RU2662992C1 - Способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений - Google Patents

Способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений Download PDF

Info

Publication number
RU2662992C1
RU2662992C1 RU2017131297A RU2017131297A RU2662992C1 RU 2662992 C1 RU2662992 C1 RU 2662992C1 RU 2017131297 A RU2017131297 A RU 2017131297A RU 2017131297 A RU2017131297 A RU 2017131297A RU 2662992 C1 RU2662992 C1 RU 2662992C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seeds
strain
growth
plants
plant
Prior art date
Application number
RU2017131297A
Other languages
English (en)
Inventor
Борис Павлович Струнин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Базис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Базис" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Базис"
Priority to RU2017131297A priority Critical patent/RU2662992C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2662992C1 publication Critical patent/RU2662992C1/ru

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, 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
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C1/00—Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
    • A01C1/06—Coating or dressing seed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N63/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
    • A01N63/10—Animals; Substances produced thereby or obtained therefrom
    • 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
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205—Bacterial isolates
    • 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)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано в растениеводстве для стимулирования роста и повышения урожайности сельскохозяйственных растений. Способ предусматривает предпосевную обработку семян водным раствором культуральной жидкости штамма Bacillus subtilis В-11473 при разбавлении 1:1000-3000 и при расходе водного раствора 10 л на 1 т семян. Изобретение позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных растений. 10 табл., 10 пр.

Description

Изобретение относится к области биотехнологии и сельского хозяйства и может быть использовано в растениеводстве для предпосевной обработки семян с целью стимулирования роста и повышения урожайности сельскохозяйственных растений.
Химические методы и химические средства регулирования роста растений наносят определённый вред не только сельскому хозяйству, но и экологии, так как химические вещества накапливаются в почвах, загрязняют пищевые продукты и окружающую среду. Многие из применяемых на практике химических препаратов являются высокоопасными и токсичными для человека. Поэтому важным аспектом являются микробиологические методы стимулирования роста и развития растений, которые не оказывают вредного воздействия на полезные организмы.
Микроорганизмы рода Bacillus широко распространены в природе и встречаются повсеместно - в воде, воздухе, в почве и пищевых продуктах, а также в организме человека и животных. Они обладают целым рядом ценных свойств: продуцируют множество различных ферментов, аминокислот, белков, витаминов, антибиотиков, нуклеотидов. Представители этого рода характеризуются высокой приспособляемостью к условиям внешней среды и способностью образовывать споры. Подавляющее большинство бактерий рода Bacillus безвредны для теплокровных даже в высоких концентрациях; технологичны в производстве, стабильны при хранении, экологически безопасны.
В сельском хозяйстве применяют различные вещества для увеличения урожайности. Одним из основных способов повышения продуктивности
растений служит использование минеральных удобрений. Этот процесс трудоёмок и связан с необходимостью применения больших количеств дорогостоящих удобрений. Кроме того, передозировка минеральных удобрений способствует состоянию физиологической депрессии растений, что отрицательно сказывается на урожайности. Большие дозы нитратов приводят к чрезмерному развитию вегетативной массы и полеганию растений. Вместе с тем, возможно накопление нитратов в пищевых продуктах растениеводства, что отрицательно сказывается на здоровье людей.
В целях повышения урожайности в сельском хозяйстве находят применение синтетические регуляторы роста растений, что не всегда экологически безупречно. При их использовании часто возникают цитогенетические эффекты с увеличением доли аберрантных анафаз и возможностью сохранения цитогенетического эффекта в следующем семенном поколении. Это может приводить к утрате генофонда растений, что существенно ограничивает использование синтетических регуляторов роста растений. В последнее время появляется всё больше сообщений о генномодифицированных (ГМО) растениях, обладающих повышенной урожайностью, повышенной засухоустойчивостью, устойчивостью против болезней. Однако ГМО растения вызывают справедливые протесты у экологической общественности в связи с возможными генетическими рисками, ввиду недостаточной изученности последствий употребления в пищу урожая этих растений.
Поэтому большой интерес представляет использование для увеличения продуктивности сельскохозяйственных растений природных регуляторов роста растений. К числу подобных веществ относятся фитогормоны, которые содержатся в самих растениях. Применение фитогормонов не связано напрямую с получением пищевых продуктов, они малотоксичны. Это делает их полностью безопасными.
Известно, что при прорастании семян из-за внешних стрессовых воздействий потери урожая в зависимости от ботанических особенностей могут достигать 20%. Поэтому очень важно уделять большое внимание запуску ростовых процессов. Чем более развита корневая система растения, тем больше оно может получать питательных веществ, следовательно, имеет большие возможности для реализации генетического потенциала. В итоге это приводит к увеличению урожайности.
Из патентных публикаций известно достаточно большое количество стимуляторов роста растений. Для анализа уровня техники представлены патентные источники, в которых описаны способы стимулирования роста и повышения урожайности сельскохозяйственных растений с использованием бактерий рода Bacillus, штаммы бактерий рода Bacillus, обладающие ростостимулирующей активностью, и биопрепараты на их основе.
