RU2813374C1 - Способ применения штамма Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) совместно с минеральными удобрениями и мелиорантами для повышения урожайности и качества сельскохозяйственных культур - Google Patents
Способ применения штамма Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) совместно с минеральными удобрениями и мелиорантами для повышения урожайности и качества сельскохозяйственных культур Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813374C1 RU2813374C1 RU2022133853A RU2022133853A RU2813374C1 RU 2813374 C1 RU2813374 C1 RU 2813374C1 RU 2022133853 A RU2022133853 A RU 2022133853A RU 2022133853 A RU2022133853 A RU 2022133853A RU 2813374 C1 RU2813374 C1 RU 2813374C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ameliorant
- mineral
- mineral fertilizer
- biomodified
- fertilizer
- Prior art date
Links
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 142
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 127
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 126
- 241000194107 Bacillus megaterium Species 0.000 title claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 claims abstract description 10
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims description 122
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 49
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 41
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 18
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 16
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 15
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 14
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 14
- -1 ammophos Substances 0.000 claims description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 claims description 8
- 238000011160 research Methods 0.000 claims description 8
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 8
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea group Chemical group NC(=O)N XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims description 5
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- 235000019621 digestibility Nutrition 0.000 claims description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 claims description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims description 5
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 4
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 4
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 4
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 claims description 4
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 claims description 4
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims description 4
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 4
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 4
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 3
- SHFGJEQAOUMGJM-UHFFFAOYSA-N dialuminum dipotassium disodium dioxosilane iron(3+) oxocalcium oxomagnesium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].[Fe+3].[Fe+3].O=[Mg].O=[Ca].O=[Si]=O SHFGJEQAOUMGJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 claims description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 claims description 3
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims description 3
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims description 3
- SWHAQEYMVUEVNF-UHFFFAOYSA-N magnesium potassium Chemical compound [Mg].[K] SWHAQEYMVUEVNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims description 3
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims description 3
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims description 3
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 3
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims description 3
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 3
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 claims description 3
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 claims description 2
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 claims description 2
- 241000167854 Bourreria succulenta Species 0.000 claims description 2
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 claims description 2
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 claims description 2
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 claims description 2
- 239000005696 Diammonium phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 229920000084 Gum arabic Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000205 acacia gum Substances 0.000 claims description 2
- 235000010489 acacia gum Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000010065 bacterial adhesion Effects 0.000 claims description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 235000019693 cherries Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 claims description 2
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 claims description 2
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000388 diammonium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019838 diammonium phosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- ZNOLGFHPUIJIMJ-UHFFFAOYSA-N fenitrothion Chemical compound COP(=S)(OC)OC1=CC=C([N+]([O-])=O)C(C)=C1 ZNOLGFHPUIJIMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004833 fish glue Substances 0.000 claims description 2
- 229910052631 glauconite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000013666 improved nutrition Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 claims description 2
- 239000010458 rotten stone Substances 0.000 claims 2
- 241000978776 Senegalia senegal Species 0.000 claims 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 16
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 abstract description 10
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 abstract description 7
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 29
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 24
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 23
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 21
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 20
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 14
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 12
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 10
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 description 6
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 6
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 5
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 4
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 4
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 4
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 3
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L Phosphate ion(2-) Chemical compound OP([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 description 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 3
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 3
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 3
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 3
- 240000004385 Centaurea cyanus Species 0.000 description 2
- 235000005940 Centaurea cyanus Nutrition 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000589157 Rhizobiales Species 0.000 description 2
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- WZLMXYBCAZZIRQ-UHFFFAOYSA-N [N].[P].[K] Chemical compound [N].[P].[K] WZLMXYBCAZZIRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000001636 atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 238000012272 crop production Methods 0.000 description 2
- FYGDTMLNYKFZSV-MRCIVHHJSA-N dextrin Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)OC1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O[C@@H]2[C@H](O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O FYGDTMLNYKFZSV-MRCIVHHJSA-N 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 2
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 2
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910052628 phlogopite Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical class [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 238000013207 serial dilution Methods 0.000 description 2
- 229910052604 silicate mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000028070 sporulation Effects 0.000 description 2
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 2
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 description 1
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000215068 Acacia senegal Species 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N Alpha-Lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 description 1
- DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N Asparagine Natural products OC(=O)C(N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 description 1
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 description 1
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-UHFFFAOYSA-N D-alpha-Ala Natural products CC([NH3+])C([O-])=O QNAYBMKLOCPYGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001057636 Dracaena deremensis Species 0.000 description 1
- 235000019733 Fish meal Nutrition 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-UWTATZPHSA-N L-Alanine Natural products C[C@@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-N L-arginine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCCN=C(N)N ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 229930064664 L-arginine Natural products 0.000 description 1
- 235000014852 L-arginine Nutrition 0.000 description 1
- DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N L-asparagine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N L-glutamine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- 229930182816 L-glutamine Natural products 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 1
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 1
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 description 1
- IAOZJIPTCAWIRG-UHFFFAOYSA-N Methyl alpha-aspartylphenylalaninate Chemical compound OC(=O)CC(N)C(=O)NC(C(=O)OC)CC1=CC=CC=C1 IAOZJIPTCAWIRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000017879 Nasturtium officinale Nutrition 0.000 description 1
- 240000005407 Nasturtium officinale Species 0.000 description 1
- FNDXFUBHPXBGMD-UHFFFAOYSA-N OP(O)O.OP(O)(O)=O Chemical compound OP(O)O.OP(O)(O)=O FNDXFUBHPXBGMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 1
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 1
- 102000004160 Phosphoric Monoester Hydrolases Human genes 0.000 description 1
- 108090000608 Phosphoric Monoester Hydrolases Proteins 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- MUPFEKGTMRGPLJ-RMMQSMQOSA-N Raffinose Natural products O(C[C@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O[C@@]2(CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O2)O1)[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 MUPFEKGTMRGPLJ-RMMQSMQOSA-N 0.000 description 1
- 244000088415 Raphanus sativus Species 0.000 description 1
- 235000006140 Raphanus sativus var sativus Nutrition 0.000 description 1
- 241000831652 Salinivibrio sharmensis Species 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- MUPFEKGTMRGPLJ-UHFFFAOYSA-N UNPD196149 Natural products OC1C(O)C(CO)OC1(CO)OC1C(O)C(O)C(O)C(COC2C(C(O)C(O)C(CO)O2)O)O1 MUPFEKGTMRGPLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000219094 Vitaceae Species 0.000 description 1
- DHKHZGZAXCWQTA-UHFFFAOYSA-N [N].[K] Chemical compound [N].[K] DHKHZGZAXCWQTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 229960003767 alanine Drugs 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 1
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000003625 amylolytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002269 analeptic agent Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001230 asparagine Drugs 0.000 description 1
- 235000009582 asparagine Nutrition 0.000 description 1
- PPBAJDRXASKAGH-UHFFFAOYSA-N azane;urea Chemical compound N.NC(N)=O PPBAJDRXASKAGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 239000003124 biologic agent Substances 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 1
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N calcium;phosphoric acid Chemical compound [Ca+2].OP(O)(O)=O.OP(O)(O)=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000004467 fishmeal Substances 0.000 description 1
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229960002743 glutamine Drugs 0.000 description 1
- 235000021021 grapes Nutrition 0.000 description 1
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 1
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 description 1
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 description 1
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 description 1
- 230000002366 lipolytic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 description 1
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 150000002903 organophosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003032 phytopathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 230000019612 pigmentation Effects 0.000 description 1
- 230000001863 plant nutrition Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229910001577 potassium mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- MUPFEKGTMRGPLJ-ZQSKZDJDSA-N raffinose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO[C@@H]2[C@@H]([C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O2)O)O1 MUPFEKGTMRGPLJ-ZQSKZDJDSA-N 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001523 saccharolytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007226 seed germination Effects 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000002426 superphosphate Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 1
- 239000013076 target substance Substances 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к биомодификации минеральных удобрений и мелиорантов путем применения штамма Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2), а также к получению биомодификаторов и биомодифицированных минеральных удобрений и мелиорантов для применения в растениеводстве с целью стимуляции роста растений, улучшения питания и повышения урожайности сельскохозяйственных культур. 3 н. и 18 з.п. ф-лы.
