase, β-glucosidase, β-galactosidase, mannosidase, and glucosaminidase (Fig. 6). Enzymatic capabilities were determined in cultures of bacterial strains with a density of 5-6 on the McFerland scale. Bacillus subtilis strain AF75AB2 sequence no. 1 in the sequence list showed high activity of alkaline phosphatase, esterase, lipase esterase, naphthyl-AS-BI phosphohydrolase, α- and β-glucosidase. Bacillus sp. strain AF75BC - sequence 2 in the sequence list, was characterized by high esterase activity and medium or low activity of lipase esterase, lipase, acid phosphatase, naphthyl-AS-BI phosphohydrolase, α-galactosidase, β-glucosidase, N-acetyl-ε-glucosaminidase (Fig. 7).
Przykład 2. Określenie zdolności antagonistycznych nawozowego produktu mikrobiologicznego w postaci peletu, zawierającego szczepy bakteryjne Bacillus subtilis AF75AB2, Bacillus sp. AF75BC wobec roślinnych patogenów z rodzaju Colletotrichum, Botrytis, Phytophthora oraz Verticillium - eksperyment szalkowyExample 2. Determination of the antagonistic capacity of a microbiological fertilizer product in the form of pellets containing the bacterial strains Bacillus subtilis AF75AB2, Bacillus sp. AF75BC against plant pathogens of the genera Colletotrichum, Botrytis, Phytophthora and Verticillium - a plate experiment
Zdolności antagonistyczne produktu określano poprzez pomiar strefy zahamowania wzrostu grzybni. Płytki Petriego o średnicy 90 mm z podłożem agarowym PC A (Plate Count Agar) zaszczepiano 300 μl zawiesiny zarodników grzyba fitopatogenicznego Colletotrichum sp. (G171/18), Botrytis sp. (G277/18) oraz Verticillium sp. (G297/18), a także grzybopodobnego lęgniowca Phytophthora sp. (G408/18) o transmitancji 70%. Płytki inkubowano w temperaturze 23°C przez 24 godziny. Następnie po wstępnej inkubacji fitopatogenów na płytce na środek płytki wykładano produkt w formie suchego peletu (zwilżony wodą sterylną). Płytki inkubowano w temperaturze 23°C, przez 5-7 dni i dokonywano pomiaru stref zahamowania wzrostu grzybni lub/i zahamowania zarodnikowania, potwierdzając antagonistyczne działanie opracowanego nawozowego produktu mikrobiologicznego w postaci peletu wobec kluczowych fitopatogenów owoców miękkich (Fig. 8-Fig. 9).The antagonistic capacity of the product was determined by measuring the zone of inhibition of mycelial growth. 90 mm diameter Petri dishes with PC A (Plate Count Agar) were inoculated with 300 μl of a spore suspension of the phytopathogenic fungi Colletotrichum sp. (G171/18), Botrytis sp. (G277/18), and Verticillium sp. (G297/18), as well as the fungus-like oomycete Phytophthora sp. (G408/18) with a transmittance of 70%. The plates were incubated at 23°C for 24 hours. Then, after pre-incubation of the phytopathogens on the plate, a dry pellet of the product (moistened with sterile water) was placed in the center of the plate. The plates were incubated at 23°C for 5-7 days and the zones of mycelial growth inhibition and/or sporulation inhibition were measured, confirming the antagonistic effect of the developed microbial fertilizer product in the form of pellets against key phytopathogens of soft fruits (Fig. 8-Fig. 9).
Przeprowadzono także badania przechowalnicze, w ramach których okresowo w czasie 6 miesięcy przechowywania produktu w różnych warunkach, w tym w temperaturze pokojowej (~21°C), warunkach chłodniczych (4°C) oraz w podwyższonej temperaturze składowania (35°C), określano właściwości antagonistyczne produktu. Uzyskane wyniki wskazują, że właściwości antagonistyczne nawozowego produktu mikrobiologicznego wobec kluczowych fitopatogenów grzybowych i grzybopodobnych lęgniowców owoców miękkich na ogół utrzymywały się w czasie przechowywania, jednakże efekt ten zależny był zarówno od testowanego patogenu oraz zastosowanych warunków przechowywania (Fig. 10). Najlepsze właściwości antagonistyczne po 6 miesiącach przechowywania nawozowego produktu mikrobiologicznego w postaci peletu, zawierającego bakterie uzyskano dla produktu przechowywanego w temperaturze pokojowej oraz w warunkach chłodniczych wobec grzybopodobnego lęgniowca Phytophthora sp., a także grzybów Botrytis sp. i Verticillium sp., wykazując właściwości biobójcze i nie dopuszczając do rozwoju albo ograniczając wzrost tych patogenów, a dla fitopatogenu grzybowego Colletotrichum sp. zaobserwowano działanie fungistatyczne produktu, objawiające się hamowaniem zarodnikowania tego grzyba (Fig. 10). Obserwowane efekty były słabsze dla produktu przechowywanego w podwyższonej temperaturze składowania 35°C (Fig. 10).Storage studies were also conducted, during which the antagonistic properties of the product were periodically determined over a 6-month period of product storage at various conditions, including room temperature (~21°C), refrigeration (4°C), and elevated storage temperature (35°C). The obtained results indicate that the antagonistic properties of the microbial fertilizer product against key fungal phytopathogens and fungal-like oomycetes of soft fruit generally persisted during storage; however, this effect depended on both the tested pathogen and the storage conditions used (Fig. 10). The best antagonistic properties after 6 months of storage of the microbiological fertilizer product in the form of pellets containing bacteria were obtained for the product stored at room temperature and under refrigeration conditions against the fungus-like oomycete Phytophthora sp., as well as the fungi Botrytis sp. and Verticillium sp., demonstrating biocidal properties and preventing the development or limiting the growth of these pathogens, and for the fungal phytopathogen Colletotrichum sp., a fungistatic effect of the product was observed, manifested by the inhibition of sporulation of this fungus (Fig. 10). The observed effects were weaker for the product stored at an elevated storage temperature of 35°C (Fig. 10).
