RU2638326C1 - Бионический способ выращивания растений - Google Patents
Бионический способ выращивания растений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2638326C1 RU2638326C1 RU2016143704A RU2016143704A RU2638326C1 RU 2638326 C1 RU2638326 C1 RU 2638326C1 RU 2016143704 A RU2016143704 A RU 2016143704A RU 2016143704 A RU2016143704 A RU 2016143704A RU 2638326 C1 RU2638326 C1 RU 2638326C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- green
- blue
- inoculants
- microalgae
- substrate
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C21/00—Methods of fertilising, sowing or planting
-
- 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, e.g. protozoa; 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Virology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Осуществляют обеспечение питания корневой системы растения посредством воспроизведения в субстрате, предназначенном для выращивания растений, ассоциативного симбиоза композиции микробиологических инокулянтов и живой биомассы зеленых микроводорослей, либо сине-зеленых микроводорослей, либо комбинации зеленых и сине-зеленых микроводорослей, обеспечивающего воспроизведение в субстрате процесса кислородно-углеродного цикла аналогично происходящему в условиях естественного почвенного биоценоза. Производят внесение в субстрат композиции микробиологических инокулянтов, питание которых осуществляют за счет внесения в субстрат живой биомассы зеленых микроводорослей, либо сине-зеленых микроводорослей, либо комбинации зеленых и сине-зеленых микроводорослей. Обеспечивается образование, накопление и разложение органических веществ до легкоусваиваемых корневой системой форм. 6 з.п. ф-лы.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к области растениеводства с использованием биотехнологий. Бионический способ выращивания растений использует механизмы и принципы ассоциативного симбиоза между бактериями, грибами и микроводорослями, происходящие в условиях естественного почвенного биоценоза, для образования, накопления и разложения питательных веществ до легкоусваиваемых корневой системой растения форм в произвольно выбранных субстратах, в т.ч. обедненных полезными микроорганизмами, минеральными и органическими веществами, в стерильных и в инертных субстратах.
Уровень техники
В естественной среде корневая система растения получает необходимые питательные вещества в результате сложных механизмов биоценоза, происходящих в почве. Усваивание питательных веществ корневой системой растения сильно зависит от почвенных микроорганизмов, перерабатывающих сложные органические соединения в легкоусваиваемые корневой системой формы, многие из которых, в свою очередь, имеют симбиотическую связь с микрофлорой верхних слоев почв.
Существуют методики, обогащающие почвенную микрофлору, например альголизация почв. При альголизации почв микроводорослями и цианобактериями происходит бурное развитие микробиологических и биохимических процессов. В результате образуются легкодоступные гумусовые вещества, легкоусваивающиеся микроорганизмами, а также образующие питательные вещества для высших растений. (Лукьянов В.А., диссертация «Агроэкологическая оценка применения одноклеточных фотосинтезирующих организмов на темно-серых лесных почвах центрального черноземья», Курск-2015, стр. 78 - стр. 81; патент RU 2562544).
Кроме того, существует биопонный способ выращивания растений. Он представляет собой процесс полноценного развития растения в беспочвенном субстрате, обеспечивающий условия развития растения как в почве с органическим питанием. Основой питания является биопонный раствор и Trichoderma harzianum - грибок, разлагающий органику. Для улучшения качеств выращиваемых растений и повышения их производительности применяются жидкие добавки - растворы аминокислот, сахаров, гуматов (патент FR 2893227 А1).
Заявленное изобретение расширяет арсенал способов выращивания растений, отличаясь от прочих тем, что питание корневой системы растения осуществляется с помощью одного из механизмов естественного биоценоза почв, а именно механизма ассоциативного симбиоза микрофлоры и микрофауны: микроводорослей и полезных микроорганизмов.
Раскрытие сущности изобретения
Заявляемым изобретением решается задача выращивания растений в субстратах различного типа, в т.ч. обедненных полезными микроорганизмами, минеральными и органическими веществами, за счет воспроизведения в субстрате ассоциативного симбиоза композиции микробиологических инокулянтов и микроводорослей, аналогичного происходящему в условиях естественного почвенного биоценоза. Поставленная задача решается путем внесения в субстрат, в котором выращивается растение, композиции микробиологических инокулянтов и подачи им питания в виде живой биомассы или зеленых микроводорослей или сине-зеленых микроводорослей или их комбинации.
