RU2778562C1 - Смесь бактериальных штаммов, обладающая азотфиксирующей, фосфор- и калиймобилизующей активностью - Google Patents
Смесь бактериальных штаммов, обладающая азотфиксирующей, фосфор- и калиймобилизующей активностью Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778562C1 RU2778562C1 RU2022104539A RU2022104539A RU2778562C1 RU 2778562 C1 RU2778562 C1 RU 2778562C1 RU 2022104539 A RU2022104539 A RU 2022104539A RU 2022104539 A RU2022104539 A RU 2022104539A RU 2778562 C1 RU2778562 C1 RU 2778562C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- strains
- phosphorus
- nitrogen
- growth
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 230000001580 bacterial Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 title abstract description 18
- -1 nitrogen-phosphorus-potassium Chemical compound 0.000 claims abstract description 12
- 241000881860 Paenibacillus mucilaginosus Species 0.000 claims abstract description 9
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 claims abstract description 9
- 241000976738 Bacillus aryabhattai Species 0.000 claims abstract description 8
- 241000194105 Paenibacillus polymyxa Species 0.000 claims abstract description 8
- 230000002633 protecting Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 12
- 230000004936 stimulating Effects 0.000 abstract description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 30
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 19
- 235000021307 wheat Nutrition 0.000 description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 14
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 14
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 12
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 9
- 230000000249 desinfective Effects 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 9
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 8
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 8
- 229930002875 chlorophylls Natural products 0.000 description 8
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 8
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 7
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 7
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 description 6
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 description 6
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 6
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 6
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 5
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 210000004215 spores Anatomy 0.000 description 5
- 241000567083 Xanthomonas arboricola Species 0.000 description 4
- 230000000844 anti-bacterial Effects 0.000 description 4
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 4
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000002906 microbiologic Effects 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 230000000877 morphologic Effects 0.000 description 4
- 230000003032 phytopathogenic Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 3
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 3
- ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N L-proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 description 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 3
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 230000000855 fungicidal Effects 0.000 description 3
- 230000000670 limiting Effects 0.000 description 3
- 230000000813 microbial Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 description 3
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 3
- 241000193744 Bacillus amyloliquefaciens Species 0.000 description 2
- 241000589615 Pseudomonas syringae Species 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K [O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 230000003042 antagnostic Effects 0.000 description 2
- 230000000845 anti-microbial Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 description 2
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 2
- 230000001483 mobilizing Effects 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N n-butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 2
- 241000223602 Alternaria alternata Species 0.000 description 1
- 229940025131 Amylases Drugs 0.000 description 1
- 102000013142 Amylases Human genes 0.000 description 1
- 108010065511 Amylases Proteins 0.000 description 1
- 235000007558 Avena sp Nutrition 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N CTK2H8874 Chemical compound [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 description 1
- 108010084185 Cellulases Proteins 0.000 description 1
- 102000005575 Cellulases Human genes 0.000 description 1
- 241001464977 Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis Species 0.000 description 1
- PZBPKYOVPCNPJY-UHFFFAOYSA-N Enilconazole Chemical compound ClC1=CC(Cl)=CC=C1C(OCC=C)CN1C=NC=C1 PZBPKYOVPCNPJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002125 Enilconazole Drugs 0.000 description 1
- 241000223195 Fusarium graminearum Species 0.000 description 1
- 241000223221 Fusarium oxysporum Species 0.000 description 1
- 241000223192 Fusarium sporotrichioides Species 0.000 description 1
- 206010021033 Hypomenorrhoea Diseases 0.000 description 1
- 239000005795 Imazalil Substances 0.000 description 1
- 241000223196 Microdochium nivale Species 0.000 description 1
- 241000588701 Pectobacterium carotovorum Species 0.000 description 1
- 102000035443 Peptidases Human genes 0.000 description 1
- 108091005771 Peptidases Proteins 0.000 description 1
- 108010040201 Polymyxins Proteins 0.000 description 1
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 1