Имеется немало патентов, в которых бактерии Bacillus subtilis позиционируются как обладающие ростостимулирующей активностью, хотя таковыми не являются. Так, например, штамм Bacillus subtilis БАГ-65, входящий в состав препарата для защиты растений от возбудителей сельскохозяйственных культур и винограда с ростостимулирующим эффектом. Действие штамма направлено фактически против грибных и бактериальных заболеваний сельскохозяйственных культур, а не на стимулирование роста, поэтому приводит к увеличению урожайности (точнее сохранению урожайности) за счёт снижения развития фитопатогенов, угнетающих жизненные процессы растений. (Патент РФ № 2313941, A01N 63/02, C12N 1/20, 2008 г.).
В патенте РФ № 2428009 (A01N 63/00, C12N 1/20, 2011 г.) описан способ повышения урожайности огурцов в зимней теплице путём капельного орошения корней рассады микробным препаратом, содержащем в равных соотношениях штаммы бактерий Bacillus subtilis ТНП-3 и Bacillus subtilis ТНП-5 в концентрации 1 млрд. КОЕ/мл. В результате масса одного плода
увеличивается на 13,64%, урожайность повышается на 30,5%, товарность плодов - на 65,1%, вкусовые качества плодов на - 0,2 балла.
Необходимо отметить, что урожайность огурцов в этом случае повышается (сохраняется на высоком уровне) не за счёт ростостимулирующей активности штаммов, а за счёт снижения заболеваемостью аскохитозом и корневой гнилью, то есть благодаря фунгицидной активности штаммов.
К числу недостатков данного способа следует отнести то, что он используется для повышения урожайности только огурцов в зимней теплице, то есть имеет узкую область применения.
В патенте РФ № 2477596 (А01С 1/00, A01N 63/00, C12N 1/20, 2013 г.) описан способ стимуляции роста и защиты ягодных культур от болезней, вызываемых грибными патогенами, обработкой биопрепаратом в жидкой форме. В качестве биопрепарата используют смесь штаммов бактерий Bacillus subtilis ВКПМ В-10641; Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-10642, Bacillus licheniformis ВКПМ В-10561 и Bacillus licheniformis ВКПМ В-10562 с титром каждого штамма не менее 105 КОЕ/мл в виде водной суспензии.
Штамм Bacillus subtilis ВКПМ В-10641 обладает бактерицидной, фунгицидной и вирулицидной активностью, штаммы Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-10642, Bacillus licheniformis обладают бактерицидной и фунгицидной активностью, то есть стимуляция роста ягодных культур происходит в результате уничтожения грибных патогенов, ингибирующих рост растений.
В результате общая биомасса 1 растения земляники увеличивается в 1,7-1,8 раза; биомасса корневой системы растений в 1,4-1,5 раза; длина надземной части в 1,2-1,4 раза; длина корневой системы на 14-21%. Прирост биомассы 1 растения облепихи увеличивается на 33-34%, удлинение прироста надземной части на 20-22%, удлинение корневой системы на 26-34%. Биомасса смородины увеличивается на 54,1%, прирост главного побега - в 1,4 раза, длина корневой системы - на 14-20%.
Недостатками данного способа стимуляции роста являются: биопрепарат состоит из 4-х штаммов, каждый из которых требует свои условия выращивания, что усложняет технологию получения биопрепарата; ограниченная область применения, способ предложен только для 3-х видов ягодных культур.
Известен способ предпосевной обработки семян овощных культур биофунгицидным препаратом, содержащим штамм споровой бактерии "Bacillus subtilis Ч-13" (Патент РФ № 2140138, А01С 1/06, 1999 г.). Семена овощных культур обрабатывают препаратом в соотношении 30-130 г препарата на 1 кг семян, в зависимости от вида семян. Семена после обработки препаратом подсушивают при температуре не более 55°С до влажности семян не менее 12%.
Штамм бактерии "Bacillus subtilis Ч-13" обладает четко выраженным антибиотическим действием относительно всех основных фитопатогенных грибов: фузарий, ризоктоний, вертицилла, обитающих в почве или на поверхности семян. Ускорение всхожести семян и повышение урожайности достигается благодаря защите овощных культур от инфекционных болезней путем предпосевной обработки их семян.
При этом способе обработки всхожесть семян капусты увеличилась на 10%, моркови - на 4%, свёклы - на 20%, огурцов - на 4%.
Недостаток данного способа: значительный расход препарата (30-130 г на 1 кг семян); ограниченная область применения (только овощные культуры).
В приведённых патентах-аналогах проявление ростостимулирующего действия штаммов Bacillus subtilis является результатом фунгицидного и бактерицидного воздействия этих штаммов, то есть происходит не прямое стимулирование развития растений, а создание для них благоприятных условий за счёт подавления почвенных фитопатогенов.