Живая биомасса или зеленых микроводорослей или сине-зеленых микроводорослей либо их комбинация, вносимая в субстрат, служит питательным веществом для микробиологических инокулянтов - бактерий и(или) грибов, заселенных в субстрат, которые, в свою очередь, перерабатывая органическое вещество или зеленых микроводорослей или сине-зеленых микроводорослей или их комбинации, превращают его в легкоусваиваемые корневой системой растения минеральные вещества и аминокислоты. Помимо этого данный симбиоз запускает процесс гумусообразования, а также способствует усвоению гуминовых веществ, если таковые изначально содержатся в субстрате.
Кроме того, живая биомасса или зеленых микроводорослей или сине-зеленых микроводорослей или их комбинации, продуцируя в процессе своей жизнедеятельности кислород, усваиваемый микробиологическими инокулянтами, способствует их интенсивному размножению.
Дополнительно или зеленые микроводоросли или сине-зеленые микроводоросли или их комбинации усваивают выделяемый микроорганизмами в процессе своей жизнедеятельности углекислый газ, не позволяя ему накапливаться в субстрате, что препятствует возникновению и развитию нежелательных анаэробных процессов в субстрате.
За счет создания в субстратах различного типа продуктивного симбиоза композиции микробиологических инокулянтов и живой биомассы или зеленых микроводорослей или сине-зеленых микроводорослей или их комбинации технический результат заявленного изобретения проявляется в накоплении в субстрате органических веществ, их разложении, минерализации и усваивании корневой системой растения, а также в гумусообразовании и преобразовании гуминовых веществ в легкоусваиваемую корневой системой растения форму. Вследствие этого технический эффект изобретения проявляется, как минимум, в следующем:
- повышение скорости вегетации и урожайности растений,
- возможность выращивания растений в стерильных субстратах, что особенно важно при выращивании безвирусного сортового материала,
- расширение арсенала субстратов, используемых для выращивания растений,
- улучшение микробиологических, биохимических и биофунгицидных свойств субстрата.
Изобретение характеризуется совокупностью действий, выполнение которых может осуществляться как одновременно, так и последовательно. Суть заявляемого изобретения состоит в том, что в субстрат вносят композицию микробиологических инокулянтов. Затем в субстрат вносится живая биомасса или зеленых микроводорослей или сине-зеленых микроводорослей или их комбинации. В зависимости от субстрата, фазы развития растения, условий внешней среды указанные действия характеризуются возможностью многократного повторения в течение всего периода роста растения, а также на любом из этапов его развития.
Для осуществления изобретения используют следующие исходные материальные вещества:
1. Субстрат - представляет собой среду, в который высаживается растение и где происходит развитие его корневой системы. Субстрат может состоять из одного компонента либо смеси компонентов (почва, почвенные смеси, заменители почвы растительного происхождения, торф и пр.). Состав субстрата по возможности приспосабливают к требованиям выращиваемого растения и условиям окружающей среды.
2. Композиция микробиологических инокулянтов - представляет собой совокупность биопрепаратов, содержащих не менее одной живой культуры микроорганизмов. Используемая в способе композиция микробиологических инокулянтов может быть или бактериальной или грибной или комбинированной. В качестве живых культур микроорганизмов могут выступать азотфиксирующие штаммы бактерий (такие, как Azotobacter или др.), фосфатомобилизирующие штаммы бактерий (такие, как Bacillus mucilaginosus или др.), фитостимуляторы (такие, как бактерии Azospirillum brasiliense или др.) или другие штаммы полезных для растения микроорганизмов, либо микоризные инокулянты (такие как, грибы рода Trichoderma или др.), либо их комбинации. Требования к используемой композиции микробиологических инокулянтов зависят от микробиологического состава субстрата, фазы развития растения и его генотипических особенностей и пр.
3. Живая биомасса или зеленых микроводорослей или сине-зеленых микроводорослей или их комбинации используется в способе в виде суспензии либо ее раствора. В качестве зеленых микроводорослей может быть использована такая водоросль, как Chlorella vulgaris либо др. В качестве сине-зеленых микроводорослей может быть использована такая цианобактерия, как Anabaena sphaerica или др. Использование в способе живой биомассы или зеленых микроводорослей или сине-зеленых микроводорослей либо их комбинации обеспечивает существование трех вариантов исполнения заявленного изобретения с одинаковым техническим результатом.