- 241000226031 Pseudomonas brassicacearum Species 0.000 description 1
- 241001646398 Pseudomonas chlororaphis Species 0.000 description 1
- 241000589626 Pseudomonas syringae pv. tomato Species 0.000 description 1
- 241001478271 Rahnella aquatilis Species 0.000 description 1
- 241001622809 Serratia plymuthica Species 0.000 description 1
- 239000005839 Tebuconazole Substances 0.000 description 1
- PXMNMQRDXWABCY-UHFFFAOYSA-N Tebuconazole Chemical compound C1=NC=NN1CC(O)(C(C)(C)C)CCC1=CC=C(Cl)C=C1 PXMNMQRDXWABCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008529 Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- 241000589636 Xanthomonas campestris Species 0.000 description 1
- 241000566994 Xanthomonas pisi Species 0.000 description 1
- 241000566997 Xanthomonas vasicola Species 0.000 description 1
- 230000001154 acute Effects 0.000 description 1
- 235000019418 amylase Nutrition 0.000 description 1
- 230000000035 biogenic Effects 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 238000007374 clinical diagnostic method Methods 0.000 description 1
- 230000001461 cytolytic Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002538 fungal Effects 0.000 description 1
- 235000003642 hunger Nutrition 0.000 description 1
- 229910052816 inorganic phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006194 liquid suspension Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000004530 micro-emulsion Substances 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organs Anatomy 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic Effects 0.000 description 1
- 244000052769 pathogens Species 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 238000003359 percent control normalization Methods 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000001863 plant nutrition Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000037351 starvation Effects 0.000 description 1
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой смесь бактериальных штаммов для улучшения азотно-фосфорно-калиевого питания, защиты от фитопатогенов и стимулирования роста и развития сельскохозяйственных растений, которая состоит из культур Bacillus aryabhattai ВКПМ В-13579, Paenibacillus polymyxa ВКМ В-747, Paenibacillus mucilaginosus ВКПМ В-13582, смешанных в соотношении 1:1:1 и имеющих общий титр жизнеспособных клеток не менее 1·109 КОЕ/мл. Изобретение позволяет улучшить азотно-фосфорно-калиевое питание, защитить от фитопатогенов и стимулировать рост и развитие сельскохозяйственных растений. 11 табл.
Description
Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству. Касается новой композиции бактериальных штаммов, обладающих азотфиксирующей, фосфор- и калиймобилизующей активностью, а также фитопротекторными и ростостимулирующими свойствами.
Постоянно растущая потребность в высококачественных продуктах питания и сырье для промышленности вызывает острую необходимость разработки и внедрения научно обоснованных и устойчивых приемов, обеспечивающих повышение плодородия почв, урожайности и качества сельскохозяйственной продукции. В связи с этим являются актуальными работы, направленные на разработку приемов биологизации земледелия, широкого использования микробиологических препаратов на основе N-, P-, K-мобилизаторов, что позволит существенно уменьшить экологическую нагрузку на агроландшафты, рационально использовать плодородие почв, регулировать почвенные микробиологические процессы, повысить роль биологического азота и фосфора в питании растений, мобилизовать запасы калия и получать экологически чистую продукцию.
Известен штамм Paenibacillus mucilaginosus (RU2626543), депонированный в ВКПМ под номером В-12259, используемый в качестве удобрения и агента биологического контроля в профилактике или лечении грибкового заболевания растений.
Также известен препарат для защиты растений от возбудителей болезней сельскохозяйственных культур, обладающий фитопротекторными, целлюлолитическими и ростостимулирующими свойствами, включающий культуральную жидкость штаммов микроорганизмов, отличающийся тем, что в составе он содержит культуральные жидкости штаммов бактерий Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-11986, Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-11987, Pseudomonas brassicacearum ВКПМ В-11984, Rahnella aquatilis ВКПМ В-11985, Serratia plymuthica ВКПМ В-12008 в соотношении 1:1:1:1:1 с титром бактерий не менее 1⋅109 КОЕ/мл (RU2595405).
Общим недостатком известных биодобавок, используемых в качестве удобрений и/или для защиты растений от фитопатогенов, является отсутствие комплексного действия в обеспечении азотного, фосфорного и калиевого питания растений, а также существует ряд других недостатков, связанных с недостаточно высокой эффективностью, трудоемкостью получения удобрений и узким спектром подавления фитопатогенной микрофлоры.
Технической задачей изобретения является разработка нового микробиологического удобрения для сельского хозяйства, предназначенного для внесения в почву, предпосевной (предпосадочной) обработки семян (посадочного материала), некорневых подкормок сельскохозяйственных культур в открытом и защищенном грунте для обогащения азотом, фосфором и калием.
Поставленная задача достигается за счет использования смеси бактериальных штаммов для улучшения азотно-фосфорно-калиевого питания, защиты от фитопатогенов и стимулирования роста и развития сельскохозяйственных растений, которая состоит из культур Bacillus aryabhattai ВКПМ В-13579, Paenibacillus polymyxa ВКМ В-747, Paenibacillus mucilaginosus ВКПМ В-13582, смешанных в соотношении 1:1:1 и имеющих общий титр жизнеспособных клеток не менее 1⋅109 КОЕ/мл.