Przykład 3. Określenie liczebności bakterii w nawozowym produkcie mikrobiologicznymExample 3. Determination of the number of bacteria in a microbiological fertilizer product
Liczebność mikroorganizmów w przygotowanym preparacie określono poprzez zliczenie i określenie ogólnej liczebności bakterii metodą wysiewu rozcieńczeń. Przygotowano szereg rozcieńczeń nawozowego produktu mikrobiologicznego od 10-1 do 10-8, z każdego rozcieńczenia wysiano po 0,1 ml na płytkę Petriego o średnicy 90 mm z podłożem PCA, rozprowadzono równomiernie po powierzchni podłoża po czym inkubowano w temperaturze 26°C, przez 72 godziny. Wyrosłe kolonie zliczono i wyznaczono ogólną liczebność bakterii (jtk/g) w bioprodukcie.The number of microorganisms in the prepared preparation was determined by counting and determining the total bacterial count using the dilution plating method. A series of dilutions of the microbiological fertilizer product were prepared, ranging from 10-1 to 10-8 , and 0.1 ml of each dilution was plated onto a 90 mm Petri dish with PCA medium, spread evenly over the surface of the medium, and then incubated at 26°C for 72 hours. The resulting colonies were counted, and the total bacterial count (CFU/g) in the bioproduct was determined.
W preparacie po wytworzeniu wykazano ogólną liczebność bakterii na poziomie >109 jtk/g produktu bakteryjnego w postaci w postaci sypkiej oraz w postaci peletu. Wyniki badań przechowalniczych wykazały na utrzymywanie się w preparacie bakteryjnym liczebności na poziomie >108 jtk/g, a nawet >109 jtk/g (pelet przechowywany w podwyższonej temperaturze składowania 35°C) produktu w zależności od zastosowanych warunków przechowywania przez okres 6 miesięcy.After production, the preparation showed a total bacterial count of >109 CFU/g of the bacterial product in both bulk and pellet form. Storage test results showed that the bacterial count in the preparation remained at > 108 CFU/g, and even > 109 CFU/g (pellets stored at an elevated storage temperature of 35°C), depending on the storage conditions used, for a period of 6 months.
Przykład 4. Działanie nawozowego produktu mikrobiologicznego na utrzymanie i/lub poprawę bioróżnorodności mikrobiologicznej gleby i mikrobiom roślin - testy wazonoweExample 4. Effect of a microbial fertilizer product on maintaining and/or improving soil microbial biodiversity and plant microbiome - pot tests
W celu określenia działania nawozowego produktu mikrobiologicznego na bioróżnorodność mikrobiologiczną gleby i mikrobiom roślin przeprowadzono eksperyment szklarniowy na roślinach maliny odmiany Polana. Rośliny posadzono do doniczek o pojemności 3 litrów zawierających podłoże wzrostowe składające się z ½ objętości gleby i ½ objętości torfu o granulacji 7-20 mm. Produkt zaaplikowano do gleby, a kombinację kontrolną stanowiły rośliny nietraktowane produktem, rosnące w podłożu z dodatkiem 5 g suszonego obornika na doniczkę. W celu określenia zmian bioróżnorodności wykonano badania obejmujące charakterystykę zbiorowisk bakterii i grzybów za pomocą sekwencjonowania następnej generacji (NGS) z wykorzystaniem wysokoprzepustowego sekwencjonowania w technologii Illumina SBS (Sequencing-by-Synthesis) za pomocą aparatu MiSeq oraz narzędzi bioinformatycznych takich jak QIIME2 i dokonano analizy uzyskanych wyników w oparciu o sekwencjonowanie markera 16S rDNA dla bakterii oraz ITS1 dla grzybów i określono różnorodność mikroorganizmów ryzosfery i korzeni roślin.To determine the effect of a microbial fertilizer on soil microbial biodiversity and plant microbiome, a greenhouse experiment was conducted on Polana raspberry plants. The plants were planted in 3-liter pots containing a growing medium consisting of ½ volume of soil and ½ volume of 7-20 mm peat. The product was applied to the soil, and untreated plants, growing in a medium supplemented with 5 g of dried manure per pot, served as a control. In order to determine changes in biodiversity, studies were carried out, including the characterization of bacterial and fungal communities by means of next-generation sequencing (NGS) using high-throughput sequencing in the Illumina SBS (Sequencing-by-Synthesis) technology with the MiSeq apparatus and bioinformatics tools such as QIIME2. The obtained results were analyzed based on the sequencing of the 16S rDNA marker for bacteria and ITS1 for fungi, and the diversity of microorganisms in the rhizosphere and plant roots was determined.