В целях положительной реализации изобретения в качестве исходных материальных веществ должны использоваться такие микробиологические инокулянты и такие зеленые микроводоросли или сине-зеленые микроводоросли или их комбинация, которые в процессе своей жизнедеятельности будут находиться в продуктивном симбиозе, не причиняя вред друг другу и корневой системе растения. Для реализации изобретения также должны быть обеспечены соответствующие условия внешней среды: освещенность, влажность, температура, воздухообмен и т.п.
Осуществление изобретения
Суть бионического способа выращивания растений заключается в воспроизведении в субстрате ассоциативного симбиотического механизма, аналогичного происходящему в условиях естественного почвенного биоценоза, по образованию, накоплению и разложению органических веществ до легкоусваиваемых корневой системой растения форм и усиленных за счет подачи питания извне.
Микробиологические инокулянты в описываемом способе являются потребителями органических веществ, источником которых являются или зеленые микроводоросли или сине-зеленые микроводоросли или их комбинация, превращая их путем разложения в легкоусваиваемые корневой системой растения элементы. От наличия микробиологических инокулянтов в субстрате зависит поступление в субстрат элементов питания растений, плодородие субстрата и, как следствие, повышение урожайности растений. Например, бактериальная композиция микробиологических инокулянтов будет способствовать снабжению растений не только элементами минерального питания, но и физиологическими активными веществами (фитогормонами, витаминами, аминокислотами и др.). Так, использование азотфиксирующих бактерий улучшает азотное питание и рост растений. Фосфатомобилизирующие бактерии способствуют высвобождению фосфора и калия из сложных соединений, переводя их в доступные для растений формы.
Препараты микоризы, в свою очередь, значительно увеличивают всасывающую поверхность корневой системы растения. Они способны вырабатывать ферменты, преобразующие практически любые труднорастворимые соединения в доступные для растения элементы питания, сбалансированно подавать их растению. Благодаря микоризе растение может получить больше воды и минералов (особенно фосфора) из субстрата, а также защиту от заболеваний и вредителей. При этом растения производят углеводы, которыми готовы поделиться с микоризой, которая, в свою очередь, синтезирует антибиотики в обмен на углеводы, полностью удовлетворяя потребности растений.
Комбинации микробиологических инокулянтов, содержащие комплекс молочнокислых, фотосинтезирующих, азотсодержащих бактерий, грибов и пр., позволяют ускорить процесс разложения органики и улучшить питание корневой системы растения. Поскольку изобретение предполагает использование для выращивания растений различных типов субстратов, в т.ч. обедненных полезными микроорганизмами, минеральными и органическими веществами, то использование комбинированных микробиологических инокулянтов в данном случае является особенно эффективным.
Среди одноклеточных фотосинтезирующих организмов важнейшую роль в образовании органических соединений и кислорода играют микроводоросли и цианобактерии (сине-зеленые водоросли). Живая биомасса или зеленых микроводорослей или сине-зеленых микроводорослей или их комбинации становится в субстрате постоянным производителем свежего органического удобрения, тем самым стимулируя размножение и развитие микробиологических инокулянтов, которым необходимы источники органического углерода. Прижизненными выделениями микроводорослей, а также их отмирающими или ослабленными клетками питаются и бактерии и грибы, что способствует увеличению численности и производительности микробиологических инокулянтов, внесенных в субстрат. Кроме того, или зеленые микроводоросли или сине-зеленые микроводоросли или их комбинация стимулируют активность некоторых азотфиксирующих бактерий. Также они выступают как накопители первичного гумуса, в результате чего субстрат обретает признаки плодородия, что особенно важно для неорганических субстратов.
С целью осуществления заявленного изобретения в субстрат вносят композицию микробиологических инокулянтов. Поскольку микробиологические инокулянты являются живыми существами, то возникает необходимость обеспечения их питательными веществами. Таким источником питания в первом варианте осуществления изобретения становится живая биомасса зеленых микроводорослей, во втором варианте живая биомасса сине-зеленых микроводорослей, в третьем варианте их комбинация, подаваемая в субстрат.
