RU2815110C1 - Method of using paenibacillus polymyxa rcam04926 (1119) strain together with mineral fertilizers and ameliorants to increase crop yield and quality - Google Patents
Method of using paenibacillus polymyxa rcam04926 (1119) strain together with mineral fertilizers and ameliorants to increase crop yield and quality Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815110C1 RU2815110C1 RU2022133855A RU2022133855A RU2815110C1 RU 2815110 C1 RU2815110 C1 RU 2815110C1 RU 2022133855 A RU2022133855 A RU 2022133855A RU 2022133855 A RU2022133855 A RU 2022133855A RU 2815110 C1 RU2815110 C1 RU 2815110C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ameliorant
- mineral
- fertilizer
- mineral fertilizer
- biomodified
- Prior art date
Links
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 151
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 120
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 120
- 241000194105 Paenibacillus polymyxa Species 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 claims abstract description 12
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims description 117
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 49
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 34
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea group Chemical group NC(=O)N XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 16
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 13
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 11
- -1 ammophos Substances 0.000 claims description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- 235000019621 digestibility Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 7
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 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
- 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 6
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 claims description 6
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000011160 research Methods 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
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 201000010099 disease Diseases 0.000 claims description 5
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 claims description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 5
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims 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 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
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-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
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims description 4
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 3
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 claims description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 3
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 3
- 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
- 230000010065 bacterial adhesion Effects 0.000 claims description 3
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims description 3
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000019425 dextrin 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
- 229910052631 glauconite Inorganic materials 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
- 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
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 3
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims description 3
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019354 vermiculite Nutrition 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
- 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
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 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
- 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
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims description 2
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 claims description 2
- 235000013666 improved nutrition Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 claims description 2
- 239000010458 rotten stone Substances 0.000 claims 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims 2
- 241000978776 Senegalia senegal Species 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 abstract description 6
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 abstract description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 42
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 20
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 17
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 16
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 14
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 description 12
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 11
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 10
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 10
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 241000179039 Paenibacillus Species 0.000 description 6
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 6
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 description 5
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 5
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 5
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 5
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 4
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000881860 Paenibacillus mucilaginosus Species 0.000 description 3
- 241000768412 Paenibacillus polymyxa E681 Species 0.000 description 3
- 241000589157 Rhizobiales Species 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 3
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 3
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 2
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 2
- 208000031888 Mycoses Diseases 0.000 description 2
- WZLMXYBCAZZIRQ-UHFFFAOYSA-N [N].[P].[K] Chemical compound [N].[P].[K] WZLMXYBCAZZIRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 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
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 2
- 244000053095 fungal pathogen Species 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 2
- 238000011090 industrial biotechnology method and process Methods 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000013207 serial dilution Methods 0.000 description 2
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 2
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 2
- 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
- 241000219194 Arabidopsis Species 0.000 description 1
- 241000219195 Arabidopsis thaliana Species 0.000 description 1
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 1
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002566 Capsicum Nutrition 0.000 description 1
- 235000000509 Chenopodium ambrosioides Nutrition 0.000 description 1
- 244000098897 Chenopodium botrys Species 0.000 description 1
- 235000005490 Chenopodium botrys Nutrition 0.000 description 1
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 description 1
- 235000010799 Cucumis sativus var sativus Nutrition 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
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 1
- 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 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
- 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
- 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
- 241000233654 Oomycetes Species 0.000 description 1
- 239000006002 Pepper Substances 0.000 description 1
- 235000016761 Piper aduncum Nutrition 0.000 description 1
- 235000017804 Piper guineense Nutrition 0.000 description 1
- 244000203593 Piper nigrum Species 0.000 description 1
- 235000008184 Piper nigrum Nutrition 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 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
- 244000000231 Sesamum indicum Species 0.000 description 1
- 235000003434 Sesamum indicum Nutrition 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- 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 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 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
- DHKHZGZAXCWQTA-UHFFFAOYSA-N [N].[K] Chemical compound [N].[K] DHKHZGZAXCWQTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 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
- 239000002269 analeptic agent Substances 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002552 anti-phytopathogenic effect Effects 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
- 244000052616 bacterial pathogen Species 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
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 1
- 230000000443 biocontrol Effects 0.000 description 1
- 230000000853 biopesticidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 238000009363 floriculture Methods 0.000 description 1
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 1
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- WPEXVRDUEAJUGY-UHFFFAOYSA-B hexacalcium;(2,3,4,5,6-pentaphosphonatooxycyclohexyl) phosphate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])(=O)OC1C(OP([O-])([O-])=O)C(OP([O-])([O-])=O)C(OP([O-])([O-])=O)C(OP([O-])([O-])=O)C1OP([O-])([O-])=O WPEXVRDUEAJUGY-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000008101 lactose Substances 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
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003562 morphometric effect Effects 0.000 description 1
- 238000013425 morphometry Methods 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000006916 nutrient agar Substances 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001577 potassium mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 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
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 241000873303 rhizosphere bacterium Species 0.000 description 1
- 244000000000 soil microbiome Species 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000000021 stimulant Substances 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 239000013076 target substance Substances 0.000 description 1
- 231100000033 toxigenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000001551 toxigenic effect Effects 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
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 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
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техники Field of technology
Изобретение относится к сельскохозяйственной биотехнологии и микробиологии, в частности к биомодификации минеральных удобрений и мелиорантов и 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.The invention relates to agricultural biotechnology and microbiology, in particular to the biomodification of mineral fertilizers and ameliorants and to the production of biomodifiers and biomodified mineral fertilizers and ameliorants for use in crop production to stimulate plant growth, improve nutrition and increase crop yields.