Aplikacja produktu bakteryjnego pozwoliła ocenić zmiany bioróżnorodności, w tym występowanie wariantów sekwencji amplikonu (ASV) na różnych poziomach taksonomicznych bakterii i grzybów w ryzosferze oraz korzeniach roślin traktowanych i nietraktowanych produktem. Dokonano również analizy grup troficznych i gildii funkcjonalnych grzybów z wykorzystaniem bazy danych FunGuild (Fig. 11-Fig. 12). Wyniki te wykazały, że w korzeniu roślin traktowanych nawozowym produktem mikrobiologicznym zaobserwowano obniżenie patotrofów, a także odnotowano zwiększenie saprotrofów w korzeniu. Wykazano również bardzo duże obniżenie patotrofów, oraz trybów mieszanych: patotrof-saprotrof-symbiotrof oraz patotrof-symbiotrof, a także duże zwiększenie symbiotrofów i trybu mieszanego grzybów saprosymbiotrofów w ryzosferze malin traktowanych nawozowym produktem mikrobiologicznym (Fig. 11), co potwierdza zasadność wykorzystania produktu w celu kondycjonowania gleby. Dodatkowo wykazano, że w po aplikacji produktu bardzo znacznie zmniejszyła się ilość gildii przypisanych do wszystkich testowanych grup patotrofów, a w szczególności zaobserwowano obniżenie patogenów roślin zarówno w ryzosferze roślin, jak też w korzeniu (Fig. 12). Analiza wyników uzyskanych dla zbiorowisk bakterii wykazała na ogół zwiększenie względnej obfitości i bioróżnorodności bakterii na różnych poziomach taksonomicznych po zastosowaniu produktu. Efekt ten odnotowano zarówno w glebie ryzosferowej, jak również korzeniu (Fig. 13-Fig. 15). Analiza wyników zbiorowisk grzybów potwierdziła brak zwiększenia bioróżnorodności tej grupy mikroorganizmów w korzeniu roślin malin traktowanych produktem, a w ryzosferze utrzymanie podobnego poziomu lub obniżenie obfitości grzybów w porównaniu do kontroli nietraktowanej produktem (Fig. 16-Fig. 18), ale przy zestawieniu z wynikami grup troficznych grzybów (Fig. 11-Fig. 12) jest to korzystna obserwacja, co może wskazywać na ochronne działanie nawozowego produktu mikrobiologicznego, ograniczając wnikanie do korzeni, zwłaszcza niekorzystnych dla roślin grzybów.Application of the bacterial product allowed us to assess changes in biodiversity, including the occurrence of amplicon sequence variants (ASVs) at different taxonomic levels of bacteria and fungi in the rhizosphere and roots of treated and untreated plants. Trophic groups and functional guilds of fungi were also analyzed using the FunGuild database (Fig. 11-Fig. 12). These results showed that a reduction in pathotrophs was observed in the roots of plants treated with the microbial fertilizer product, and an increase in saprotrophs was noted in the roots. A significant reduction in pathotrophs and mixed modes: pathotroph-saprotroph-symbiotroph and pathotroph-symbiotroph, as well as a significant increase in symbiotrophs and mixed mode saprosymbiotroph fungi in the rhizosphere of raspberries treated with the microbial fertilizer product, was also demonstrated (Fig. 11), confirming the validity of using the product for soil conditioning. Furthermore, it was demonstrated that after product application, the number of guilds assigned to all tested pathotroph groups significantly decreased, and in particular, a reduction in plant pathogens was observed in both the plant rhizosphere and the root (Fig. 12). Analysis of the results obtained for bacterial communities generally showed an increase in the relative abundance and biodiversity of bacteria at various taxonomic levels after product application. This effect was noted in both the rhizosphere soil and the root (Fig. 13-Fig. 15). The analysis of the fungal community results confirmed the lack of an increase in the biodiversity of this group of microorganisms in the roots of raspberry plants treated with the product, and in the rhizosphere a similar level or a reduction in the abundance of fungi was maintained compared to the control not treated with the product (Fig. 16-Fig. 18), but when compared with the results of the trophic groups of fungi (Fig. 11-Fig. 12) this is a favorable observation, which may indicate a protective effect of the microbiological fertilizer product, limiting the penetration of fungi into the roots, especially those unfavorable for plants.