Description
Область техники
Изобретение относится к сельскохозяйственной биотехнологии и микробиологии, в частности к биомодификации минеральных удобрений и/или мелиорантов и к получению биомодификаторов, биомодифицированных минеральных удобрений и мелиорантов, применяемых в растениеводстве для стимуляции роста растений, улучшения питания и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.
Уровень техники
Известно, что бактериальные препараты на основе штаммов Bacillus megaterium, обладают способностью увеличивать урожайность ряда сельскохозяйственных культур.
Известен биопрепарат Фосфоробактерин для повышения плодородия почвы и способ его получения (SU97943). В указанном способе бактерии выращивают на картофельной среде, высушивают и смешивают с порошкообразным каолином, служащим субстратом для сохранения спор высушенных бактерий. При использовании Фосфоробактерина происходит минерализация сложных фосфороорганических соединений, что приводит к повышению плодородия почвы.
Известно использование бактерий вида Bacillus megaterium в качестве средства стимуляции роста растений и/или их корней (например, известен документ US20130014434, в котором питательная композиция для корней пересаживаемого растения содержит в числе других микроорганизмов бактерии Bacillus megaterium) или в качестве средства для борьбы с болезнями растений.
Известен также штамм бактерий Bacillus megaterium, мобилизующий фосфор и кремний из объектов литосферы и устойчивый к полигексаметиленгуанидину (RU2327737). Штамм Bacillus megaterium var. phosphaticum BKM В-2357Д способен выщелачивать фосфор и кремний из объектов литосферы и устойчив к полигексаметиленгуанидину. Штамм может быть использован для получения бактериального препарата, повышающего приживаемость в почве и урожайность сельскохозяйственных культур, для рекультивации техногенно загрязненных земель, а также в биотехнологических работах в области геохимии.
Известен штамм бактерий Bacillus megaterium V3, депонированный в ФГБНУ ВНИИСХМ под номером RCAM 04324, в качестве средства для ускорения роста и увеличения продуктивности зерновых, овощных и древесных культур (RU2649359). Штамм Bacillus megaterium V3 обладает фитостимулирующим эффектом по отношению к различным сельскохозяйственным культурам, в частности, к овсу, кресс-салату, редису, томатам, винограду, а также древесным культурам, в частности к ели и сосне.
Известен штамм микроорганизмов Bacillus megaterium 2-06-TS1, депонированный во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов ФГУПГосНИИГенетика под номером ВКПМ В-12402 в качестве активатора фотосинтеза и энергии прорастания растений (RU2627608). Документ RU2627608 раскрывает использование штамма Bacillus megaterium 2-06-TS1 для разработки биопрепаратов с целью повышения продуктивности растений (повышения энергии прорастания семян, их всхожести, стимуляции развития корневой системы и работы фотосинтетического аппарата).
Известно полифункциональное средство для растениеводства на основе штамма бактерий Bacillus megaterium 501 GR (RU2558291). Указанный штамм споровых бактерий Bacillus megaterium 501 GR обладает ростостимулирующим эффектом, улучшает фосфорное питание растений, а также способствует биоремедиации загрязненных пестицидами почв. Использование штамма Bacillus megaterium 501 GR позволяет повысить продуктивность растений, а также защитить их от фитопатогенных грибов и микроорганизмов, вызывающих заболевания корней.
Проблема повышение урожайности сельскохозяйственных культур по-прежнему остается острой и актуальной, поэтому важно разрабатывать и находить новые подходы и средства для решения этого вопроса.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности и улучшения свойств минеральных удобрений для усиления роста и продуктивности растений путем применения бактериальной культуры. Также задачей настоящего изобретения является разработка и создание биомодифицированного минерального (биоминерального) удобрения и/или мелиоранта.
Поставленная задача решается путем применения штамма бактерий Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2), депонированного в Сетевой биоресурсной коллекции в области генетических технологий для сельского хозяйства (RCAM) ФГБНУ ВНИИСХМ под № RCAM05946, для биомодификации минеральных удобрений и/или мелиорантов.
Для этого штамм Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) наносят на мелиоранты или на минеральные удобрения, используемые как в сухой, так и в жидкой форме. В некоторых вариантах изобретения минеральное удобрение в сухой форме представляет собой удобрение в гранулированной, приллированной, микрогранулированной, порошкообразной форме или в форме водорастворимого минерального удобрения.
В различных вариантах изобретения бактерии наносят непосредственно на минеральное удобрение или мелиорант или с использованием носителя. В некоторых вариантах изобретения носитель представляет собой минеральное или органическое природное или синтетическое вещество, приемлемое в сельском хозяйстве. В некоторых частных вариантах изобретения носитель представляет собой природное или неприродное вещество на основе кремнийсодержащих пород.
В некоторых вариантах изобретения при иммобилизации бактерий используют средство, увеличивающее адгезию бактерий на минеральном удобрении и/или носителе. В некоторых частных вариантах изобретения в качестве средства, увеличивающего адгезию бактерий, используют крахмал катионный, коллагеновый клей, костно-желатиновый клей, альбуминовый клей, рыбный клей, вишневый клей, декстрин, патоку, гуммиарабик или жидкое стекло.
В некоторых вариантах изобретения минеральное удобрение представляет собой азотное, фосфорное, калийное, борное, молибденовое, комплексное, сложно-смешанное, водорастворимое и микроудобрение или смесь одного из удобрений с микроэлементами. В некоторых частных вариантах изобретения минеральное удобрение представляет собой карбамид, нитрат аммония, сернокислый аммоний, кальциевую селитру, аммофос, натриевую селитру, диаммонийфосфат, нитроаммофоску, фосфоритную муку, сульфат калия, калийную соль, сульфоаммофос, диаммофос, азофоску, нитрофос, нитрофоску, калиевую селитру, хлористый калий или калимагнезию.