Прижизненные внеклеточные выделения или зеленых микроводорослей или сине-зеленых микроводорослей или их комбинации содержат разнообразные органические вещества: органические кислоты, слизи и растворимые полисахариды, жирные кислоты и вещества липидного характера, растворимые полипептиды, аминокислоты, вещества высокой биологической активности. Постепенно разлагаясь, органическое вещество становится и энергетическим материалом и питательным веществом для микробиологических инокулянтов, разлагающих его в итоге до минеральных веществ, усваиваемых корневой системой растения.
Выделяемые или зелеными микроводорослями или сине-зелеными микроводорослями или их комбинацией активные вещества оказывают положительное воздействие и на рост растения: выделяемые витамины, усиливая превращения продуктов фотосинтеза, содействуют повышению усвоения растением углекислого газа. Также за счет кислорода, выделяемого при фотосинтезе микроводорослей, обеспечивается аэрация субстрата, что положительно влияет на развитие микробиологических инокулянтов, находящихся в нем.
Кроме этого живая биомасса или зеленых микроводорослей или сине-зеленых микроводорослей или их комбинации, внесенная в субстрат, периодически обновляется как естественным способом, размножаясь внутри субстрата, так и путем повторного внесения, что позволяет дополнительно снабжать микробиологические инокулянты свежим органическим веществом.
Таким образом, в процессе осуществления изобретения в субстрате воспроизводится ассоциативный симбиоз микроводорослей и композиции микробиологических инокулянтов, аналогичный происходящему в условиях естественного почвенного биоценоза, результатом которого является эффективное образование, накопление и разложение органики до легкоусваиваемых корневой системой растения форм. Активный симбиоз между микробиологическими инокулянтами и микроводорослями поддерживает жизненные циклы растения, питая его корневую систему.
Claims (7)
1. Бионический способ выращивания растений, заключающийся в обеспечении питания корневой системы растения посредством воспроизведения в субстрате, используемом для выращивания растения, ассоциативного симбиоза композиции микробиологических инокулянтов и живой биомассы зеленых микроводорослей, либо сине-зеленых микроводорослей, либо комбинации зеленых и сине-зеленых микроводорослей, обеспечивающего воспроизведение в субстрате, используемом для выращивания растения, процесса кислородно-углеродного цикла аналогично происходящему в условиях естественного почвенного биоценоза, путем внесения в субстрат композиции микробиологических инокулянтов, питание которых осуществляют за счет внесения в субстрат живой биомассы зеленых микроводорослей, либо сине-зеленых микроводорослей, либо комбинации зеленых и сине-зеленых микроводорослей.
2. Способ по п. 1, в котором композицию микробиологических инокулянтов и живую биомассу зеленых микроводорослей, либо сине-зеленых микроводорослей, либо комбинации зеленых и сине-зеленых микроводорослей вносят в субстрат одновременно.
3. Способ по п. 1, в котором сначала в субстрат вносят композицию микробиологических инокулянтов, а затем живую биомассу зеленых микроводорослей, либо сине-зеленых микроводорослей, либо комбинации зеленых и сине-зеленых микроводорослей.
4. Способ по п. 1, в котором сначала в субстрат вносят живую биомассу зеленых микроводорослей, либо сине-зеленых микроводорослей, либо комбинации зеленых и сине-зеленых микроводорослей, а затем композицию микробиологических инокулянтов.
5. Способ по п. 1, в котором композиция микробиологических инокулянтов содержит бактериальные удобрения.
6. Способ по п. 1, в котором композиция микробиологических инокулянтов содержит микоризные инокулянты.