Zaletą nawozowego produktu mikrobiologicznego jest jego duża uniwersalność, potwierdzona tym, że jest on dedykowany do kondycjonowania gleby oraz utrzymania i/lub poprawy bioróżnorodności mikrobiologicznej gleby i mikrobiomu roślin owoców miękkich, przy jednoczesnej kontroli fitopatogenów występujących w tych uprawach. Opracowany nawozowy produkt mikrobiologiczny jest skuteczny wobec wielu patogenów występujących na plantacjach owoców miękkich, a jego dodatkową zaletą jest to, że jest on oparty o naturalne składniki z uwzględnieniem rodzimych szczepów bakteryjnych, wyodrębnionych z ryzosfery zdrowych roślin, a tym samym przyjazny dla środowiska. Dodatkową bardzo istotną zaletą produktu bakteryjnego jest mnogość sposobów jego aplikacji dzięki postaci suchej do aplikacji posypowej, peletu do wymieszania z glebą lub aplikacji pod sadzonki roślin, a także postaci sypkich do zawieszenia lub rozpuszczenia w wodzie umożliwiających oprysk, zraszanie czy podlewanie, co stanowi kompleksową technologię aplikacji w zależności od potrzeb oraz w całym sezonie wegetacji roślin od zakładania plantacji, do zbioru owoców.The advantage of this microbial fertilizer product is its high versatility, confirmed by its dedicated use in soil conditioning and maintaining and/or improving the microbial biodiversity of the soil and the microbiome of soft fruit plants, while simultaneously controlling phytopathogens found in these crops. The developed microbial fertilizer product is effective against many pathogens found in soft fruit plantations, and its additional advantage is that it is based on natural ingredients, including native bacterial strains isolated from the rhizosphere of healthy plants, and is therefore environmentally friendly. An additional, very important advantage of the bacterial product is the multitude of ways of its application thanks to the dry form for spreading, pellets for mixing with soil or applying under plant seedlings, as well as powder forms for suspending or dissolving in water, enabling spraying, sprinkling or watering, which constitutes a comprehensive application technology depending on the needs and throughout the entire plant vegetation season, from plantation establishment to fruit harvest.
Przykład 5. Działanie nawozowego produktu mikrobiologicznego na wzrost i rozwój roślin truskawki i maliny, występowanie fitopatogenów w uprawie ekologicznej roślin truskawki oraz bioróżnorodność mikrobiologiczną w uprawie roślin maliny - testy poloweExample 5. The effect of a microbiological fertilizer product on the growth and development of strawberry and raspberry plants, the occurrence of phytopathogens in organic strawberry cultivation and microbiological biodiversity in raspberry cultivation - field tests
W celu określenia wpływu nawozowego produktu mikrobiologicznego, zawierającego wyselekcjonowane szczepy bakterii Bacillus subtilis AF75AB2, Bacillus sp. AF75BC na plonowanie roślin oraz występowanie fitopatogenów przeprowadzono doświadczenia polowe, w których do technologii uprawy został wprowadzony nawozowy produkt mikrobiologiczny, jako jeden z komponentów całej technologii uprawy stosowanej w uprawie ekologicznej truskawki i maliny. Testy prowadzono na trzech odmianach truskawki Honeoye, Rumba i Vibrant w przypadku aplikacji peletu bezpośrednio pod sadzonki roślin. Dodatkowo testy opracowanego nawozowego produktu mikrobiologicznego w formie suchej do aplikacji posypowej oraz peletu, wprowadzonego jako jeden z elementów technologii produkcji malin ekologicznych, prowadzono w oparciu o doświadczenie z czterema odmianami malin: Delniwa, Enrosadira, Rosalita i Poemat. Uzyskane wyniki wskazują, że gatunki i odmiany roślin różnie reagowały na testowane technologie uprawy, w tym dodatek nawozowego produktu mikrobiologicznego, zawierającego wyselekcjonowane szczepy bakterii. W obiekcie nienawadnianym, w wariantach, w których wprowadzono dodatek opracowanego nawozowego produktu mikrobiologicznego, zastosowanego w pierwszym roku w formie peletu, zaobserwowano zwyżkę plonu truskawki odmiany Honeoye. Zaobserwowano, że u odmiany Rumba w obiekcie nienawadnianym, w wariancie, w którym zastosowano dodatek produktu bakteryjnego, zmniejszyło się porażenie skórzastą zgnilizną owoców. Odmiany Rumba i Vibrant zareagowały natomiast zmniejszeniem porażenia szarą pleśnią. Ponadto, po aplikacji produktu zaobserwowano zwiększenie świeżej masy korzeni roślin truskawki. Wyniki wskazują, że dla niektórych odmian maliny, zwłaszcza Enrosadira i Rosalita, zaobserwowano zwiększenie różnorodności funkcjonalnej mikroorganizmów glebowych, a także zasiedlających roślinę i owoce. Efekt ten dotyczył przede wszystkim zwiększenia wskaźników