Уровень техникиState of the art
Бактерии Paenibacillus polymyxa хорошо известны как представители ризосферы растений, защищающих их от фитопатогенов, а также обладающие ростостимулирующими свойствами, что позволяет использовать их как в качестве биоудобрений, так и в качестве биопестицидов или фитостимуляторов роста. Обзорный ретроспективный анализ использования бактерий рода Paenibacillus в промышленной биотехнологии как продуцента биопрепаратов сельскохозяйственного назначения приведен в статье авторов Ха Т.З., Канарский А.В., Канарская З.А., Щербаков А.В., Щербакова Е.Н. «Перспектива применения бактерий рода Paenibacillus в промышленной биотехнологии для получения биопрепаратов сельскохозяйственного назначения» // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2020. №3 (47). С. 74-84.The bacteria Paenibacillus polymyxa are well known as representatives of the rhizosphere of plants, protecting them from phytopathogens, and also having growth-stimulating properties, which allows them to be used both as biofertilizers and as biopesticides or phytogrowth stimulants. A review of the retrospective analysis of the use of bacteria of the genus Paenibacillus in industrial biotechnology as a producer of biological products for agricultural purposes is given in the article by the authors Kha T.Z., Kanarsky A.V., Kanarskaya Z.A., Shcherbakov A.V., Shcherbakova E.N. “Prospects for the use of bacteria of the genus Paenibacillus in industrial biotechnology for the production of biological products for agricultural purposes” // Bulletin of the Volga State Technological University. Ser.: Forest. Ecology. Nature management. 2020. No. 3 (47). pp. 74-84.
Из публикации CN 102851243 (A) известен штамм Paenibacillus polymyxa JZB120001, депонированный в центре сбора микробиологических культур Китая (CGMCC) под №5563. Штамм Paenibacillus polymyxa JZB120001 образует активные метаболиты с сильным ингибирующим действием на бактерии, которые могут быть использованы для приготовления препаратов биоконтроля с широким спектром ингибирующего действия на патогенные грибы и патогенные бактерии, а также для профилактики и лечения растений от грибковых заболеваний.From publication CN 102851243 (A), the Paenibacillus polymyxa strain JZB120001 is known, deposited in the China Microbiological Culture Collection Center (CGMCC) under No. 5563. The Paenibacillus polymyxa strain JZB120001 produces active metabolites with a strong inhibitory effect on bacteria, which can be used for the preparation of biocontrol preparations with a wide spectrum of inhibitory effects on pathogenic fungi and pathogenic bacteria, as well as for the prevention and treatment of plants from fungal diseases.