Штамм Bacillus aryabhattai депонирован в Национальном Биоресурсном Центре Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (БРЦ ВКПМ) НИЦ «Курчатовский институт» - ГосНИИгенетика с регистрационным номером ВКПМ В-13579; штамм Paenibacillus polymyxa депонирован в Всероссийской коллекции микроорганизмов под регистрационным номером ВКМ B-747; штамм Paenibacillus mucilaginosus депонирован в Национальном Биоресурсном Центре Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (БРЦ ВКПМ) НИЦ «Курчатовский институт» - ГосНИИгенетика с регистрационным номером ВКПМ В-13582.
Препарат получают путем смешивания жидких суспензий раздельно выращенных бактерий Bacillus aryabhattai ВКПМ В-13579, Paenibacillus polymyxa ВКМ В-747, Paenibacillus mucilaginosus ВКПМ В-13582 в соотношении 1:1:1.
Свойства штаммов-продуцентов:
Bacillus aryabhattai ВКПМ В-13579
1. Культурально-морфологические и биохимические свойства штамма: крупные палочки бациллярной формы с округлыми концами; споры эллипсовидные; окраска по Граму - положительная; при культивировании на ГМФ образует бежевые блестящие колонии с ровным краем, 4-6 мм в диаметре; растворяет неорганические фосфаты (тест на среде Пиковской).
2. Способ, условия и состав питательных сред для хранения штамма: хранится в холодильнике при температуре 3±2°С в пробирках на ГМФ-агаре или среде R2A (pH 7,0-7,2).
3. Способ обнаружения микроорганизма в микробных ассоциациях окружающей среды и биоматериале: Метод предельных разведений с последующим высевом на агаризованную среду ГМФ или R2A.
4. Продукт, синтезируемый штаммом: фосфатмобилизатор, продуцент ауксин подобных веществ.
Paenibacillus polymyxa ВКМ-747
1. Культурально-морфологические и биохимические свойства штамма: палочки бациллярной формы с округлыми концами; споры овальные, раздувающие спорангий; окраска по Граму - положительная; при культивировании на ГМФ образует кремовые полупрозрачные блестящие колонии, 3-5 мм в диаметре; на R2A - белые блестящие слизистые колонии, с ровным краем, выпуклые; фиксирует атмосферный азот (рост на безазотистой среде Эшби).
2. Способ, условия и состав питательных сред для хранения штамма: хранится в холодильнике при температуре 3±2°С в пробирках на среде R2A или ГМФ агаре (pH 7,0-7,2).
3. Способ обнаружения микроорганизма в микробных ассоциациях окружающей среды и биоматериале: Метод предельных разведений с последующим высевом на агаризованную среду R2A.
4. Продукт, синтезируемый штаммом: Азотфиксатор, продуцент антимикробных метаболитов (полимиксин), ауксин подобных веществ, эндо-1,4-β-глюканазы, протеаз, амилаз, целлюлаз.
Paenibacillus mucilaginosus ВКПМ В-13582
1. Культурально-морфологические и биохимические свойства штамма: палочки бациллярной формы с округлыми концами, образует капсулу; споры эллипсовидные. Окраска по Граму - положительная; при культивировании на R2A образует прозрачные слизистые блестящие выпуклые колонии с ровным краем, 4-6 мм в диаметре; растворяет силикаты (тест на среде Александрова).
2. Способ, условия и состав питательных сред для хранения штамма: хранится в холодильнике при температуре 3±2°С в пробирках на среде R2A (pH 7,0-7,2).
3. Способ обнаружения микроорганизма в микробных ассоциациях окружающей среды и биоматериале: Метод предельных разведений с последующим высевом на агаризованную среду R2A.
4. Продукт, синтезируемый штаммом: Калиймобилизатор, продуцент антимикробных метаболитов, ауксин подобных веществ.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Для лабораторных и полевых экспериментов, отраженных в примерах 1-7, предлагаемые бактериальные штаммы выращивали раздельно на жидких питательных средах в лабораторных ферментерах Biostat A (Sartorius, Германия) до достижения максимального выхода спор, после чего смешивали в соотношении 1:1:1, при этом титр бактериальной смеси составлял не менее 1,0⋅109 КОЕ/мл.
Пример 1: Ростостимулирующая активность заявляемой смеси штаммов (см. табл. 1)
Ростостимулирующую активность смеси штаммов анализировали в вегетационных опытах на семенах пшеницы (Triticum aestivum L.) сорта Дарья, ячменя (Hordeum vulgare L.) сорта Таловский и овса (Avena sativa L.) сорта Яков. Семена обрабатывали рабочим раствором смеси штаммов (расход - 1 л/т, расход рабочей жидкости - 10 л/т) и высевали в горшки, заполненные торфяным грунтом. Повторность 4-кратная. В контрольном варианте семена обрабатывали дистиллированной водой. Семена выращивали при температуре 24°C и 16/8-часовом периоде освещения в течение 36-68 суток, в течение которых фиксировали всхожесть и высоту растений, а по окончании опыта длину корневой системы, сухую и сырую биомассу и сравнивали с контрольными значениями.