bioróżnorodności, w tym AWCD (Average Well Colour Development), który jest miarą ogólnej aktywności mikrobiologicznej oraz R (Richness), który informuje o liczbie uruchamianych substratów węglowych przez zbiorowiska mikroorganizmów. Przeprowadzone badania wskazują, że aktywność metaboliczna mikroorganizmów występujących w roślinie i owocu zwiększyła się w szczególności w stosunku do węglowodanów, w wariancie w którym jako jeden z elementów uprawy zastosowany był opracowany produkt bakteryjny w formie żelu.To determine the effect of a microbiological fertilizer product containing selected strains of Bacillus subtilis AF75AB2 and Bacillus sp. AF75BC on plant yield and the occurrence of phytopathogens, field experiments were conducted in which the microbiological fertilizer product was incorporated into the cultivation technology as one component of the overall cultivation technology used in organic strawberry and raspberry cultivation. Tests were conducted on three strawberry varieties: Honeoye, Rumba, and Vibrant, with pellets applied directly under the plant seedlings. Additionally, tests of the developed microbiological fertilizer product in dry form for broadcast application and pellets, introduced as one component of the organic raspberry production technology, were conducted based on experiments with four raspberry varieties: Delniwa, Enrosadira, Rosalita, and Poemat. The obtained results indicate that plant species and varieties responded differently to the tested cultivation technologies, including the addition of a microbiological fertilizer product containing selected bacterial strains. In the non-irrigated area, in the varieties where the developed microbiological fertilizer product was added in the first year in pellet form, an increase in strawberry yield was observed for the Honeoye variety. In the non-irrigated area, in the variant where the bacterial product was added, the Rumba variety was observed to have a reduced incidence of leathery fruit rot. The Rumba and Vibrant varieties, on the other hand, responded with a reduced incidence of gray mold. Furthermore, an increase in the fresh root mass of strawberry plants was observed after the product application. The results indicate that for some raspberry varieties, particularly Enrosadira and Rosalita, an increase in the functional diversity of soil microorganisms, as well as those colonizing the plant and fruit, was observed. This effect primarily involved increased biodiversity indices, including AWCD (Average Well Color Development), a measure of overall microbial activity, and R (Richness), which indicates the number of carbon substrates mobilized by microbial communities. The studies indicate that the metabolic activity of microorganisms present in the plant and fruit increased, particularly in relation to carbohydrates, in the variant in which the developed bacterial product in gel form was used as one of the cultivation elements.
Przykład 6. Sposób otrzymywania nawozowego produktu mikrobiologicznego - formulacja sypkaExample 6. Method for obtaining a microbiological fertilizer product - loose formulation
Do otrzymania nawozowego produktu mikrobiologicznego do kondycjonowania gleby oraz utrzymania i/lub poprawy jakości mikrobiologicznej gleby, wpływającego na wzrost i rozwój roślin, pozwalającego jednocześnie na kontrolę fitopatogenów (Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp.) w uprawie owoców miękkich, zastosowano 2 wyselekcjonowane z ryzosfery zdrowych roślin, niewykluczające swojego działania następujące szczepy bakterii: Bacillus subtilis AF75AB2 sekwencja nr 1, Bacillus sp. AF75BC - sekwencja nr 2, na liście sekwencji, dla których prowadzono osobne hodowle, które mieszano w równych proporcjach, w celu uzyskania kompozycji zawierającej wyizolowane z ryzosfery szczepy saprofitycznych bakterii, a hodowle namnażające prowadzono w temperaturze w 30°C.To obtain a fertilizing microbiological product for soil conditioning and maintaining and/or improving the microbiological quality of the soil, influencing the growth and development of plants, while also allowing the control of phytopathogens (Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp.) in the cultivation of soft fruit, two non-exclusive bacterial strains selected from the rhizosphere of healthy plants were used: Bacillus subtilis AF75AB2 sequence no. 1, Bacillus sp. AF75BC - sequence no. 2, on the list of sequences for which separate cultures were carried out, which were mixed in equal proportions to obtain a composition containing strains of saprophytic bacteria isolated from the rhizosphere, and the multiplication cultures were carried out at a temperature of 30°C.