Другие бактерии рода Bacillus запатентованы в качестве стимулятора роста сахарной свёклы, хотя более правильно было бы их отнести к
биологическим удобрениям, поскольку представляют собой штаммы, делающие доступным фосфор для питания растений: при нормальном фосфорном обеспечении эти штаммы не смогут стимулировать рост растений. Так, например, в патенте РФ № 2035507 (C05F 11/08, C12N 1/20, 1995 г.) заявлен штамм бактерий Bacillus polymyxa ВНИИСХМ В-324Д для производства стимулятора роста сахарной свёклы. Предложенный штамм является фосформобилизирующим штаммом, он активно растворяет трикальцийфосфат почвы, обеспечивая доступность фосфора растениям, что приводит к увеличению урожайности и сахаристости корнеплодов. Штамм на 0,35-0,54% улучшает фосфорное питание растений, в несколько раз снижает заболеваемость растений «корнеедом», на 14-17% повышает урожайность и на 0,3-0,6% сахаристость корнеплодов сахарной свёклы.
Недостатком является ограниченная область применения, штамм предназначен только для сахарной свёклы.
Другим примером микроорганизмов, заявленных для увеличения урожайности, являются штаммы азотфиксирующих бактерий. Этот вид бактерий фактически является не стимулятором, а лишь снабжает растения одним из элементов питания, а именно азотом. Поэтому эти микроорганизмы не оказывают прямого ростостимулирующего действия при достаточном фоновом обеспечении подвижным азотом.
В патенте РФ № 2295562 (C12N 1/20, A01N 63/00, 2007 г.) предложен штамм ризосферных бактерий Bacillus spp. Кr-083 в качестве средства для защиты растений от фитопатогенных микроорганизмов и стимуляции их роста. Заявленный штамм обладает азотфиксирующими свойствами, оказывающими влияние на стимуляцию роста растений. Азотфиксация - это включение азота воздуха в соединение, доступное для использования растениями. Концентрация (количество жизнеспособных клеток и спор) штамма бактерий Bacillus spp. KR-083 для его эффективного использования в
составе различных биопрепаратов должна составлять 106-108 клеток в 1 мл культуральной жидкости. Инокуляция посевного материала и обработка
всходов штаммом бактерий Bacillus spp. KR-083 способствует увеличению урожайности овощей на 15-32%.
Ростостимулирующая активность штамма показана только для овощных культур, то есть штамм имеет ограниченную область применения.
Известна ассоциация бактерий для получения биопрепарата, повышающего плодородие почвы и оздоравливающего её, обладающего противогрибковыми и стимулирующими рост растений свойствами (Патент РФ № 2314693, A01N 63/02, C12N 1/20, 2008 г.). Ассоциация включает штаммы бактерий Bacillus amyloliquefaciens 30-40, Bacillus subtilis K-4, Bacillus subtilis Be-12. Штамм Bacillus amyloliquefaciens 30-40 (BKM B-2432D) обладает азотфиксирующей активностью. Штамм Bacillus subtilis K-4 (BKM B-2430D) обладает широким спектром ферментативной и фунгицидной активностей. Штамм бактерии Bacillus subtilis Be-12 (BKM B-2431D) продуцирует вторичные метаболиты, относящиеся к гексаенам (соединениям с шестью сопряженными двойными связями), - фунгициды в количестве 100 мг/л - 200 мг/л, а также способен переводить нерастворимые соединения фосфорной кислоты в растворимое состояние - форму, доступную для растений.
Штаммы Bacillus subtilis K-4 и Bacillus amyloliquefaciens 30-40 также синтезируют соединения группы гексаенов. Таким образом, основными свойствами бактерий ассоциации являются: азотфиксирующая, фосфорилирующая, аммонифицирующая, гидролитическая и фунгицидная активности.
В результате применения биопрепарата на озимой пшенице высота растений в фазе выхода в трубку была выше в среднем на 7-10,6 см; масса зерна возросла на 24,6-28,9%; урожайность увеличилась на 3,8-4,9 ц/га.
Недостатком данного препарата является его сложный трёхкомпонентный состав. Ростостимулирующая активность показана только на озимой пшенице.
Другим примером повышения продуктивности растений является использование эндофитных микроорганизмов. Эндофиты образуют стабильные ассоциации с растением. В функции эндофитов входит синтез фитогормонов, биоконтроль фитопатогенов, иммобилизация фосфатов, азотфиксация. В результате микроорганизмы-эндофиты выполняют многие функции для растения: обеспечивают их азотное и фосфорное питание, защиту от фитопатогенов и вредителей, адаптацию к стрессам и регуляцию развития. Эндофиты сами снабжают растение гормонами роста.
Так в патенте РФ 2495119 (C12N 1/20, C12R 1/125, A01N 63/00, 2013 г.) заявлен штамм бактерий Bacillus subtilis 8А в качестве средства повышения продуктивности растений и их защиты от фитопатогенных микроорганизмов. Штамм эндофитных бактерий Bacillus subtilis 8А обладает фунгицидной активностью против фитопатогенных грибов, фитопатогенных бактерий и фитостимулирующим эффектом по отношению к различным сельскохозяйственным культурам (например, яровая и озимая пшеница, лен, подсолнечник). Ростостимулирующая активность заявляемого штамма эндофитных бактерий Bacillus subtilis 8А вызвана способностью создавать с растением микробно-растительную систему путем колонизации эндофитными бактериями корневой системы и внутренних тканей (ризосферы) растения.