| Таблица 1 - Результаты анализа ростостимулирующей активности смеси штаммов | |||||
| Вариант | Всхожесть, % | Средняя длина побегов, см | Средняя длина корней, см | Средняя биомасса, г/раст | |
| Сырая | Сухая | ||||
| Пшеница «Дарья» (36 суток выращивания) | |||||
| Контроль | 93 | 39,4±1,1 | 17,2±0,5 | 0,943 | 0,217 |
| Смесь штаммов | 93 | 41,3±0,8 | 18,8±0,8 | 1,018 | 0,234 |
| Ячмень «Таловский» (36 суток выращивания) | |||||
| Контроль | 75 | 31,6±1,3 | 18,6±0,9 | 1,313 | 0,167 |
| Смесь штаммов | 88 | 38,6±1,4 | 19,8±1,4 | 1,432 | 0,219 |
| Овес «Яков» (68 суток выращивания) | |||||
| Контроль | 80 | 71,2±1,9 | 19,7±1,1 | 6,46 | 1,42 |
| Смесь штаммов | 80 | 72,9±1,1 | 29,6±2,8 | 8,16 | 1,65 |
Было показано, что анализируемая смесь бактериальных штаммов обладает рострегуляторным действием, выражающемся в стимулировании роста побегов и корневой системы растений, а также увеличении их биомассы.
Пример 2: Фунгицидная активность смеси штаммов (см. табл. 2)
Фунгицидную активность смеси штаммов оценивали методом двухслойного агара с использованием 5 фитопатогенных грибов. Для опыта предварительно разливали по чашкам Петри стерильный 1,5%-ый по агару картофельно-сахарозный агар (КСА). Для анализа готовили суспензию спор и мицелия грибов. Для этого 1/8 часть агара, засеянного грибом, переносили в стерильную чашку Петри, добавляли 10 мл стерильной воды и смывали конидии и мицелии стерильным шпателем. После чего добавляли 20 мкл полученной суспензии в 4,98 мл остуженной до 45°С среды 1,0% КСА, тщательно перемешивали и разливали вторым слоем. После застывания в агаре стерильным пробойником делали «лунки», в которые вносили по 100 мкл смеси культуральных жидкостей штаммов. Посевы культивировали 4-7 суток (в зависимости от скорости роста грибов) при температуре 20°C, после чего фиксировали наличие или отсутствие зон угнетения роста фитопатогенов.
Обнаружено, что заявляемая бактериальная смесь обладает антагонистической активностью и способна ингибировать рост фитопатогенных грибов, вызывающих заболевания сельскохозяйственных растений.
| Таблица 2 - Результаты анализа фунгицидной активности | ||
| Фитопатоген | Средний диаметр зоны подавления роста фитопатогена, мм | |
| Смесь штаммов | Контроль | |
| Alternaria tenuis | 34,4 | 0 |
| Fusarium graminearum 58918 | 25,2 | 0 |
| Fusarium sporotrichioides 58871 | 31,5 | 0 |
| Fusarium oxysporum F-55071 | 27,8 | 0 |
| Microdochium nivale | 31,1 | 0 |
Пример 3: Бактерицидная активность смеси штаммов (см. табл. 3)
Бактерицидную активность смеси штаммов проверяли методом диффузии в двухслойный агар. Предварительно разливали по чашкам Петри по 20 мл стерильной среды КСА с 1,5% агара. Для анализа готовили суспензию бактериальных фитопатогенов (культивирование на жидком бульоне ГМФ в шейкере-инкубаторе при постоянном перемешивании 220 об/мин и температуре 30°C в течение 24 ч). После чего добавляли 1 мл полученной суспензии в 4 мл остуженной до 45°С среды КСА с 1% агара, тщательно перемешивали и разливали вторым слоем. После застывания в агаре стерильным пробойником делали «лунки», в которые вносили по 100 мкл смеси культуральных жидкостей штаммов. Посевы культивировали 24 ч при температуре 30°C, после чего фиксировали наличие или отсутствие зон угнетения роста фитопатогена.