Po wstępnym namnożeniu bakterii na agarowym podłożu Plate Count Agar w ciągu 24-48 godzin w temperaturze 25-26°C, uzyskanym inokulum zaszczepiano podłoże namnażające i prowadzono hodowlę wytrząsaną (120 rpm) przez 48 godzin w temperaturze 30°C. Pożywką namnażającą do wytworzenia produktu było zoptymalizowane podłoże zawierające: 6,6 g/L Na2HPO4, 3 g/L KH2PO4, 1 g/L NH4O, 0,5 g/L NaCl, serwatkę kwaśną neutralizowaną w ilości 20 g/L, CaCl2 w ilości 0,022 g/L, MgSO4 w ilości 0,18 g/L, FeCl2 w ilości 12,9 mg oraz 10 ml roztworu mikroelementów zawierającego: 0,5 mM MnCl2*4 H2O, 1,2 mM ZnCl2, 0,27 mM CuCl2*2 H2O, 0,23 mM CoCl2*6 H2O, 0,23 mM Na2MoO4*2 H2O. Po otrzymaniu miana hodowli namnażającej przeprowadzono etap indukcji przetrwalnikowania poprzez zmianę warunków hodowli, obejmującą zmianę zasolenia podłoża hodowlanego, poprzez dodatek KCl, tak by zasolenie wynosiło 4%. Po 48 godzinach hodowli hodowle pasteryzowano poprzez inkubację w temperaturze 80°C przez 20 minut. Tak przygotowana zawiesina przetrwalników była suszona rozpyłowo na kwaśnej neutralizowanej serwatce w proszku, stanowiąc podstawowy komponent produktu. W celu uzyskania 1 kilograma sypkiej postaci nawozowego produktu mikrobiologicznego do aplikacji posypowej do 830 g serwatki w proszku, zawierającej >109 jtk/g przetrwalników bakterii, w tym 415 g serwatki z przetrwalnikami szczepu Bacillus subtilis AF75AB2 oraz 415 g serwatki z przetrwalnikami szczepu bakteryjnego Bacillus sp. AF75BC dodawano po 100 g otrąb pszennych z pszenicy durum, 50 g ekologicznego oleju rzepakowego, 10 g suchych kwasów humusowych, 10 g mielonych nasion gorczycy i 0,1 ml olejku z goździka. Po połączeniu i dokładnym wymieszaniu składników uzyskano nawozowy produkt mikrobiologiczny o formulacji sypkiej do aplikacji posypowej, charakteryzujący się liczebnością bakterii 109 jtk/g produktu.After initial cultivation of the bacteria on Plate Count Agar for 24-48 hours at 25-26°C, the resulting inoculum was inoculated into the cultivation medium and the culture was carried out with shaking (120 rpm) for 48 hours at 30°C. The growth medium for the production of the product was an optimized medium containing: 6.6 g/L Na2HPO4, 3 g/L KH2PO4, 1 g/L NH4O, 0.5 g/L NaCl, 20 g/L neutralized acid whey, 0.022 g/L CaCl2, 0.18 g/L MgSO4, 12.9 mg FeCl2 and 10 ml of a microelement solution containing: 0.5 mM MnCl2*4 H2O, 1.2 mM ZnCl2, 0.27 mM CuCl2*2 H2O, 0.23 mM CoCl2*6 H2O, 0.23 mM Na2MoO4*2 H2O. After obtaining the multiplication culture titer, sporulation induction was performed by changing the culture conditions, which included changing the salinity of the culture medium by adding KCl to achieve a salinity of 4%. After 48 hours of cultivation, the cultures were pasteurized by incubation at 80°C for 20 minutes. The prepared spore suspension was spray-dried on acidic neutralized whey powder, which constitutes the basic component of the product. To obtain 1 kilogram of a loose microbiological fertilizer product for spreading, 100 g of durum wheat bran, 50 g of organic rapeseed oil, 10 g of dry humic acids, 10 g of ground mustard seeds, and 0.1 ml of clove oil were added to 830 g of powdered whey containing >109 cfu/g of bacterial spores, including 415 g of whey with spores of the Bacillus subtilis AF75AB2 strain and 415 g of whey with spores of the Bacillus sp. AF75BC strain. After combining and thoroughly mixing the ingredients, a loose microbiological fertilizer product for spreading was obtained, characterized by a bacterial count of 109 cfu /g of product.
Przykład 7. Sposób otrzymywania nawozowego produktu mikrobiologicznego - postać peletuExample 7. Method of obtaining a microbiological fertilizer product - pellet form
Sposób prowadzono jak w Przykładzie 6., z tym że po połączeniu i wymieszaniu wszystkich składników, dla uzyskania postaci peletu, poddano je procesowi peletyzacji z wykorzystaniem peleciarki Nawrocki Pelleting Technology, GRV340. Podczas procesu kontrolowano szybkość peletowania oraz temperaturę i wilgotność peletowanego materiału, tak by temperatura wynosiła 26,6°C, a wilgotność mieściła się w granicach 4,35%-4,52%. Peletowanie prowadzono w dwóch pasażach, przy czym w pasażu I temperatura wyjściowa materiału wynosiła 65°C, a w pasażu II drugim 72,2°C. Po zakończeniu procesu peletowania uzyskano nawozowy produkt mikrobiologiczny, o wielkości peletu do 1 cm, charakteryzujący się liczebnością bakterii 109 jtk/g produktu. Produkt w formie mieszanki przed peletyzacją, gotowego peletu oraz jego rozkładu w wodzie i glebie przedstawiono na figurach (Fig. 19-Fig. 20).The method was carried out as in Example 6, except that after combining and mixing all ingredients to obtain a pellet, they were pelletized using a Nawrocki Pelleting Technology GRV340 pelletizer. During the process, the pelleting rate, temperature, and moisture of the pelleted material were controlled to ensure a temperature of 26.6°C and moisture within the range of 4.35%-4.52%. Pelleting was carried out in two passages, with the initial temperature of the material in passage I being 65°C, and in passage II being 72.2°C. After completion of the pelleting process, a microbiological fertilizer product was obtained, with a pellet size of up to 1 cm, characterized by a bacterial count of 109 cfu/g of product. The product in the form of a mixture before pelleting, the finished pellet, and its decomposition in water and soil are shown in the figures (Fig. 19-Fig. 20).