В результате испытания штамма средняя длина корня салата увеличилась на 15 мм, средняя длина зелёной части ростка - на 3 мм. Прибавка урожая зерна яровой пшеницы составила 32,8% без внесения минеральных удобрений, 14,7-25,0% - при внесении минеральных удобрений. Прибавка урожая семян льна составила 24,4%, семян подсолнечника - 42,7%.
Однако применение эндофитных микроорганизмов может ограничиваться географическими рамками, местным климатом и условиями окружающей среды.
Другой пример стимулирования роста основывается на создании биопрепарата, включающего в качестве одного из компонентов бактерии рода Azotobacter. Известно, что бактерии рода Azotobacter являются эффективными стимуляторами роста для разных видов растений, что объясняется их способностью фиксировать молекулярный азот и улучшать азотное питание, продуцировать витамины, стимуляторы роста и антибиотики, угнетающие развитие фитопатогенных грибов. Например, в патенте РФ № 2302114 (А01N 63/00, C12N 1/20, 2007 г.) заявлен препарат «Экстраган» для стимуляции роста и защиты растений от болезней. Препарат содержит штаммы микроорганизмов Bacillus mycoides var. В.А. и Azotobacter vinelandii var. НП с титром клеток (0,8-1,2)**108 кл/мл, взятых в соотношении (1,8-2,2):1, в количестве 25-30% массовых; гуматы - 8-12%) массовых; микроэлементы - 0,02-0,08%) массовых; и воду - остальное. Штамм Bacillus mycoides var. В.А. обладает фунгицидной, бактерицидной активностью. Штамм Azotobacter vinelandii var. НП обладает ростостимулирующей активностью. Гуматы представляют собой смесь высокомолекулярных гуминовых кислот и низкомолекулярных органических кислот (аминокислот, щавелевой, лимонной и др.). В качестве микроэлементов используют металлы (железо, марганец, цинк, медь и др.) и их комплексные соединения. Препарат обладает стимулирующим действием благодаря содержанию в готовом препарате комплекса физиологически активных веществ и стимуляторов роста растений, которые образуются в процессе роста культур Bacillus mycoides var. В.А. и Azotobacter vinelandii var. НП. Azotobacter vinelandii var. НП - не только продуцент стимуляторов роста растений, но и активатор фунгицидной активности Bacillus mycoides var. В.А.
Действие препарата заключается в том, что микроорганизмы, входящие в состав препарата, увеличивают поглотительную активность корней, синтезируют ростовые и физиологически активные вещества и образуют соединения, снижающие активность фитопагогенных микроорганизмов.
Применение препарата повышает урожайность подсолнечника на 1,6 ц/га, пшеницы - на 4,2 ц/га.
Недостатком препарата является узкая область применения (подсолнечник, пшеница).
Другой пример стимулирования роста, повышения урожайности растений основывается на прямом воздействии штамма на растение, собственной способности культуры рода Bacillus продуцировать фитогормоны. Например, штамм Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-11008 обладает собственной способностью продуцировать физиологически активные вещества - природные аналоги гиббереллинов, ауксинов, цитокининов и выделять их в культуральную жидкость при выращивании культуры и в окружающую среду при интродукции, чем и объясняются стимулирующие свойства биопрепарата. Штамм Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-11008 входит в состав биопрепарата для стимуляции роста и защиты растений от болезней, повышения урожайности и почвенного плодородия. (Патент РФ № 2478290, A01N 63/02, А01С 1/06, C12N 1/20, 2013 г.). Препарат содержит 99,0% объёмных штамма Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-11008 с титром вегетативных клеток и спор 1,24-1,30**1010 КОЕ/мл и содержанием спор 94% от общего количества КОЕ и 1,0% объёмных гуматов.
Гуматы (натриевые и калиевые соли гуминовых кислот) служат для сохранения жизнеспособности и стабилизации микробной биомассы, а также увеличения адсорбционной способности клеток и спор при обработке семян и вегетирующих растений.
Применение биопрепарата увеличивает всхожесть семян яровой пшеницы на 19%, энергию прорастания - на 10%, биомассу наземных проростков - на 29%, биомассу корневых проростков - на 47%.
Применение биопрепарата на ячмене увеличивает массу 1000 зёрен на 14,2%, число продуктивных стеблей на 11,3%, озернённость колосьев на 6,6%, содержание белка в зерне на 11,4%, урожайность зерна на 29,8%.
К недостатку данного биопрепарата можно отнести ограниченную область применения (только 2 зерновые культуры: пшеница, ячмень).