В некоторых вариантах изобретения мелиорант представляет собой мелиорант-сорбент, мелиорант-структурообразователь, удобрение-мелиорант, в том числе, например фосфогипс, фосфоритную муку.
В некоторых вариантах изобретения бактерии используют в споровой или вегетативной форме. В более предпочтительных вариантах изобретения бактерии используют в покоящейся (споровой) форме.
Настоящее изобретение также включает биомодификатор минеральных удобрений и/или мелиорантов (бактериальный препарат для модификации минеральных удобрений и/или мелиорантов), включающий штамм бактерий Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2), депонированный в Сетевой биоресурсной коллекции в области генетических технологий для сельского хозяйства (RCAM) ФГБНУ ВНИИСХМ под № RCAM05946, и опционально, по меньшей мере, одно вспомогательное вещество.
В частных вариантах воплощение изобретения вспомогательное вещество представляет собой носитель и/или средство, увеличивающее адгезию бактерий на минеральном удобрении и/или мелиоранте и/или носителе. В частных вариантах изобретения концентрация бактерий на носителе составляет не менее 104 КОЕ/г носителя.
В частных вариантах воплощения изобретения концентрация бактерий в жидком биомодификаторе составляет не менее 105 КОЕ/мл бактериальной суспензии.
Настоящее изобретение также включает биомодифицированное минеральное (биоминеральное) удобрение и/или биомодифицированный мелиорант для улучшенного питания и/или стимуляции роста растений, включающее соответственно минеральное удобрение или мелиорант и бактерии штамма Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2), депонированного в Сетевой биоресурсной коллекции в области генетических технологий для сельского хозяйства (RCAM) ФГБНУ ВНИИСХМ под № RCAM05946.
В частных вариантах воплощения изобретения минеральное удобрение или мелиорант используют в твердой или жидкой форме.
В частных вариантах воплощения изобретения минеральное удобрение в твердой форме представляет собой удобрение в гранулированной, приллированной, микрогранулированной или порошкообразной форме.
В частных вариантах воплощения изобретения бактерии нанесены, соответственно, на минеральное удобрение или мелиорант непосредственно, или с использованием носителя. В некоторых вариантах изобретения концентрация бактерий в биомодифицированном минеральном (биоминеральном) удобрении (или, соответственно, мелиоранте) составляет не менее 103 КОЕ на 1г твердого минерального удобрения (мелиоранта). В некоторых других вариантах - не менее 104 КОЕ на 1г твердого минерального удобрения (мелиоранта).
В частных вариантах воплощения изобретения бактерии смешаны с жидким минеральным удобрением.
В частных вариантах воплощения изобретения концентрация бактерий составляет не менее 103 КОЕ на 1 мл жидкого минерального удобрения.
Настоящее изобретение также включает применение штамма Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) для получения биомодификатора минеральных удобрений или мелиорантов.
Настоящее изобретение также включает применение биомодификатора на основе штамма Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) для получения биомодифицированного минерального (биоминерального) удобрения или мелиоранта для улучшения питания и/или стимуляции роста растений.
Настоящее изобретение также включает способ биомодификации минеральных удобрений или мелиорантов, включающего смешивание бактерий штамма Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) (биомодификатора по изобретению) с минеральным удобрением или мелиорантом соответственно. В частных вариантах воплощения изобретения указанный способ включает иммобилизацию бактерий штамма Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2), депонированного в Сетевой биоресурсной коллекции в области генетических технологий для сельского хозяйства (RCAM) ФГБНУ ВНИИСХМ под № RCAM05946, непосредственно на минеральном удобрении или мелиоранте, а также с использованием носителя.
В некоторых частных вариантах воплощения изобретения бактериальную суспензию (или суспензию бактерий, в которую предварительно добавлены вспомогательные вещества) смешивают с жидким минеральным удобрением или прямо наносят на поверхность твердого минерального удобрения или мелиоранта.
В других частных вариантах воплощения изобретения бактериальную суспензию сначала наносят на носитель, после чего полученный биомодификатор наносят на минеральное удобрение (или мелиорант) путем перемешивания. Поскольку содержание КОЕ микроорганизмов в бактериальной суспензии влияет на количество КОЕ микроорганизмов, осажденных в конечном итоге на носителях и минеральном удобрении или мелиоранте, их концентрацию выбирают исходя из количества, являющегося целевым для содержания в биомодифицированном минеральном (биоминеральном) удобрении/мелиоранте. Чем больше КОЕ в бактериальной суспензии, тем большее количество агрономически полезных микроорганизмов осаждается на носитель и минеральное удобрение/мелиорант. В частных вариантах воплощения изобретения бактерии наносят на носитель до достижения концентрации на носителе не менее 104 КОЕ на 1г носителя. Полученный биомодификатор в частных вариантах воплощения изобретения наносят на минеральное удобрение/мелиорант в соотношении не менее 1 кг на тонну минерального удобрения/мелиоранта.
В результате осуществления изобретения достигаются следующие технические результаты:
- разработан новый и эффективный подход к биомодификации минеральных удобрений и/или мелиорантов, а также способ биомодификации;
- в результате применения штамма бактерий Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) по изобретению такой штамм способен солюбилизировать (растворять) малодоступные для растений формы микро- и макроэлементов и переводить их в формы, доступные для ассимиляции растением, в частности, повышает количество несвязанного фосфора в почве, способен повышать доступность калия посредством микробиологического расщепления его силикатных минералов и т.д., поэтому применение штамма в составе биоминеральных удобрений/мелиорантов и биомодификаторов обеспечивает увеличение фитомассы и продуктивности растений;
- штамм бактерий Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) является подходящим для применения в качестве биомодификатора минеральных удобрений и/или мелиорантов, как результат способствует повышению эффективности использования внесенных в почву минеральных удобрений и/или мелиорантов для улучшения питания, усиления роста и продуктивности растений (в частности, овощных, зерновых и технических культур в сельском хозяйстве);
- биомодификатор минеральных удобрений и/или мелиорантов на основе штамма по изобретению позволяет уменьшить потери минеральных удобрений и/или мелиорантов путем вымывания и улетучивания;
- разработано и создано новое эффективное биомодифицированное минеральное удобрение (на основе штамма по изобретению), характеризующееся тем, что обеспечивает наличие минералов в доступных для усваивания растениями форме, тем самым усиливая питание, рост и продуктивность растений;
- биомодифицированное минеральное (биоминеральное) удобрение и/или мелиорант по изобретению характеризуется длительной жизнеспособностью бактерий в его составе, по меньшей мере, в течение 12 месяцев, в концентрациях, обеспечивающих эффективность биоминеральных удобрений и/или мелиорантов;
- предлагаемые новые биоминеральные удобрения/мелиоранты и биомодификаторы на основе штамма бактерий Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) расширяют арсенал средств для повышения урожайности и улучшения роста и продуктивности сельскохозяйственных культур и других растений.