Было выявлено, что анализируемая бактериальная смесь обладает также и бактерицидной активностью и способна защищать сельскохозяйственные культуры от развития бактериозов.
| Таблица 3 - Результаты анализа бактерицидной активности | ||
| Фитопатоген | Средний диаметр зоны подавления роста фитопатогена, мм | |
| Смесь штаммов | Контроль | |
| Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis 101 | 14,5 | 0 |
| Pectobacterium carotovorum 480 | 13,8 | 0 |
| Pseudomonas syringae БИМ B-280 | 21,0 | 0 |
| Pseudomonas syringae | 14,3 | 0 |
| Pseudomonas syringae pv. tomato | 15,5 | 0 |
| Xanthomonas arboricola B-614 | 19,0 | 0 |
| Xanthomonas arboricola B-620 | 14,5 | 0 |
| Xanthomonas arboricola B-624 | 12,8 | 0 |
| Xanthomonas arboricola B-628 | 45,0 | 0 |
| Xanthomonas campestris B-610 | 13,0 | 0 |
| Xanthomonas pisi B-633 | 15,0 | 0 |
| Xanthomonas vasicola B-618 | 24,5 | 0 |
Пример 4: Изучение совместимости бактериальной смеси штаммов с химическими протравителями (см. табл. 4 и 5)
Для изучения возможности совместного применения заявляемой смеси штаммов с химическими протравителями проводили настоящий опыт. В работе использовали протравитель на основе прохлораза, имазалила и тебуконазола (100 + 25 + 15 г/л) в форме микроэмульсии и анализируемую смесь штаммов с общим титром 2,9⋅109 КОЕ/мл. Из указанных препаратов готовили баковые растворы, выдерживали в течение фиксированного времени и анализировали изменение титра жизнеспособных бактериальных клеток методом последовательного разведения бакового раствора с последующим поверхностным посевом на среду R2A.
Показано, что химический протравитель не оказывает негативного влияния на бактериальные штаммы B. aryabhattai ВКПМ В-13579, P. polymyxa ВКМ В-747, P. mucilaginosus ВКПМ В-13582, и их титр в баковой смеси с пестицидом сохраняется на уровне контроля в течение всего периода наблюдения.
| Таблица 4 - Результаты анализа совместимости смеси штаммов с химическим протравителем | |||||
| Вариант | Расход препарата и рабочего раствора | Средний титр жизнеспособных клеток (КОЕ/мл) в рабочем растворе после экспозиции | |||
| 0 ч | 2 ч | 4 ч | 6 ч | ||
| Смесь штаммов (без протравителя) |
1,0 л/т - 10 л/т | 1,0⋅108 | 1,2⋅108 | 1,0⋅108 | 1,1⋅108 |
| Смесь штаммов + протравитель, МЭ | 1,0 + 1,5 л/т - 10 л/т | 1,9⋅108 | 2,1⋅108 | 1,8⋅108 | 2,7⋅108 |
Дополнительно анализировали рострегуляторное влияние бакового раствора смеси штаммов с химическим протравителем в условиях вегетационного опыта на овсе (Avena sativa L.) сорта Яков. Условия проведения эксперимента - см. пример 1.
Выявлено, что совместное применение бактериальной смеси с протравителем положительно влияет на рост и развитие растений. Так, отмечалось увеличение всхожести, значительная прибавка роста растений, а также увеличение сухой и сырой биомассы.
| Таблица 5 - Результаты анализа совместимости смеси штаммов с химическим протравителем в вегетационном опыте на овсе сорта Яков | ||||||
| Вариант | Всхожесть, % | Средняя длина побегов, см | Средняя длина корней, см | Средняя биомасса, г/раст | ||
| 14 сутки | 64 сутки | 64 сутки | сырая | сухая | ||
| Контроль | 96,3 | 29,2±0,9 | 55,1±2,4 | 17,7±0,8 | 2,55 | 0,282 |
| Смесь штаммов + протравитель, МЭ (1,0 + 1,5 л/т) | 100 | 29,7±0,6 | 63,4±1,3 | 17,7±0,6 | 2,78 | 0,312 |
Таким образом, было доказано возможное применение заявляемой смеси штаммов совместно с химическими протравителями в баковых растворах, характеризующееся отсутствием негативного влияния на титр жизнеспособных клеток штаммов, входящих в состав анализируемого консорциума, а также способствующее улучшению роста и развития сельскохозяйственных растений.
Пример 5: Изучение накопления свободных аминокислот и амидов в тканях растений под влиянием смеси штаммов (см. табл. 6)
Была проведена оценка количественных изменений в составе свободных аминокислот в листьях яровой пшеницы сорта Икар под влиянием обработки семян заявляемой смесью штаммов в условиях полевого опыта (по методике В.В. Церлинг). Для этого на сегменты обеззоленных фильтров наносили пробу сока 5 молодых листьев пшеницы из разных вариантов, а также образцовые растворы аминокислот, используемые в качестве метчиков. Связь интенсивности окраски и размера пятна с количеством аминокислот и амидов оценивали с помощью шкалы образцовых растворов метчиков. Дополнительно на хроматограммах листового сока оценивали площадь, форму и интенсивность окраски хлорофилловой «дуги», образовавшейся при разгонке хлорофиллового пятна в системе растворителей (н-бутанол + уксусная кислота).