Известен способ выращивания растений, включающий обработку семян растений перед их посевом и растения в период вегетации биопрепаратом в жидкой форме. В качестве биопрепарата используют смесь штаммов бактерий В. subtilis ВКПМ В-10641, В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642 и В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 с титром не менее 106 КОЕ/мл в виде водной суспензии (Патент РФ № 2481760, А01С 1/06, А01N 63/02, C12N 1/20, 2013 г.).
Для повышения урожайности растений семена обрабатывают из расчета 2 мл водной суспензии биопрепарата на тонну семян, а внекорневую обработку растений осуществляют из расчета 2 мл водной суспензии биопрепарата на гектар посевов.
В результате обработки семян яровой пшеницы водной суспензией штаммов В. subtilis ВКПМ В-10641; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 урожайность яровой пшеницы увеличилась на 13,8-25%, содержания сырой клейковины в зерне - на 2-6%. Урожайность повысилась за счет обеспечения защиты яровой пшеницы в период вегетации от грибных болезней.
К недостаткам данного способа следует отнести его применение только на одной культуре, что сужает область использования. В состав биопрепарата входят 3 штамма, что осложняет и удорожает приготовление биопрепарата.
Технической задачей изобретения является разработка экологически безопасного способа предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений, упрощение способа приготовления биопрепарата, расширение области использования биопрепарата.
Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемого изобретения, заключается в эффективной стимуляции роста и повышении урожайности сельскохозяйственных растений, в расширении ассортимента экологически безопасных
биологически активных веществ, обладающих ростостимулирующей активностью.
Техническое решение задачи достигается путём предпосевной обработки семян культуральной жидкостью штамма Bacillus subtilis IS-10.
Во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) штамм Bacillus subtilis IS-10 депонирован под номером Bacillus subtilis B-11473.
Штамм Bacillus subtilis B-11473 характеризуется следующими признаками.
Культуральные признаки: на мясопептонном агаре после 24 ч инкубации в термостате при температуре 35°С образует плоские, сухие колонии с характерно белым зернистым налетом. Диаметр - 2,7 мм. Края слегка изрезаны.
Морфологические признаки: Прямые подвижные палочковидные бактерии разной длины размером 0,9-1,7 - 3,5-5,7 мкм, расположенные одиночно, парами, цепочками. Подвижные жгутики расположены перитрихально. Окраска молодой культуры по Граму - положительная. Образует споры.
Физиолого-биохимические свойства: Тип дыхания - аэробный. Продуцирует фитогормоны: зиатин, изопентиладенин, изопентиладенозин, зеатинрибозид, зеатиннуклеотид, индолиуксусную кислоту, абсцизовую кислоту. Гидролизует глюкозу, лактозу. Не сбраживает сахарозу, сорбит.
Штамм Bacillus subtilis B-l 1473 выращивают на доступной питательной среде, состоящей из (г/л): масопептонный агар - 5,0; пептон - 15,0; хлористый натрий - 5,0; агар - 15,0; вода дистиллированная - 1,0 л. Температура культивирования 35±1°С. Время культивирования 3 суток. При
глубинном культивировании количество подаваемого воздуха 30-60м3/1м3 в час. Частота вращения мешалки 150-170 мин-1.
Штамм может храниться в лиофилизированном состоянии в запаянных ампулах, а также на скошенном агаре в пробирках при температуре 4-5°С с периодическим пересевом 2 раза в год.
Продукт, продуцируемый штаммом, - фитогормоны: зеатин, зеатинрибозид, зеатиннуклеотид, изопентиладенозин, изопентиладенин, индолилуксусная кислота, абсцизовая кислота идентифицированы с помощью метода твердофазного иммуноферментного анализа.
Штамм относится к микроорганизмам, непатогенным для человека, не требует специальных мер предосторожности.
Для предпосевной обработки семян используют культуральную жидкость штамма, разбавленную в 1000-3000 раз водой, (далее биопрепарат) при расходе рабочей жидкости 10 литров на тонну семян.
Биопрепарат эффективен в малых дозах при предпосевной обработке семян. Может применяться как для обработки семян при выращивании зерновых, зернобобовых, технических и овощных культур, так и для опрыскивания вегетативных частей растений, в том числе в составе внекорневых подкормок.
Биопрепарат содержит при необходимости целевые добавки -микроэлементы, аминокислоты, углеводы, соли органических и неорганических кислот или их смеси, а также ингредиенты, повышающие защитные силы растений, антистрессовые добавки, адсорбционные свойства биопрепарата.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами, но не ограничивается ими.
Испытания биопрепарата проводили как в вегетационных, так и в полевых опытах.
Опыты по влиянию культуральной жидкости штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ В-11473) проводили в оранжерейных условиях. Почва -выщелоченный чернозём.
14
Влияние биопрепарата на проращивание семян испытуемых растений проводили в вегетационных сосудах ёмкостью 10 дм3. Интенсивность освещения на уровне почвы не менее 20 кЛк в пасмурную погоду. Фотопериод 16 часов в сутки. Влажность почвы поддерживалась на уровне 70% от полной влагоёмкости почвы.
Пример 1.