Механизмы солюбилизации малодоступных для растения форм микро- и макроэлементов (в частности, фосфатов, силикатных соединений калия и др.), в основе которых лежит принцип продукции бактериями вышеуказанного штамма различных органических и неорганических кислот, способных к растворению малорастворимых форм микро- и макроэлементов (в частности, фосфоросодержащих минералов). Бактерии, продуцируя органические кислоты и минеральные кислоты, переводят микро- и макроэлементы (в частности, фосфаты, силикатные соединения калиям и др.) в доступные для растения формы, в частности, повышая тем самым количество несвязанного фосфора в почве. Доступность калия повышается путем микробиологического расщепления его силикатных минералов с помощью К-солюбилизирующих бактерий Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2).
Термины и определения.
Если не определено отдельно, технические и научные термины в данном документе имеют стандартные значения, общепринятые в научной и технической литературе.
В описании данного изобретения термины «включает» и «включающий» интерпретируются как означающие «включает, помимо всего прочего». Указанные термины не предназначены для того, чтобы их истолковывали как «состоит только из».
Термин «и/или» означает один, несколько или все перечисленные элементы.
Также здесь перечисление числовых диапазонов по конечным точкам включает все числа, входящие в этот диапазон.
Термин «необязательный» или «необязательно» или «опциональный» или «опционально», используемый в данном документе, означает, что описываемое впоследствии событие или обстоятельство может, но не обязательно, произойти, и что описание включает случаи, когда событие или обстоятельство происходит, и случаи, в которых оно не происходит.
«Носитель» согласно изобретению представляет собой любое вещество, не запрещенное к применению в сельском хозяйстве. Это может быть, не ограничиваясь, как минеральное, так и органическое вещество, как природное, так и синтетическое. Основными требованиями, предъявляемыми к носителям по изобретению, являются большая удельная поверхность, приемлемая для нанесения штамма бактерий согласно изобретению, и безопасность для применения в растениеводстве, в частности, в сельском хозяйстве. Прежде всего, такие носители не должны содержать катионов тяжелых металлов и радиоактивных веществ. В некоторых неограничивающих вариантах изобретения носитель представляет собой природное или неприродное вещество на основе кремнийсодержащих пород. Неограничивающими примерами носителей могут быть диатомит (кизельгур), цеолит, опока, трепел, каолин, глауконит, кремнезем, перлит, метакаолин, волластонит, бентонит, микрокремнезем неорганический, белит, сажа белая, вермикулит (вспученный), тальк, диабазит.
Под «бактериальной суспензией» согласно изобретению понимается сложная смесь, получаемая при культивировании агрономически полезных микроорганизмов in vitro и содержащая культивируемые микроорганизмы, остаточные питательные вещества и продукты метаболизма этих микроорганизмов. Бактериальная суспензия является результатом ферментации - совокупности последовательных операций от внесения в заранее приготовленную и нагретую до требуемой температуры питательную среду посевного материала агрономически полезных микроорганизмов и до завершения процесса роста клеток. Состав питательной среды для культивирования содержит в легкоусваиваемом виде вещества, необходимые для роста конкретного вида микроорганизмов. А также параметры культивирования, такие как температура, время культивирования и другие необходимые условия (в том числе, например, рН, наличие факторов роста, витаминов, буферность и др.). Все параметры выбираются оптимальными в зависимости от конкретного штамма культивируемых агрономически полезных микроорганизмов.
«Культуральная жидкость» - термин, обозначающий питательную среду в которой выращивали микроорганизмы, которая содержит их метаболиты, и другие целевые вещества, продуцируемые микроорганизмами, а также остаточные питательные вещества, в отличие от «бактериальной суспензии», где помимо культуральной жидкости с метаболитами содержатся клетки бактерий.
Под «биомодификатором» («бактериальным препаратом для модификации минеральных удобрений») в настоящем изобретении понимают состав, включающий бактерии штамма Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) по изобретению и опционально вспомогательное вещество, в частных вариантах воплощения изобретения биомодификатор по изобретению представляет собой состав, включающий комплекс носителя с иммобилизованными на нем агрономически полезными микроорганизмами штамма Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) по изобретению. Указанный биомодификатор предназначен для модификации минеральных удобрений или мелиорантов, в частности, путем смешения с минеральным удобрением (жидким или твердым) и мелиорантом. В частных вариантах воплощения изобретения биомодидификатор включает, по меньшей мере, одно вспомогательное вещество.
Термин «вспомогательное вещество» при использовании в настоящем описании относится к веществам, которые не нарушают биологической активности и свойств бактерий и является приемлемым для использования в сельском хозяйстве (безопасность для применения в растениеводстве, в частности, в сельском хозяйстве). Частные варианты вспомогательных веществ включают сухие носители или жидкие разбавители, например, воду. В некоторых частных вариантах изобретения вспомогательное вещество представляет собой средство, увеличивающее адгезию бактерий на минеральном удобрении и/или мелиоранте и/или носителе.
Термин «минеральное удобрение» (или сокращенно МУ) согласно изобретению понимают соединения неорганической природы, которые содержат необходимые элементы питания растений, т.е. удобрение промышленного или ископаемого происхождения, содержащее питательные элементы в минеральной форме. Согласно изобретению, могут быть использованы, без ограничения, любые минеральные удобрения в твердой (сухой) форме (например, в виде гранул, порошка, кристаллов в таблетированной форме и др.), в том числе водорастворимые удобрения (удобрения в твердой форме, которые перед применением полностью растворяют в воде; они в основном предназначены для использования через систему полива растений) и удобрения в жидкой форме. Категория минерального удобрения, выделяется по действующему веществу (основной питательный элемент, содержащийся в удобрении). Минеральное удобрение также может представлять собой простое минеральное удобрение (минеральное удобрение с гарантированным содержанием только одного основного питательного элемента), а также комплексное минеральное удобрение (минеральное удобрение, содержащее не менее двух главных питательных элементов). Согласно изобретению, могут быть использованы, без ограничения, любые минеральные удобрения в твердой (сухой) форме (например, в виде гранул, порошка, в таблетированной форме и др.), в том числе азотные, фосфорные, калийные, магниевые, борные, молибденовые, комплексные (например, азотно-калиевые, азотно-фосфорно-калиевые (NPK), азотно-фосфорно-калиевые удобрения с добавлением серы (NPKS)), сложно-смешанные, микроудобрения (содержащие микроэлементы в доступной для растений форме). При этом в любое минеральное удобрение могут быть дополнительно добавлены микроэлементы. В некоторых частных вариантах для получения биомодифицированных минеральных удобрений по изобретению могут быть использованы, например, карбамид, нитрат аммония (аммиачная селитра), сернокислый аммоний, кальциевая селитра, аммофос, натриевая селитра, диаммонийфосфат, нитроаммофоска, фосфоритовая (фосфоритная) мука, сульфат калия, калийная соль, сульфоаммофос, диаммофос, азофоска, нитрофос, нитрофоска, калиевая селитра, хлористый калий, калимагнезия и др.