Результаты хроматографического анализа степени накопления в листовом соке всходов пшеницы аминокислот и амидов, а также активности синтеза хлорофилла представлены в таблице 6.
| Таблица 6 - Результаты хроматографического анализа степени накопления аминокислот, амидов и хлорофилла в листьях всходов яровой пшеницы | ||||
| Вариант | Sпятен общая, мм2 | Rf, мм | Sпятна пролина, мм2 | S пятна хлорофилла, мм2 |
| Контроль | 363,5 | 26,8 | 47,4 | 68,2 |
| Смесь штаммов (1,0 л/т) |
1538,0 | 55,2 | 189,0 | 153,6 |
Наиболее высокий уровень накопления аминокислот и амидов в тканях листьев всходов пшеницы обеспечила анализируемая смесь штаммов. Помимо этого увеличивалась подвижность аминокислотных пятен на хроматограммах (величина Rf). Также обработка семян пшеницы смесью штаммов способствовала резкому повышению концентрации пролина в листьях растений. В условиях острой засухи это чрезвычайно важно, так как пролин является протекторной аминокислотой, защищающей в высоких концентрациях растения от теплового шока. Также было выявлено значительное увеличение размеров пятен хлорофилла в варианте обработки семян смесью штаммов (153,6 мм2), при этом в контроле средний размер хлорофиллового пятна составил всего 68,2 мм2.
Таким образом, было доказано положительное действие предлагаемой смеси штаммов на накопление аминокислот, амидов и хлорофилла, непосредственной влияющих на физиологию растений и их продуктивность.
Пример 6: Диагностика азотно-фосфорно-калиевого питания растений после обработки семян смесью штаммов (см. табл. 7-9)
В анализе использовали индикаторные органы (листья) яровой пшеницы сорта Икар для определения обеспеченности растений биогенными элементами (N, P, K) в разные фазы вегетации. Из каждого варианта отбирали свежие пробы листьев пшеницы, из которых выжимали сок с помощью ручного пресса Магницкого, который наносили на фрагменты фильтровальной бумаги, высушивали и подвергали химическому анализу.
Отмечается, что в фазу всходов обработка семян предлагаемой смесью штаммов формировала оптимальную обеспеченность растений в условиях стартового роста азотом, фосфором и калием, что является гарантией не только качества и величины урожая, но и повышенной стрессоустойчивости растений как к засухе, так и к болезням.
| Таблица 7 - Средние показатели содержания NPK (мг/кг сырого вещества) в листьях яровой пшеницы (всходы) | |||
| Вариант | Азот нитратный (N - NO3) |
Фосфор неорганич. (P - PO4) |
Калий свободный (K) |
| Контроль | 260 | 300 | 4205 |
| Смесь штаммов (1,0 л/т) | 500 | 500 | 5105 |
К моменту закладки узла кущения и вторичной корневой системы растений также значительно улучшалась обеспеченность надземной биомассы нитратным азотом, ортофосфатами и калием.
| Таблица 8 - Средние показатели содержания NPK (мг/кг сырого вещества) в листьях яровой пшеницы (фаза кущения) | |||
| Вариант | Азот нитратный (N - NO3) |
Фосфор неорганич. (P - PO4) |
Калий свободный (K) |
| Контроль | 300 | 250 | 3500 |
| Смесь штаммов (1,0 л/т) | 600 | 350 | 5000 |
В период выхода в трубку и начала формирования колоска тканевая диагностика обеспеченности биогенными элементами показала закономерное снижение уровня NPK в надземной части растений. В контроле в этот период наблюдалось слабое поступление биогенных элементов в надземную часть растений на уровне NPK-голодания, тогда как обработка семян смесью штаммов сформировала высокую обеспеченность растений нитратным азотом, ортофосфатами и калием.
| Таблица 9 - Средние показатели содержания NPK (мг/кг сырого вещества) в листьях яровой пшеницы (фаза выхода в трубку) | |||
| Вариант | Азот нитратный (N - NO3) |
Фосфор неорганич. (P - PO4) |
Калий свободный (K) |
| Контроль | 200 | 90 | 3000 |
| Смесь штаммов (1,0 л/т) | 400 | 200 | 4500 |
Таким образом, доказано, что предлагаемая смесь штаммов улучшает минеральное питание растений и формирует высокую обеспеченность растений основными биогенными элементами.