Семена сои сорта «Аннушка» обрабатывали полувлажным способом культуральной жидкостью штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ B-11473), разбавленной водопроводной водой в 3000 раз. Норма расхода рабочей жидкости 10 литров на тонну семян.
Контролем служили семена сои, обработанные полувлажным способом из расчёта 10 литров воды на тонну семян.
Семена сои проращивались в теплице с регулируемым климатом при температуре 20+1°С в течение 3-х суток. Через указанное время проростки отмывали от почвы и измеряли длину корневой системы и надземной части. Результаты испытаний представлены в таблице 1.
Figure 00000001
Пример 2. Семена короткозёрного риса сорта «Лиман» (подвид japonica) замачивали в растворе культуральной жидкости при её разведении водой в соотношении 1:3000 в течение 1 часа при комнатной температуре. Через 17, 24, 31, 38 суток проростки риса отмывали от почвы и взвешивали массу корневой системы и надземной части. В качестве критерия стимуляции корневой системы использовали отношение массы корневой системы к массе
15
надземной части растений (вегетативный индекс). Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Figure 00000002
Средний вегетативный индекс при выращивании короткозерного риса сорта «Лиман» за 38 суток в опыте превышает контроль в 3,02 раза.
Пример 3.
Чтобы убедиться, что на стимуляцию роста оказывают именно метаболиты штамма IS-10, а не сам штамм, культуральную жидкость стерилизовали при 121°С в течение 1 часа. Стерилизованную культуральную жидкость разбавляли водой в 3000 раз и замачивали при комнатной температуре семена длиннозёрного риса сорта IR-64 (подвид indica) в течение 2 часов. Контролем служило замачивание семян риса в течение 2-х часов в водопроводной воде. Через 17, 24, 31, 38 суток отмывали ростки риса от почвы и определяли вегетативный индекс. Результаты испытаний представлены в таблице 3.
Figure 00000003
Опыт 1* - нативный раствор (водная фаза культуральной жидкости), разбавленный в 3000 раз.
Опыт 2* - культуральная жидкость после стерилизации при 121°C в течение 1 часа, разбавленная в 3000 раз.
Как видно из полученных результатов, средний вегетативный индекс 38-суточных ростков риса при замачивании семян стерилизованной культуральной жидкостью, разбавленной в 3000 раз, превышает в 2,86 раз контроль.
Таким образом, ростостимулирующее действие оказывают именно метаболиты. Некоторое снижение стимулирующего действия препарата после стерилизации объясняется термолабильностью фитогормонов при этой температуре.
Пример 4.
Пример 4.
После выращивании штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ B-11473) культуральную жидкость стерилизовали при 121°С и разбавляли водой в 1000 раз и замачивали этим раствором в течение 30 минут семена подсолнечника сорта «Люкс», огурцов сорта «Кураж» F1, капусты пекинской. После замачивания семена высаживали в вегетативные сосуды. Семена проращивались при температуре 25±1°С в течение 3-х суток. Корни проростков отмывали от почвы, после чего измеряли их длину. Длину проростков опытных растений сравнивали с длиной проростков контрольной группы, семена которых замачивали в воде.
Результаты опытов представлены в таблице 4.
Figure 00000004
Представленные данные свидетельствуют о положительном влиянии на стимуляцию роста корней подсолнечника, огурцов и пекинской капусты.
Пример 5.
Короткозёрный рис сорта «Лиман» замачивался рабочей жидкостью, приготовленной из культуральной жидкости штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ B-11473), разбавленной в 2000 раз (вариант 1). Во 2-ом варианте в рабочую жидкость добавлена аминоуксусная кислота в количестве 2 мг/л. В 3-ем варианте в рабочую жидкость добавлен калий азотнокислый в количестве 0,039 г/л. В 4-ом варианте в рабочую жидкость добавлена аммониевая соль 1-оксибензойной кислоты в количестве 1,4 мг/л. В 5-ом варианте в рабочую жидкость добавлена калиевая соль пропионовой кислоты в количестве 4 мг/л. Семена риса замачивались в указанных растворах в течение 6 часов, высаживались в вегетационные сосуды и проращивались при 26±1°С в течение 10 суток. Контролем служили семена риса, которые замачивались в воде и проращивались в аналогичных условиях. Результаты опытов представлены в таблице 5.
Figure 00000005
Пример 6. Семена сои сорта Аркадия Одесская обрабатывались культуральной жидкостью штамма IS-10 (ВКПМ В-11473), разбавленной водой, с добавлением микроэлементов и солей органических кислот и высаживались в почву с влажностью 22,17%. Норма расхода рабочей жидкости 10 л на тонну семян. Контрольная группа семян сои обрабатывалась водой с такой же нормой расхода. Сосуды с контрольной и опытной группами выдерживались в течение 3-х суток при температуре 27±1°С.