Под «мелиорантом» согласно изобретению понимают вещество промышленного или ископаемого происхождения, предназначенное для улучшения физико-химических свойств и повышения плодородия кислых, солонцеватых и других почв. Согласно изобретению, биомодификации могут быть подвергнуты любые мелиоранты, в том числе, например, мелиоранты-сорбенты, мелиоранты-структурообразователи, удобрения-мелиоранты (см., например, Петрова Т.А. и др. Виды мелиорантов для рекультивации техногенно нарушенных территорий горной промышленности // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2021, № 4, с.100-112). В некоторых случаях мелиорантом по изобретению может быть, например, фосфогипс, фосфоритная мука и др.
Термин "питательный элемент (действующее вещество)" означает химический элемент удобрения, необходимый для роста и развития растений. Питательные элементы подразделяются на три группы: главные питательные элементы - N, Р, К, макроэлементы - N, Р, К, Са, Mg, S, микроэлементы - В, Мn, Сu, Zn, Co, Mo, Fe и др.
Термин «биомодифицированное минеральное удобрение» («биоминеральное удобрение») означает минеральное удобрение, гранулы или частицы которого покрыты бактериями, улучшающими его свойства, или жидкие минеральные удобрения (например, КАС (карбамидо аммиачная смесь), но не только), в которые с целью улучшения их свойств вводятся бактерии.
Термин «биомодифицированный мелиорант» означает мелиорант, гранулы или частицы которого покрыты бактериями, улучшающими его свойства. Также под этот термин подпадают жидкие мелиоранты, в которые с целью улучшения их свойств вводятся бактерии.
Концентрации бактерий в биоминеральном удобрении, в биомодифицированном мелиоранте, а также в биомодификаторе относятся к таковым в начале хранения (т.е. сразу после нанесения или не более чем через месяц после нанесения), если не указано иное; или не менее указанных на определенный срок.
Термин "микроудобрение" - минеральное удобрение, в котором питательными элементами являются микроэлементы.
Подробное раскрытие изобретения
Штамм Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2), депонирован 06.06.2022 в Сетевой биоресурсной коллекции в области генетических технологий для сельского хозяйства (RCAM) ФГБНУ ВНИИСХМ с рег.№ RCAM05946.
Происхождение штамма .
Штамм является естественным природным, выделен из образцов почв Самарской области, путем селекции наиболее эффективных по способности растворять ортофосфат кальция на среде Александрова.
Морфолого - культуральные и биохимические признаки
.
Колонии штамма Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) светло-бежевые, гладкие, блестящие. Пигментация культуры (среда) - по мере старения культуры может выделять пигмент темно-серого цвета. Палочки, образуют споры. Форма вегетативных клеток - палочковидные клетки, размер клеток 2,4×0,8 мкм. Спорообразование - бациллярное спорообразование.
Окраска по Граму - грамположительные. Способен растворять силикаты калия и труднорастворимые фосфаты. Особенностью B. megaterium является то, что клетки 14-20 суточной культуры приобретают дрожжеподобную, выпуклую, фасолеобразную форму. Аэроб. Диаметр колоний 10-15 мм. Оптимальная температура роста 32°С; при температуре более 45°С и менее 15°С рост замедленный. Оптимальное значение рН среды 7.1; рост происходит также при рН от 4.5 до 8.0. Ассимилируют мальтозу, манозу, лактозу, глюкозу, сахарозу, галактозу, арабинозу, манит, раффинозу с образованием кислоты. Гидролизует крахмал. Использует минеральные формы азота: соли аммония и нитраты. Каталазо- и оксидазо-положительный желатин не гидролизует.
Утилизирует аминокислоты: L-аланин, L-аргинин, L-аспартам, L-глутамин, L-серин; органические кислоты: лимонную, яблочную, γ-аминомасляную, α-кетомасляную, ацетоуксусную, уксусную. Проявляет сахаролитическую, амилолитическую, липолитическую активность. Обладает способностью к денитрификации и азотфиксации. Растет при 10% NaCl.
Способ, условия и состав сред для длительного хранения штамма
.
Культивирование на жидких питательных средах (гороховая среда) с помощью лабораторных качалок и ферментеров. Оптимальные условия и состав среды для ферментации - температура 34°С, скорость мешалки 400-600 об.мин., подача воздуха 1 об/об питательной среды в минуту, среда: гороховая мука, крахмал, сахароза, MgSO4. B. megaterium хорошо развивается на среде Менкиной с мелом и лецитином, а при выделении фосфатазы, отщепляет фосфорную кислоту, вызывающую зону просветления мела. Приемлемыми средами для развития этих бактерий являются мясопептонный агар, гидролизат рыбной муки агар, L-агар. Длительное хранение (3 года и более) осуществляется в криоконсервированном состоянии при -80° С. Рабочие штаммы хранятся в холодильнике при +4°C на среде Эшби. Периодический пересев 2 раза в год на свежую питательную среду.
Характеристика штамма
.
Штамм Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) предназначен для улучшения питания, ускорения роста и увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур, в частности, овощных, зерновых и технических культур в сельском хозяйстве. Бактерии Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) относятся к группе PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) - ризобактерии, способствующие росту растений. Обладают широким кругом хозяев, способны образовывать эндоспоры и растворять труднорастворимые соединения фосфора и кальция, Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) является потенциально коммерчески перспективным для создания биопрепаратов.
Ключевым отличием штамма Bacillus megaterium SL04 для модификации минеральных удобрений является механизм положительного воздействия на растения, штамм Bacillus megaterium SL04 прямым образом воздействует на солюбилизацию (растворение) минеральных удобрений и повышение их усвояемости растениями путем продукции бактериями различных органических и неорганических кислот. Кроме того, способность штамма бактерий Bacillus megaterium SL04 к мобилизации соединений минеральных удобрений, в частности, фосфора и калия, повышение их усвояемости, позволяет повысить продуктивность и урожайность растений, а также уменьшить потери минеральных удобрений путем вымывания и улетучивания. Именно эти свойства являются принципиальным отличием от существующей технологии биологической модификации удобрений, в основе которой штамм Bacillus Subtilis Ч-13, являясь эффективным ростостимулирующим агентом, воздействует лишь косвенно на усвояемость элементов питания из гранул удобрений, а именно, стимулирует рост корневой системы растения, в том числе количества корневых волосков.
Возможность объективного проявления технического результата при осуществлении изобретения подтверждена достоверными данными, приведенными ниже в примерах, содержащих сведения экспериментального характера, полученные в процессе проведения исследований по методикам, принятым в данной области.
Следует понимать, что приведенные в материалах заявки примеры не являются ограничивающими и приведены только для иллюстрации настоящего изобретения.
В результате проведенных исследований была определена активность солюбилизации фосфора и калия.
Способность штамма бактерий по изобретению растворять малорастворимые неорганические соединения фосфора проверяли на модифицированной среде Муромцева, в которую вносили 2 г/л ортофосфата Ca, гидрофосфата Ca и фосфоритной муки, следующего состава (г/л):
Глюкоза - 10,0;
Аспарагин - 1,0;
K2SO4 - 0,2;
MgSO4 - 0,2;
Дрожжевой экстракт - 0,02;
Агар - 15,0;
pH=7,0.