Пример 7: Влияние предпосевной обработки семян смесью штаммов на урожайность яровой пшеницы (см. табл. 10 и 11)
Культура: яровая пшеница Дарья;
Место проведения опыта: Орловская область, Малоархангельский район;
Схема опыта:
1. Контроль - без обработки микробиологическим препаратом;
2. Смесь штаммов (1:1:1) - обработка семян с нормой расхода 1,0 л/т, расход рабочей жидкости 10 л/т.
Была изучена роль консорциума микроорганизмов азот-, калий- и фосформобилизаторов в оптимизации минерального питания яровой пшеницы при интродукции на семена в условиях полевого эксперимента. Показано, что предпосевное применение смеси штаммов положительно влияет на морфологические показатели пшеницы и увеличивает ее урожайность. Прибавка при этом составила 11,87 ц/га.
| Таблица 10 - Всхожесть пшеницы | |||||
| Вариант | Норма высева, млн. шт /га | Количество растений, шт/м2 | Количество стеблей, шт/м2 | Коэффициент общей кустистости | Полевая всхожесть, % |
| Контроль | 6,0 | 584 | 1932 | 3,3 | 96,7 |
| Смесь штаммов | 6,0 | 580 | 2012 | 3,5 | 97,3 |
| Таблица 11 - Структура урожая и урожайность пшеницы | ||||||
| Вариант | Намолочено, кг | Бункерная урожайность, ц/га | Урожайность очищенного зерна, ц/га | Зачетная урожайность, ц/га | Натура, г/л | Масса 1000 зерен, г |
| Контроль | 1420 | 32,86 | 32,60 | 33,70 | 728,0 | 27,6 |
| Смесь штаммов | 1960 | 44,44 | 44,08 | 45,57 | 743,0 | 34,6 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Бактериальная композиция представлена смесью трех высокоэффективных штаммов, в состав которой входят культуры с фосфатмобилизующей активностью (Bacillus aryabhattai ВКПМ В-13579), с азотфиксирующей активностью (Paenibacillus polymyxa ВКМ-747) и калиймобилизующей активностью (Paenibacillus mucilaginosus ВКПМ В-13582). Все 3 штамма также обладают ростостимулирующим действием и выраженной антагонистической активностью против фитопатогенных грибов и бактерий, способствующей оздоровлению сельскохозяйственных почв и защите растений.
Высокая активность заявленной смеси штаммов подтверждается результатами лабораторных экспериментов, а также полевых опытов, где было отмечено улучшение минерального питания, роста и развития сельскохозяйственных культур и увеличение их урожайности.
Предлагаемая бактериальная смесь позволит повысить продуктивность зерновых агроценозов, получать в хозяйствах высокие урожаи за счет мобилизации азотно-фосфорно-калийного фонда почв, существенного расширения доли биологически фиксированного азота, подвижного фосфора и калия без затрат на минеральные удобрения и при минимальном расходе средств на создание благоприятного пищевого режима в корневой зоне растений.
Claims (1)
- Смесь бактериальных штаммов для улучшения азотно-фосфорно-калиевого питания, защиты от фитопатогенов и стимулирования роста и развития сельскохозяйственных растений, включающая культуры Bacillus aryabhattai ВКПМ В-13579, Paenibacillus polymyxa ВКМ В-747, Paenibacillus mucilaginosus ВКПМ В-13582, смешанных в соотношении 1:1:1 и имеющих общий титр жизнеспособных клеток не менее 1·109 КОЕ/мл.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2778562C1 true RU2778562C1 (ru) | 2022-08-22 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118666614A (zh) * | 2024-08-22 | 2024-09-20 | 山东良土生物科技有限公司 | 一种用于调节植物生长的复合微生物菌剂及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2481760C2 (ru) * | 2011-05-16 | 2013-05-20 | Александр Иванович Леляк | Способ выращивания растений |
| WO2015023662A1 (en) * | 2013-08-12 | 2015-02-19 | Bio-Cat Microbials Llc | Compositions comprising bacillus strains and methods of use to suppress the activities and growth of fungal plant pathogens |