Семена сои обрабатывались культуральной жидкостью, разбавленной водой в 5000 раз (вариант 1). В 2-ом варианте в рабочую жидкость добавлен молибдат аммония в количестве 0,008% масс. В 3-ем варианте в рабочую жидкость добавлен натрий тетраборнокислый в количестве 0,002% масс. В 4-ом варианте в рабочую жидкость добавлен молибдат аммония в количестве 0,006% масс. и динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты. В 5-ом варианте в рабочую жидкость добавлена глюкоза в количестве 0,001% масс. В 6-ом варианте в рабочую жидкость добавлена аминоуксусная кислота в количестве 0,014% масс.
Результаты измерения длины корней и стеблей представлены в таблице 6.
Figure 00000006
Пример 7.
Полевые опыты на редисе (сорт «Карбона») проводились мелкоделяночным способом. Размер делянок 1,2x1,4 метра. Повторность опыта шестикратная. Семена редиса замачивались в течение 40 минут в культуральной жидкости при культивировании штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ B-l 1473) после её разбавления в воде в 1000 раз. Семена редиса высевались на глубину 1-1,5 см. Урожай снимали через 27 суток после посева.
Результаты опыта представлены в таблице 7
Figure 00000007
Пример 8.
Полевые опыты на горохе (сорт «Изумруд») проводились на делянках размером 1,2x1,5 метра. Повторность опыта шестикратная. Замачивание семян гороха проводили в течение 50 минут в культуральной жидкости
штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ B-l 1473), разбавленной водой в 1500 раз. Контрольный опыт проводили с семенами гороха, замоченными в воде в течение 50 минут. Посев семян проводился на глубину 1,5-2,0 см.
Результаты опыта представлены в таблице 8.
.
Figure 00000008
Пример 9.
Полевые опыты с семенами льна (сорт «Северный») проводились на грядках размером 1,2x2,5 метра. Повторность опытов четырёхкратная. Семена льна в течение 30 минут замачивали водой (контроль) и культуральной жидкостью штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ B-11473) -(опыт). Для равномерного посева семена льна смешивались с сухим речным песком. Посев проводился на глубину 1-1,5 см. Результаты опыта представлены в таблице 9.
Figure 00000009
Пример 10.
Полевые опыты на яровой пшенице (сорт Московская 35) проводились в сезон 2012 года. Засев пшеницы был проведён в 4 ряда по 6 микроделянок размером 1,2x1,4 метра. Семена пшеницы замачивались в течение 1 часа в
воде (контроль) и в культуральной жидкости штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ B-l 1473), разбавленной водой в 3000 раз (опыт). Перед посадкой семена подсушивались при температуре не выше 40°С.
В 1-ом опыте семена обрабатывались культуральной жидкостью штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ B-11473), разбавленной водой в 3000 раз. Во 2-ом опыте в рабочую жидкость добавлен молибдат аммония в количестве 0,006% масс. и динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты. В 3-ем опыте в рабочую жидкость добавлена аминоуксусная кислота в количестве 0,014% масс. В 4-ом опыте в рабочую жидкость добавлен молибдат аммония в количестве 0,008% масс. В 5-ом варианте в рабочую жидкость добавлен натрий тетраборнокислый в количестве 0,002% масс. В 6-ом опыте в рабочую жидкость добавлена глюкоза в количестве 0,001% масс.
Результаты опыта представлены в таблице 10.
Figure 00000010
Приведенные примеры показывают эффективность использования способа предпосевной обработки семян и обработки вегетативных частей растений культуральной жидкостью штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ В-11473) и подтверждают достижение технического результата.
В результате применения предложенного способа увеличивается масса корневой и вегетативной частей растений. Прирост корневой системы подсолнечника составляет 11,54%, огурцов - 28,12%, капусты пекинской -24,19%; прибавка урожайности редиса 38,81%, гороха - 31,09, льна - 21,54%, сои - 10,18%, пшеницы - 21,18-39,99%; отношение корневой массы к массе надземной части риса увеличивается в 2,86-3,02 раза.
Преимущества предлагаемого способа предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений с использованием штамм Bacillus subtilis IS-10 следующие:
- широкая область применения способа предпосевной обработки семян: зерновых, зернобобовых, технических и овощных культур;
- высокая эффективность действия способа предпосевной обработки семян при малых дозах применения штамма;
- простая технология получения биопрепарата;
- биопрепарат не фитотоксичен, безопасен для окружающей среды;
- стимулирование роста и повышение урожайности растений происходит благодаря собственной способности штамма Bacillus subtilis IS-10 продуцировать фитогормоны;
расширение ассортимента экологически безопасных биологически активных веществ, обладающих ростостимулирующей активностью.

Claims (1)

  1. Способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений, включающий обработку семян культуральной жидкостью штамма бактерий Bacillus subtilis B-11473, разбавленной водой в соотношении 1:1000-3000, из расчёта 10 л биопрепарата на 1 т семян.