Przykład 8. Sposób otrzymywania nawozowego produktu mikrobiologicznego - formulacja sucha nierozpuszczalna w wodzieExample 8. Method for obtaining a microbiological fertilizer product - dry formulation insoluble in water
Sposób prowadzono jak w Przykładzie 6., z tym że po zakończeniu hodowli przygotowaną zawiesinę przetrwalników liofilizowano z dodatkiem serwatki w proszku, jako krioprotektanta, w ilości 5% świeżej masy żwirowanych drobnoustrojów. Dla uzyskania nierozpuszczalnej w wodzie formulacji suchej do oprysku bądź podlewania zastosowano po 10 g liofilizatu każdego ze szczepów bakteryjnychThe method was performed as in Example 6, except that after culturing, the prepared spore suspension was lyophilized with the addition of whey powder as a cryoprotectant, at a rate of 5% of the fresh weight of the graveled microorganisms. To obtain a water-insoluble dry formulation for spraying or irrigation, 10 g of lyophilized spores of each bacterial strain were used.
PL 248034 Β1 (Bacillus subtilis AF75AB2, Bacillus sp. AF75BC) o zawartości bakterii 1011 jtk/g liofilizatu. Zamiast serwatki w proszku, otrąb pszennych i oleju rzepakowego, zastosowano 960 g nośnika w formie dolomitu mikronizowanego, do którego wprowadzono pozostałe składniki występujące w formie sypkiej produktu, w tym 10 g suchych kwasów humusowych, 10 g mielonych nasion gorczycy i 0,1 ml olejku z goździka.PL 248034 Β1 (Bacillus subtilis AF75AB2, Bacillus sp. AF75BC) with a bacterial content of 1011 cfu/g of lyophilisate. Instead of whey powder, wheat bran, and rapeseed oil, 960 g of micronized dolomite carrier was used, to which the remaining ingredients present in the bulk product were added, including 10 g of dry humic acids, 10 g of ground mustard seeds, and 0.1 ml of clove oil.
Przykład 9. Sposób otrzymywania nawozowego produktu mikrobiologicznego - formulacja sucha rozpuszczalna w wodzieExample 9. Method for obtaining a microbiological fertilizer product - dry formulation soluble in water
Sposób otrzymywania nawozowego produktu mikrobiologicznego prowadzono jak w Przykładzie 8. z tym, że do procesu liofilizacji zamiast dodatku serwatki w proszku dodano maltodekstrynę i zamiast nośnika w postaci dolomitu mikronizowanego zastosowano maltodekstrynę.The method of obtaining the microbiological fertilizer product was carried out as in Example 8, except that maltodextrin was added to the freeze-drying process instead of whey powder and maltodextrin was used instead of the micronized dolomite carrier.
Claims (20)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL445054A PL248034B1 (en) | 2023-05-30 | 2023-05-30 | Method of producing a microbiological fertilizer product and a microbiological fertilizer product for conditioning the soil and improving its biological properties while controlling the pathogens Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp. in soft fruit cultivation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL445054A PL248034B1 (en) | 2023-05-30 | 2023-05-30 | Method of producing a microbiological fertilizer product and a microbiological fertilizer product for conditioning the soil and improving its biological properties while controlling the pathogens Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp. in soft fruit cultivation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL445054A1 PL445054A1 (en) | 2024-12-02 |
| PL248034B1 true PL248034B1 (en) | 2025-10-06 |
Family
ID=93706883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL445054A PL248034B1 (en) | 2023-05-30 | 2023-05-30 | Method of producing a microbiological fertilizer product and a microbiological fertilizer product for conditioning the soil and improving its biological properties while controlling the pathogens Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp. in soft fruit cultivation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL248034B1 (en) |
-
2023
- 2023-05-30 PL PL445054A patent/PL248034B1/en unknown
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| AGNIESZKA RUTKOWSKA: "STUDIA I RAPORTY IUNG-PIB, Zeszyt 48(2): 65-80, 2016", BIOSTYMULATORY W NOWOCZESNEJ UPRAWIE ROŚLIN, DOI: 10.26114/sir.iung.2016.48.05 * |
| ANNA GAŁĄZKA, ANNA MARZEC-GRZĄDZIEL, JAROSŁAW GRZĄDZIEL, KAROLINA GAWRYJOŁEK, KAROLINA FURTAK, JAROSŁAW CIEPIEL, MAGDALENA FRĄC: "60. Sesja Naukowa Instytutu Ochrony Roślin Państwowego Instytutu Badawczego, Poznań, 11–13 lutego 2020 r.,", ZASTOSOWANIE MIKROORGANIZMÓW DO OCHRONY ROŚLIN PRZED PATOGENAMI GRZYBOWYMI W EKOLOGICZNEJ UPRAWIE TRUSKAWKI * |