Штаммы изучаемых бактерий засевали уколом на поверхность твердой среды Муромцева, посевы инкубировали 5 суток при температуре 28°С. По диаметру зон просветления ортофосфата Ca, гидрофосфата Ca и фосфоритной муки судили о способности изучаемых штаммов мобилизовать неорганические соединения фосфора.
Фосфатмобилизующая активность определяется биохимической способностью микроорганизмов продуцировать метаболиты (например, органические кислоты), которые за счет своих гидроксильных и карбоксильных групп, а также хелатных катионов, связывают фосфат, переводя его в растворимые формы. Исследование способности микроорганизмов Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) использовать в качестве единственного источника фосфора труднорастворимые формы фосфатов показало, что зона растворения (просветления) Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) ортофосфата Ca - 10 мм, Гидрофосфат Ca - 8мм.
Способность исследуемых микроорганизмов растворять малорастворимые неорганические соединения калия , определяли по активности роста на субстратах силикатов К: флогопите, бентоните, вермикулите и цеолите. В качестве базовой среды использовали среду Александрова следующего состава (г/л):
Глюкоза - 5,0;
MgSO4 - 0,5;
CaCO3 - 0,1;
FeCl3 - 0,006;
Ca3(PO4)2 - 2,0;
Калийный минерал - 3,0;
Агар - 20,0.
В экспериментах единственным источником калия выступали именно эти минералы, что позволило судить о способности микроорганизмов потреблять соединения калия из исследуемых источников. Штаммы изучаемых бактерий засевали уколом на поверхность твердой среды Александрова, посевы инкубировали 5 суток при температуре 28°С. По активности роста и диаметру зон просветления минералов, судили о способности изучаемых штаммов мобилизовать труднорастворимые соединения калия. Для количественного определения способности штаммов высвобождать соединения калия из неорганических минералов проводили исследование содержания химических элементов в культуральной жидкости исследуемых образцов с добавлением флогопита, определение методом атомно-эмиссионной спектроскопии на АЭС ИСП iCAP 6300 DUO.
В экспериментах определяли активность использования калия почвенных минералов. В первом эксперименте, в качестве единственного источника калия для бактерий использовали три калийсодержащих минерала - бентонит, вермикулит, цеолит. В результате эксперимента установлено, что штамм Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) обладает способностью использовать в качестве единственного источника калия все три субстрата силикатов. Активность мобилизации штаммом оценена как высокая (5 баллов). Содержание химических элементов, определенное методом атомно-эмиссионной спектроскопии показало повышенное содержание в культуральной среде: К (766.490 нм) - 1,56 мг/л, Ca (422.673 нм) -51,1 мг/л, Na (588.995 нм) - 62,5 мг/л, Mg (279.553 нм) - 91,8 мг/л. Контрольные значения (питательная среда) - К (766.490 нм) - 0,76 мг/л, Ca (422.673 нм) -46,4 мг/л, Na (588.995 нм) - 55,9 мг/л, Mg (279.553 нм) - 81,5мг/л.
Нанесение бактериальной культуры на гранулы минеральных удобрений
Подготовка компонентов
1) Культура микроорганизмов штамма Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2 выращивается в жидкой питательной среде при 28°С 3-х суток на качалке при 180 об/мин до получения бактериального титра 108-109 КОЕ/мл суспензии.
2) Кукурузный декстрин смешивается с физиологическим раствором в соотношении 1:5. Смесь клейстеризуется на водяной бане 10 минут и далее стерилизуется при 120°С в течение 60 минут.
3) Цеолит стерилизуется в сушильном шкафу при 200°С в течение 8 часов.
4) Гранулы минеральных удобрений стерилизуются в сушильном шкафу при 100°С в течение 10 часов.
Нанесение бактерий и определение титра
5) К 2 мл бактериальной суспензии вносится кукурузный декстрин в соотношении 1:3, смесь тщательно перемешивается на вортексе в течение 10 секунд.
6) В отдельный стерильный фалькон объемом 50 мл вносится 5 г цеолита. В него добавляется 5 мл полученной смеси. Полученная композиция тщательно перемешивается стерильной стеклянной палочкой.
7) В стерильные фальконы на 50 мл вносится 15 г минерального удобрения. К удобрению добавляется 0,06 г высушенного цеолита с нанесенной бактериальной культурой. Смесь тщательно перемешивается на вортексе в течение 30 секунд.
8) Титр бактерий на гранулах минеральных удобрений определяется через 24 часа после нанесения методом серийных разведений с высевом на твердые питательные среды и культивированием при 28°С в течение 48 часов, после чего проводится подсчет выросших колоний.
Оценка жизнеспособности бактерий на поверхности гранул минеральных удобрений и определение численности
Поскольку штамм микроорганизмов Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2), предназначен для повышения эффективности применения минеральных удобрений, была определена способность бактериальных клеток сохранять свою жизнеспособность на поверхности гранул и влиять на показатели роста и продуктивности растений.
Для обработки гранул минеральных удобрений (нитроаммофоска) использовали рабочую суспензию бактерий (культуральная жидкость, содержащая бактериальные клетки, остатки питательной среды и бактериальные метаболиты) с титром не менее 0,5 *109 КОЕ/мл. Обработку гранул минеральных удобрений бактериальной суспензией проводили методом нанесения на поверхность гранул из расчета 1 литр на тонну (или 1 мл на кг). Через 24 часа определяли численность бактерий на гранулах методом серийных разведений и высевом на твердые питательные среды и культивированием при 28°С в течение 48 часов, после чего проводили подсчет выросших колоний. Установлено, что титр бактерий после высушивания на гранулах составил - 3,7 млн. КОЕ/гр.
Установлено, что штамм Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) способен сохранять свою жизнедеятельность на поверхности гранул минеральных удобрений в концентрациях, обеспечивающих эффективность биоминеральных удобрений, на протяжении, по меньшей мере, 12 месяцев. Исследование сроков хранения биоминерального удобрения по изобретению (на основе карбамида, аммофоса, нитроаммофоски, двойного суперфосфата, аммиачной селитры) на основе штамма Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) на протяжении 12 месяцев хранения установило, что количество бактериальных клеток на поверхности гранул минеральных удобрений к концу срока хранения становило 105-104КОЕ/гр удобрений.
Определение активности бактериальных штаммов при их совместном внесении с гранулами минеральных удобрений (далее МУ).
Для определения активности интродукции микроорганизмов в ризосферу сельскохозяйственных культур использовали модельные гнотобиотические системы. В качестве тест объектов использовали тест растения озимой пшеницы.
Гранулы МУ (аммофос) использовались сразу после обработки суспензией штамма бактерий Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) (см. выше).
Для выявления способности исследуемого штамма к активной колонизации высших растений использовали метод внесения обработанных гранул, их внесение в систему без непосредственного контакта между гранулой и высаженным проростком растения, последующее выращивание растений в стерильных условиях гнотобиотических систем. Контрольным штаммом для сравнения колонизационных свойств бактерий выбран коммерческий штамм, предоставленный компанией ООО Микробокс и используемый для наработки биопрепаратов, B. subtilis Am 7 (ВКПМ В-12776) уже используемый при производстве биопрепаратов.