RU2017131297A 2017-09-05 2017-09-05 Способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений RU2662992C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017131297A RU2662992C1 (ru) 2017-09-05 2017-09-05 Способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017131297A RU2662992C1 (ru) 2017-09-05 2017-09-05 Способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2662992C1 true RU2662992C1 (ru) 2018-07-31

Family

ID=63142415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017131297A RU2662992C1 (ru) 2017-09-05 2017-09-05 Способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2662992C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2736340C1 (ru) * 2019-12-24 2020-11-16 Общество с ограниченной ответственностью "БИОСОЛБИ-ИНТЕР" Средство для стимуляции роста сельскохозяйственных культур

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2035507C1 (ru) * 1992-01-03 1995-05-20 Институт Сельскохозяйственной Микробиологии Уаан Штамм бактерий bacillus polymyxa для производства стимулятора роста сахарной свеклы
RU2140138C1 (ru) * 1998-11-13 1999-10-27 Закрытое акционерное общество Сельскохозяйственное селекционно-производственное предприятие "СОРТСЕМОВОЩ" Способ предпосевной обработки семян овощных культур и способ получения препарата для предпосевной обработки семян овощных культур
RU2239968C1 (ru) * 2003-02-10 2004-11-20 Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия" Способ предпосевной обработки семян овощных культур

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2035507C1 (ru) * 1992-01-03 1995-05-20 Институт Сельскохозяйственной Микробиологии Уаан Штамм бактерий bacillus polymyxa для производства стимулятора роста сахарной свеклы
RU2140138C1 (ru) * 1998-11-13 1999-10-27 Закрытое акционерное общество Сельскохозяйственное селекционно-производственное предприятие "СОРТСЕМОВОЩ" Способ предпосевной обработки семян овощных культур и способ получения препарата для предпосевной обработки семян овощных культур
RU2239968C1 (ru) * 2003-02-10 2004-11-20 Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия" Способ предпосевной обработки семян овощных культур

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2736340C1 (ru) * 2019-12-24 2020-11-16 Общество с ограниченной ответственностью "БИОСОЛБИ-ИНТЕР" Средство для стимуляции роста сельскохозяйственных культур
RU2736340C9 (ru) * 2019-12-24 2021-03-01 Общество С Ограниченной Ответственностью "Бисолби-Интер" Средство для стимуляции роста сельскохозяйственных культур

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2628411C2 (ru) Микробные инокулянты и содержащие их композиции удобрений
RU2626543C2 (ru) Штамм бактерий Paenibacillus mucilaginosus, способ стимуляции роста и защиты растений от болезней и применение штамма бактерий Paenibacillus mucilaginosus в качестве удобрения и агента биологического контроля (противопатогенного средства) в профилактике и/или лечении заболевания растений
CN109971680B (zh) 一种具有抗病促生长功能的复合微生物菌剂的制备及应用
CN107493897B (zh) 用丛枝菌根真菌和有机肥促进甜高粱在盐碱地生长的方法
Naserirad et al. Effect of integrated application of bio-fertilizer on grain yield, yield components and associated traits of maize cultivars
RU2715631C2 (ru) Повышение урожайности растений с помощью микроорганизмов
CA2685100C (en) Use of tsukamurella paurometabola to stimulate plant growth
RU2216173C2 (ru) Способ получения препарата для предпосевной обработки семян и вегетирующих растений сельскохозяйственных культур, плодовых деревьев и ягодных кустарников
Mahato et al. Comparative study of impact of Azotobacter and Trichoderma with other fertilizers on maize growth
Turgut Organic and biofertilizers effects on the rhizosphere microbiome and spring barley productivity in northern Kazakhstan
KR20160128533A (ko) 인산가용화 활성을 갖는 신규 미생물 엔테로박터 에스피 04-p-1 균주 및 이를 포함하는 토양미생물 비료
CN108640759A (zh) 一种用于瓜果增甜驱虫的有机肥的制备方法
Al-Naqeeb et al. Biofertilizer (EM-1) effect on growth and yield of three bread wheat cultivars
Arif et al. Effect of nitrogen and zinc management on growth, yield and economics of bread wheat (Triticum aestivum) varieties
CN108034609B (zh) 一株具有解磷作用的类芽孢杆菌菌株t1-1及其应用
CN108949593A (zh) 一种复合微生态制剂及其制备方法和应用
CN106007824A (zh) 一种复合菌肥及其制备方法和应用
RU2625967C2 (ru) Штамм бактерий Beijerinckia fluminensis Bf 2806, его применение в качестве удобрения и агента биологического контроля в профилактике и/или лечении заболеваний растений и способ стимуляции роста и защиты растений от болезней
RU2732915C1 (ru) Штамм гриба Fusarium equiseti ВКПМ F-1455 для получения биопрепарата, восстанавливающего почву для сельскохозяйственных растений, биопрепарат и способ его получения
RU2662992C1 (ru) Способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений
JP2000191421A (ja) 植物生長促進剤
Somova et al. Introduction of microbiocenosis in agroecosystem for increasing the plant productivity
US20240415128A1 (en) Composition comprising a strain of mitsuaria noduli
GOFAR et al. Application of organic fertilizer enriched with Trichoderma harzianum on shallot (Allium cepa) cultivation in ultisols
CN107602278A (zh) 烟草设施育苗基质的制备方法