| DA SILVA MSRA, DOS SANTOS BMS, DA SILVA CSRA, DA SILVA CSRA, ANTUNES LFS, DOS SANTOS RM, SANTOS CHB, RIGOBELO EC: "Front Microbiol. 2021;12:719653.", HUMIC SUBSTANCES IN COMBINATION WITH PLANT GROWTH-PROMOTING BACTERIA AS AN ALTERNATIVE FOR SUSTAINABLE AGRICULTURE, DOI: 10.3389/fmicb.2021.719653. * |
| DROBEK M, CYBULSKA J, GAŁĄZKA A, FELEDYN-SZEWCZYK B, MARZEC-GRZĄDZIEL A, SAS-PASZT L, GRYTA A, TRZCIŃSKI P, ZDUNEK A AND FRĄC M: "Front. Plant Sci. 2021, 12:780099", THE USE OF INTERACTIONS BETWEEN MICROORGANISMS IN STRAWBERRY CULTIVATION (FRAGARIA X ANANASSA DUCH.)., DOI: 10.3389/fpls.2021.780099 * |
| PAWEŁ TRZCIŃSKI, MATEUSZ FRĄC, ANNA LISEK, MICHAŁ PRZYBYŁ, MAGDALENA FRĄC , LIDIA SAS-PASZT: "Acta Sci. Pol. Hortorum Cultus, 20(6) 2021, 71–82,", GROWTH PROMOTION OF RASPBERRY AND STRAWBERRY PLANTS BY BACTERIAL INOCULANTS, DOI: https://doi.org/10.24326/asphc.2021.6.8 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL445054A1 (en) | 2024-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11591274B2 (en) | Defined microbial compositions | |
| CN1315758C (en) | Microorganisms for treating soil and methods of obtaining them | |
| ES2965464T3 (en) | Microbial consortia | |
| US20120015806A1 (en) | Novel formulation of microbial consortium based bioinoculant for wide spread use in agriculture practices | |
| US8518428B2 (en) | Antagonistic bacteria for controlling the Fusarium wilt of continuous cropping banana and their microbial organic fertilizer | |
| US20190169079A1 (en) | Soil enhancement | |
| CN112501061B (en) | Microbial agent for wheat planting | |
| US20240246878A1 (en) | Halotolerant bacterial strains as bio-fertilizer with growth-promoting and abiotic stress alleviation benefits for plants and application thereof | |
| JP2004533468A (en) | Novel Biological Fungicide This is a continuation-in-part of Ser. No. 09 / 887,379, filed on Jun. 22, 2001. | |
| US10000427B2 (en) | Phosphate solubilizing rhizobacteria bacillus firmus as biofertilizer to increase canola yield | |
| CN113862189A (en) | Corn growth-promoting, probiotic and bio-control bacterial fertilizer integrated preparation and preparation method thereof | |
| US20150259260A1 (en) | Phosphate solubilizing rhizobacteria bacillus firmus as biofertilizer to increase canola yield | |
| CN107404836A (en) | Using microbes to increase plant yield gains | |
| CN106190929B (en) | A kind of new strain of Bacillus licheniformis and its application | |
| US20250169502A1 (en) | Plant Growth Promoting Bradyrhizobium Compositions | |
| KR20160128533A (en) | Soil-microbial product containing new microorganism enterobacter sp. 04-p-1 having soluble phosphate activity and manufacturing method thereof | |
| CN103626532A (en) | Fungicide containing bacillus and application thereof | |
| JP2026002746A (en) | Streptomyces complex fungus agent, its microbial seedling substrate, and its application | |
| CN110791459B (en) | A strain of Bacillus subtilis for preventing and controlling soil-borne fusarium wilt of continuous cropping lily and its application | |
| PL248034B1 (en) | Method of producing a microbiological fertilizer product and a microbiological fertilizer product for conditioning the soil and improving its biological properties while controlling the pathogens Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp. in soft fruit cultivation | |
| PL248032B1 (en) | Method of producing a microbiological fertilizer product and a microbiological fertilizer product for conditioning seedlings, maintaining and/or improving the microbiological quality of soil, while simultaneously allowing for controlling phytopathogens in soft fruit cultivation | |
| PL248033B1 (en) | Method of producing a microbiological fertilizer product and a microbiological fertilizer product for maintaining and/or improving the microbiological quality of soil while simultaneously allowing for controlling phytopathogens: Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp. in soft fruit cultivation | |
| PL248031B1 (en) | Method of preparing a bacterial biopreparation and a bacterial biopreparation for maintaining and/or improving microbiological biodiversity of soil while simultaneously controlling pathogens: Botrytis sp., Colletotrichum sp., Phytophthora sp., Verticillium sp. in soft fruit cultivation | |
| RU2826882C1 (en) | Strain of endomycorrhizal fungus rhizophagus intraradices and microbiological fertilizer based on it | |
| WO2025193932A1 (en) | Microorganisms compositions for improvement of plant traits and methods of use thereof |