| RU2595405C1 (ru) * | 2015-11-19 | 2016-08-27 | Акционерное общество "Щёлково Агрохим" | ШТАММЫ БАКТЕРИЙ РОДОВ Bacillus, Pseudomonas, Rahnella, Serratia, ОБЛАДАЮЩИЕ ФИТОПРОТЕКТОРНОЙ И РОСТОСТИМУЛИРУЮЩЕЙ АКТИВНОСТЬЮ, И ПРЕПАРАТ НА ОСНОВЕ ЭТИХ ШТАММОВ |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2481760C2 (ru) * | 2011-05-16 | 2013-05-20 | Александр Иванович Леляк | Способ выращивания растений |
| WO2015023662A1 (en) * | 2013-08-12 | 2015-02-19 | Bio-Cat Microbials Llc | Compositions comprising bacillus strains and methods of use to suppress the activities and growth of fungal plant pathogens |
| RU2595405C1 (ru) * | 2015-11-19 | 2016-08-27 | Акционерное общество "Щёлково Агрохим" | ШТАММЫ БАКТЕРИЙ РОДОВ Bacillus, Pseudomonas, Rahnella, Serratia, ОБЛАДАЮЩИЕ ФИТОПРОТЕКТОРНОЙ И РОСТОСТИМУЛИРУЮЩЕЙ АКТИВНОСТЬЮ, И ПРЕПАРАТ НА ОСНОВЕ ЭТИХ ШТАММОВ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118666614A (zh) * | 2024-08-22 | 2024-09-20 | 山东良土生物科技有限公司 | 一种用于调节植物生长的复合微生物菌剂及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2478290C2 (ru) | Биопрепарат для стимуляции роста и защиты растений от болезней, повышения урожайности и почвенного плодородия | |
| KR20120051284A (ko) | 바실러스 벨레젠시스 ｋｒｉｃｔ934 균주를 이용한 유기질 비료의 질소무기화 촉진 및 식물병 방제방법 | |
| RU2595405C1 (ru) | ШТАММЫ БАКТЕРИЙ РОДОВ Bacillus, Pseudomonas, Rahnella, Serratia, ОБЛАДАЮЩИЕ ФИТОПРОТЕКТОРНОЙ И РОСТОСТИМУЛИРУЮЩЕЙ АКТИВНОСТЬЮ, И ПРЕПАРАТ НА ОСНОВЕ ЭТИХ ШТАММОВ | |
| Hahn et al. | Rhizobial inoculation, alone or coinoculated with Azospirillum brasilense, promotes growth of wetland rice | |
| CN111117924B (zh) | 复合菌剂及制备方法、肥料及防治根腐病的方法 | |
| Nath et al. | Screening of Endophytic Bacterial Isolates of tea (Camellia sinensis L.) Roots for their Multiple Plant Growth Promoting Activities. | |
| Telekalo et al. | Agroecological substantiation of Medicago sativa cultivation technology | |
| CN111205998B (zh) | 解淀粉芽孢杆菌CGMCC No.17841及其应用 | |
| Kamilova et al. | Plant growth promoting microorganisms: the road from an academically promising result to a commercial product | |
| RU2634415C1 (ru) | Штамм гриба Trichoderma asperellum для получения биопрепарата комплексного действия для растениеводства | |
| Sutarman et al. | Effect of Trichoderma formulated with cultivated oyster mushroom waste toward the growth and yield of shallot (Allium ascalonicum L.). | |
| RU2778562C1 (ru) | Смесь бактериальных штаммов, обладающая азотфиксирующей, фосфор- и калиймобилизующей активностью | |
| WO2018215925A1 (en) | A biological soil conditioner | |
| RU2736340C9 (ru) | Средство для стимуляции роста сельскохозяйственных культур | |
| CN111909863B (zh) | 一株解淀粉芽孢杆菌及其用途 | |
| Tjahjanti et al. | Effect of trichoderma formulated with cultivated oyster mushroom waste toward the growth and yield of shallot (Allium ascalonicum L.) | |
| RU2551968C2 (ru) | ШТАММ БАКТЕРИЙ Bacillus pumilus А 1.5, В КАЧЕСТВЕ СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ И ИХ ЗАЩИТЫ ОТ БОЛЕЗНЕЙ, ВЫЗЫВАЕМЫХ ФИТОПАТОГЕННЫМИ МИКРООРГАНИЗМАМИ | |
| CN106754536A (zh) | 环状芽胞杆菌y3及其在防治作物土传病害中的应用 | |
| RU2752903C1 (ru) | Смесь бактериальных штаммов, обладающая целлюлозолитической и фунгицидной активностью | |
| RU2640286C1 (ru) | Способ выращивания льна-долгунца | |
| RU2800426C9 (ru) | Штамм bacillus amyloliquefaciens p20 в качестве средства для борьбы с ризоктониозом картофеля | |
| CN111205999B (zh) | 解淀粉芽孢杆菌CGMCC No.17842及其应用 | |
| RU2793159C1 (ru) | Консорциум микроорганизмов, предназначенный для улучшения роста растений | |
| RU2800426C1 (ru) | Штамм bacillus amyloliquefaciens в качестве средства для борьбы с ризоктониозом картофеля | |
| RU2823059C1 (ru) | Штамм бактерий bacillus pumilus bis88 в качестве универсального средства для улучшения питания, ускорения роста и увеличения продуктивности сельскохозяйственных зерновых, овощных и технических культур, а также их защиты от болезней и стрессовых факторов хлоридного засоления |