7. Способ по п. 1, в котором композиция микробиологических инокулянтов содержит комбинированные инокулянты.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016143704A RU2638326C1 (ru) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | Бионический способ выращивания растений |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016143704A RU2638326C1 (ru) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | Бионический способ выращивания растений |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2638326C1 true RU2638326C1 (ru) | 2017-12-13 |
Family
ID=60718790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016143704A RU2638326C1 (ru) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | Бионический способ выращивания растений |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2638326C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2733982C1 (ru) * | 2020-02-05 | 2020-10-09 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха" | Способ повышения продуктивности биоценозов |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4155737A (en) * | 1977-04-05 | 1979-05-22 | Agence Nationale De Valorisation De La Recherche (Anvar) | Microbiological process for controlling the productivity of cultivated plants |
| CN101104539A (zh) * | 2007-07-31 | 2008-01-16 | 华南理工大学 | 高浓度有机废水的藻-菌共生流化床处理系统 |
| RU2448453C1 (ru) * | 2010-11-02 | 2012-04-27 | Михаил Владиславович Куницын | Способ стимуляции развития, роста и продуктивности растений |
| CN105272757A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-01-27 | 张日龙 | 一种有机氮肥及其制备方法 |
-
2016
- 2016-11-07 RU RU2016143704A patent/RU2638326C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4155737A (en) * | 1977-04-05 | 1979-05-22 | Agence Nationale De Valorisation De La Recherche (Anvar) | Microbiological process for controlling the productivity of cultivated plants |
| CN101104539A (zh) * | 2007-07-31 | 2008-01-16 | 华南理工大学 | 高浓度有机废水的藻-菌共生流化床处理系统 |
| RU2448453C1 (ru) * | 2010-11-02 | 2012-04-27 | Михаил Владиславович Куницын | Способ стимуляции развития, роста и продуктивности растений |
| CN105272757A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-01-27 | 张日龙 | 一种有机氮肥及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Лукьянов В.А., Стифеев А.И. Фракционный состав гумуса темно-серых лесных почв в зависимости от альголизации их различными видами микроводорослей//Общественная научная организация "Наука и хозяйство", N2, 2014. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2733982C1 (ru) * | 2020-02-05 | 2020-10-09 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха" | Способ повышения продуктивности биоценозов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Uysal et al. | Evaluation of microalgae as microbial fertilizer | |
| US5147441A (en) | Biological product for soil improvement and method of application to soil | |
| RU2148571C1 (ru) | Биодобавка к органо-минеральным удобрениям | |
| CN102070365B (zh) | 一种具有稳定性能的沼液有机营养液及其生产方法 | |
| CN102674912B (zh) | 生物复合肥及其制备方法 | |
| RU2322427C1 (ru) | Способ биологической переработки птичьего помета | |
| Vieira et al. | A new circular economy approach for integrated production of tomatoes and mushrooms | |
| CN102372506B (zh) | 一种卡拉胶藻渣有机肥料及其制备方法 | |
| CN105859447A (zh) | 一种抗烟草青枯病的生物肥料 | |
| RU2638326C1 (ru) | Бионический способ выращивания растений | |
| KR101673582B1 (ko) | 인광석과 미생물을 이용한 천연비료의 제조방법 | |
| Gorasiya et al. | Exploring floral waste into bio-compost using microbial consortium from cow dung: A review | |
| RU2638325C1 (ru) | Бионический способ активации субстратов, используемых для выращивания растений | |
| Singh et al. | Biofertilizers and plant growth regulators as key player in sustainable agriculture by enhancing soil fertility and crop productivity | |
| Khatab et al. | Role of Microorganisms in our life's as ecofrindely and replacement for chemical methods. | |
| RU2445296C1 (ru) | Способ получения биокомпоста на основе навоза крупного рогатого скота | |
| Okolie et al. | The production of liquid biofertilizer from cassava peels and spent mushroom substrates using microbial inoculants | |
| RU2728391C1 (ru) | Способ получения комбинированного бактериально-гуминового препарата для разложения пожнивных остатков | |
| CN104150714A (zh) | 用复合菌剂治理糖厂含硫废弃物并生产复合菌肥的方法 | |
| Soni et al. | Enzyme-powered waste valorization: Simultaneous hydrolysis and fermentation of kitchen waste for biofertilizer production | |
| RU2777093C1 (ru) | Способ приготовления биоудобрения | |
| Jayakumar et al. | Microbial Conversion of Agricultural Residues into Organic Fertilizers | |
| CN107162673A (zh) | 一种快速培育香蕉假植苗的栽培基质 | |
| Ishfaq et al. | Cyanobacteria as Sustainable Microbe for Agricultural Industries | |
| CN107382594A (zh) | 一种生化复合多元生物有机肥的制备方法 |