Растительным объектом для изучения были проростки пшеницы Triticum aestivum L. (сорт «Светоч»). Семена пшеницы стерилизовали сначала 2 минуты в 70% этаноле, затем промывали в стерильной воде, после чего двукратно выдерживали в 30% растворе гипохлорита натрия в течение 30 минут. После стерилизации семена тщательно отмывали в стерильной воде. Далее семена высаживали в системы и выращивали в условиях гнотобиотических систем. Для определения количества интродуцируемых бактерий в ризоплане, отмытые корни суспендировали в физиологическом растворе и учитывали численность микроорганизмов высевом на твердую среду R2A.
Проведенный анализ показал, что тестируемый штамм бактерий Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) хорошо приживался и в ризосфере и на корнях пшеницы, незначительно уступая, соответствующим показателям контрольного штамма B. subtilis Am 7. Так количество бактерий (КОЕ/1 г корня пшеницы) у вариантов со штаммом Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) составило для корня - 5,1*106, для ризосферы - 5,1*106, тогда как значения контрольных вариантов (B. Subtilis Am7) были - корень 6,0*106, ризосфера 6,8*106 КОЕ /1 г корня пшеницы.
Таким образом, экспериментально установлено, что штамм Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) обладает фитостимулирующим эффектом по отношению к различным сельскохозяйственным культурам, в частности, к растениям кукурузы и подсолнечника. Был проведен также вегетационный опыт с кукурузой гибрид П8521 и подсолнечником гибрид ЕС АГОРА для изучения эффективности штамма бактерий Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2). Опыт проводили в пленочной теплице. Для исследования в горшки (трехлитровые сосуды) добавлялось по 2 кг почвы. Далее равномерным слоем раскладывалось по 0,7г в каждый горшок биомодифицированных (на основе штамма Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2)) гранулированных минеральных удобрений (по изобретению (см. пример 2). В контрольные сосуды раскладывали такое же количество не биомодифицированного минерального удобрения. Сверху засыпали 1 кг почвы. Семена высаживались в лунки глубиной 4-5 см. На каждый сосуд 15 семян.
В результате эксперимента установлено влияние биомодифицированных минеральных удобрений (минеральный компонент - нитроаммофоска) по изобретению на рост и развитие растений кукурузы и подсолнечника. Так штамм Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) показал прибавку веса растений подсолнечника на 12,2% (по сравнению с не биомодифицированными минеральными удобрениями), также отмечено влияние на количество и площадь листов на 21,2% и на толщину стебля на 6,8%, что для подсолнечника является очень важным показателем. Для растений кукурузы отмечено увеличение веса растений на 9,8%, также на количество и площадь листов на 18,4% и толщины стебля на 8,7% по сравнению с вариантом использования контрольных не биомодифицированных минеральных удобрений.
Опытным путем было установлено, что штамм Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) обладает фитостимулирующим эффектом по отношению к различным сельскохозяйственным культурам, например, таким как подсолнечник, кукуруза и пшеница яровая. Таким образом, штамм бактерий Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) является эффективным биологическим агентом для использования в биомодификации минеральных удобрений в качестве эффективного средства повышения продуктивности растений и эффективности усвояемости минеральных удобрений, и расширяет арсенал подобных средств.
Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на раскрываемые варианты воплощения, для специалистов в данной области должно быть очевидно, что конкретные подробно описанные случаи приведены лишь в целях иллюстрирования настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения. Должно быть, понятно, что возможно осуществление различных модификаций без отступления от сути настоящего изобретения.
Claims (21)
1. Применение штамма бактерий Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2), депонированного в Сетевой биоресурсной коллекции в области генетических технологий для сельского хозяйства (RCAM) ФГБНУ ВНИИСХМ под № RCAM05946, для биомодификации минеральных удобрений и/или мелиорантов.
2. Применение по п.1, в котором биомодификация обеспечивает улучшение питания и/или стимуляцию роста растений, повышение их устойчивости к заболеваниям, калий-солюбилизацию, фосфатмобилизацию, повышение эффективности усвояемости соответственно,минеральных удобрений и/или мелиорантов.
3. Применение по любому из пп.1 или 2, в котором минеральное удобрение или мелиорант используют в твердой или жидкой форме.
4. Применение по п.3, в котором минеральное удобрение в твердой форме представляет собой удобрение в гранулированной, приллированной, микрогранулированной, порошкообразной форме или в форме водорастворимого минерального удобрения.
5. Применение по любому из пп.1-4, в котором бактерии наносят непосредственно на минеральное удобрение или мелиорант путем прямого нанесения бактериальной суспензии или с использованием носителя и/или средства, увеличивающего адгезию бактерий на минеральном удобрении, и/или мелиоранте, и/или носителе.
6. Применение по п.5, в котором в качестве средства, увеличивающего адгезию бактерий, используют крахмал катионный, декстрин, коллагеновый клей, костно-желатиновый клей, альбуминовый клей, рыбный клей, вишневый клей, патоку, гуммиарабик или жидкое стекло.
7. Применение по п.4, в котором носитель представляет собой минеральное или органическое природное или синтетическое вещество, приемлемое в сельском хозяйстве.
8. Применение по п.7, в котором носитель представляет собой диатомит, цеолит, опоку, трепел, каолин, глауконит, кремнезем, перлит, метакаолин, волластонит, бентонит, микрокремнезем неорганический, белит, сажу белую, вермикулит (вспученный), тальк или диабазит.
9. Применение по любому из пп.1-8, в котором минеральное удобрение представляет собой азотное, фосфорное, калийное, борное, молибденовое, комплексное, сложно-смешанное, или микроудобрение, или смесь одного из удобрений с микроэлементами.
10. Применение по п.9, в котором минеральное удобрение представляет собой карбамид, сернокислый аммоний, кальциевую селитру, аммофос, натриевую селитру, диаммонийфосфат, нитроаммофоску, фосфоритную муку, сульфат калия, калийную соль,сульфоаммофос, диаммофос, азофоску, нитрофос, нитрофоску, калиевую селитру, хлористый калий или калимагнезию.
11. Применение по любому из пп.1-3, 5-8, в котором мелиорант представляет собой мелиорант-сорбент, мелиорант-структурообразователь, удобрение-мелиорант, в том числе фосфогипс или фосфоритную муку.
12. Применение по любому из пп.1-11, в котором бактерии используют в споровой и/или вегетативной форме.
13. Биомодификатор для получения биомодифицированного минерального удобрения или биомодифицированного мелиоранта, включающий штамм бактерий Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2), депонированный в Сетевой биоресурсной коллекции в области генетических технологий для сельского хозяйства (RCAM) ФГБНУ ВНИИСХМ под № RCAM05946, и опционально по меньшей мере одно вспомогательное вещество.
14. Биомодификатор по п.13, в котором вспомогательное вещество представляет собой носитель и/или средство, увеличивающее адгезию бактерий на минеральном удобрении, и/или мелиоранте, и/или носителе.
15. Биомодификатор по п.14, в котором носитель представляет собой диатомит, цеолит, опоку, трепел, каолин, глауколит, кремнезем, перлит, метакаолин, волластонит, бентонит, микрокремнезем неорганический, белит, сажу белую, вермикулит (вспученный), тальк или диабазит.
16. Биомодифицированное минеральное удобрение или биомодифицированный мелиорант, включающее(ий) соответственно минеральное удобрение или мелиорант и бактерии штамма Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2), депонированного в Сетевой биоресурсной коллекции в области генетических технологий для сельского хозяйства (RCAM) ФГБНУ ВНИИСХМ под № RCAM05946.
17. Биомодифицированное минеральное удобрение или биомодифицированный мелиорант по п.16, полученное(ый) путем биомодификации соответственно минерального удобрения или мелиоранта с использованием для этого биомодификатора по любому из пп.13-15.
18. Биомодифицированное минеральное удобрение или биомодифицированный мелиорант по любому из пп.16-17, в котором соответственно минеральное удобрение или мелиорант используют в твердой или жидкой форме.
19. Биомодифицированное минеральное удобрение или биомодифицированный мелиорант по п.18, в котором минеральное удобрение в твердой форме представляет собой удобрение в гранулированной, приллированной, микрогранулированной, порошкообразной форме или водорастворимое минеральное удобрение.
20. Биомодифицированное минеральное удобрение или биомодифицированный мелиорант по любому из пп.16-19, в котором минеральное удобрение представляет собой азотное, фосфорное, калийное, борное, молибденовое, комплексное, сложно-смешанное, или микроудобрение, или смесь одного из удобрений с микроэлементами, а мелиорант представляет собой мелиорант-сорбент, мелиорант-структурообразователь, удобрение-мелиорант.
21. Биомодифицированное минеральное удобрение или биомодифицированный мелиорант по п.20, в котором мелиорант представляет собой фосфогипс или фосфоритную муку.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2813374C1 true RU2813374C1 (ru) | 2024-02-12 |
Family
ID=
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2327737C2 (ru) * | 2006-08-01 | 2008-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Планта Плюс" (ООО "Планта Плюс") | Штамм бактерий bacillus megaterium, мобилизующий фосфор и кремний из объектов литосферы и устойчивый к полигексаметиленгуанидину |
RU2649359C1 (ru) * | 2016-12-13 | 2018-04-02 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии (ФГБНУ ВНИИСХМ) | Штамм бактерий Bacillus megaterium V3 в качестве средства для ускорения роста и увеличения продуктивности винограда, зерновых, овощных и древесных культур |
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2327737C2 (ru) * | 2006-08-01 | 2008-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Планта Плюс" (ООО "Планта Плюс") | Штамм бактерий bacillus megaterium, мобилизующий фосфор и кремний из объектов литосферы и устойчивый к полигексаметиленгуанидину |
RU2649359C1 (ru) * | 2016-12-13 | 2018-04-02 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии (ФГБНУ ВНИИСХМ) | Штамм бактерий Bacillus megaterium V3 в качестве средства для ускорения роста и увеличения продуктивности винограда, зерновых, овощных и древесных культур |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
BROADBENT, P. Effect of Bacillus spp. on increased growth of seedlings in steamed and untreated soil, Phytopathology, 1997, vol. 67, p. 1027- 1031. ПЕТРОВА Т.А. и др. Виды мелиорантов для рекультивации техногенно нарушенных территорий горной промышленности, Горный информационно-аналитический бюллетень, 2021, N 4, с.100-112. * |
ЧАН МИНЬ КУАН и др., Ростстимулирующий эффект штамма bасillus megaterium в вегетационном опыте, Вестник Алтайского государственного аграрного университета No 3 (89), 2012, с. 46-49. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rodrigues et al. | Azotobacter-enriched organic manures to increase nitrogen fixation and crop productivity | |
Sharma et al. | Isolation of phosphate solubilizing microorganism (PSMs) from soil | |
Hamdi | Application of nitrogen-fixing systems in soil improvement and management | |
EP1248754B1 (en) | Biological addition to organic-mineral fertilizers | |
CN101842334B (zh) | 新型生物肥料、获得所述肥料的方法及所述肥料作为植物生长刺激剂的应用 | |
Ancheng et al. | Effect of organic manure on the biological activities associated with insoluble phosphorus release in a blue purple paddy soil | |
CN110668876B (zh) | 一种复合菌根生物肥及其制备方法和应用 | |
ZA200401142B (en) | Micro-organisms for the treatment of soil and process for obtaining them. | |
WO2016063305A2 (en) | A nutrient use efficient fertilizer plant supplement and method for increasing plant productivity and quality | |
CN106833664A (zh) | 土壤调理剂及其制备方法 | |
CN109504622A (zh) | 一种赖氨酸芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的复合菌剂及其制备方法 | |
WO2011099024A1 (en) | Preparation of novel bacterial based product for providing nuitrition essential for promoting plant growth | |
RU2451069C1 (ru) | ФОСФАТРАСТВОРЯЮЩИЙ ШТАММ PSEUDOMONAS SPECIES 181a С ФУНГИЦИДНЫМИ СВОЙСТВАМИ | |
WO2011099019A1 (en) | Composition and method of preparation of bacterial based product that fix atmospheric nitrogen from air and makes available to plant | |
Azarmi-Atajan et al. | Effect of phosphate solubilizing bacteria and triple superphosphate on the growth, physiological parameters and phosphorus uptake of pistachio seedlings | |
US10368548B2 (en) | Biological inoculant for promotion of growth in forest species and method for obtaining the same | |
CN111593001A (zh) | 一株具有解磷能力的巨大芽孢杆菌及其在溶解磷矿粉中的应用 | |
RU2813374C1 (ru) | Способ применения штамма Bacillus megaterium SL04 (EBC/22-MP2) совместно с минеральными удобрениями и мелиорантами для повышения урожайности и качества сельскохозяйственных культур | |
CN116751709A (zh) | 一种伯克霍尔德氏菌菌株b2op及其应用 | |
WO2024136699A1 (ru) | Применение штамма бактерий bacillus megaterium sl04 (ebc/22-mp2) для биомодификации минеральных удобрений и мелиорантов | |
CN105950187B (zh) | 一种土壤调理剂 | |
Al-Maliki et al. | The Integration of Vermicompost, Plant Growth-Promoting Rhizobacteria and Amino Acid under Seasonal Variations Improve Soil Biological Properties and Maize Crop in Saline Soils | |
RU2815110C1 (ru) | Способ применения штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) совместно с минеральными удобрениями и мелиорантами для повышения урожайности и качества сельскохозяйственных культур | |
CN107827657A (zh) | 一种蚯蚓粪复配硼肥的红壤调理剂 | |
RU2817304C1 (ru) | Способ применения штамма Bacillus pumilus СТ2 (EBC/22-Q1) совместно с минеральными удобрениями и мелиорантами для повышения урожайности и качества сельскохозяйственных культур |