В статье Haeyoung Jeong et al. Chronicle of a Soil Bacterium: Paenibacillus polymyxa E681 as a Tiny Guardian of Plant and Human Health // Front Microbiol. 2019 Mar 15; 10:467 исследуется ризосферная бактерия Paenibacillus polymyxa E681, способствующая росту растений и способная производить противомикробные соединения, которые защищают растения от патогенных грибов, оомицетов и бактерий. Рассмотрены исследования этого вида за последние два с половиной десятилетия, а также механизмы действия штамма Paenibacillus polymyxa E681, выделенного из корней ячменя в Южной Корее в 1995 году, обладающего существенным стимулирующим действием на рост ячменя, огурца, перца, кунжута и арабидопсиса (Arabidopsis thaliana).The paper by Haeyoung Jeong et al. Chronicle of a Soil Bacterium: Paenibacillus polymyxa E681 as a Tiny Guardian of Plant and Human Health // Front Microbiol. 2019 Mar 15; 10:467 investigates the rhizosphere bacterium Paenibacillus polymyxa E681, which promotes plant growth and is capable of producing antimicrobial compounds that protect plants from pathogenic fungi, oomycetes and bacteria. Research on this species over the past two and a half decades is reviewed, as well as the mechanisms of action of the Paenibacillus polymyxa E681 strain, isolated from barley roots in South Korea in 1995, which has a significant stimulating effect on the growth of barley, cucumber, pepper, sesame and Arabidopsis ( Arabidopsis thaliana ) .
В патенте RU 2626543, 28.07.2017, «Штамм Paenibacillus mucilaginosus, используемый в качестве удобрения и для стимуляции роста и защиты растений от грибковых болезней» описан штамм бактерий Paenibacillus mucilaginosus Pm 2906, депонированный в ВКПМ под № В-12259, выделенный из окультуренных почв методом многоступенчатой селекции, и удобрение на его основе. Удобрение для выращивания сельскохозяйственных культур получают путем ступенчатой ферментации указанного штамма на питательной среде Эшби. Применение удобрения позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур и снизить дозы внесения азотных, фосфорных и калийных минеральных удобрений при их выращивании. Штамм Paenibacillus mucilaginosus Pm 2906 также может быть использован в качестве противофитопатогенного средства в профилактике и/или лечении заболеваний растений.Patent RU 2626543, 07/28/2017, “ Paenibacillus mucilaginosus strain used as a fertilizer and to stimulate growth and protect plants from fungal diseases,” describes the bacterial strain Paenibacillus mucilaginosus Pm 2906, deposited in the VKPM under No. B-12259, isolated from cultivated soils method of multi-stage selection, and fertilizer based on it. Fertilizer for growing crops is obtained by stepwise fermentation of the specified strain on Ashby's nutrient medium. The use of fertilizer allows you to increase the productivity of agricultural crops and reduce the dose of nitrogen, phosphorus and potassium mineral fertilizers during their cultivation. The Paenibacillus mucilaginosus strain Pm 2906 can also be used as an antiphytopathogenic agent in the prevention and/or treatment of plant diseases.
Несмотря на многолетние исследования различных ризобактерий, способствующих росту растений, в том числе различных штаммов бактерий Paenibacillus polymyxa, вопросы повышения урожайности сельскохозяйственных культур и их устойчивости к различным заболеваниям являются всегда остаются актуальными.Despite many years of research into various rhizobacteria that promote plant growth, including various strains of the bacteria Paenibacillus polymyxa , the issues of increasing crop productivity and their resistance to various diseases always remain relevant.
Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention
Задачей настоящего изобретения является получение высокого эффекта по повышению эффективности минеральных удобрений и мелиорантов, направленного на усиление роста и продуктивности растений и повышения их устойчивости к заболеваниям, обеспечиваемого за счет нанесения на поверхность минеральных удобрений и мелиорантов бактериальной культуры. Также задачей настоящего изобретения является разработка и создание биомодифицированных минеральных (биоминеральных) удобрений и мелиорантов.The objective of the present invention is to obtain a high effect on increasing the efficiency of mineral fertilizers and ameliorants, aimed at enhancing the growth and productivity of plants and increasing their resistance to diseases, ensured by applying a bacterial culture to the surface of mineral fertilizers and ameliorants. Another objective of the present invention is the development and creation of biomodified mineral (biomineral) fertilizers and ameliorants.
Поставленная задача решается путем применения штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) для биомодификации минеральных удобрений и мелиорантов.This problem is solved by using the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) for the biomodification of mineral fertilizers and ameliorants.
Для этого штамм Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) наносят на мелиоранты или на минеральные удобрения, используемые как в твердой, так и в жидкой форме. В некоторых вариантах изобретения минеральное удобрение в твердой форме представляет собой удобрение в гранулированной, приллированной, микрогранулированной, порошкообразной форме или в форме водорастворимого минерального удобрения.For this purpose, the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) is applied to ameliorants or mineral fertilizers used in both solid and liquid form. In some embodiments, the solid form mineral fertilizer is a granular, prilled, microgranular, powdered, or water-soluble mineral fertilizer form.
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.In various embodiments of the invention, bacteria are applied directly to the mineral fertilizer or ameliorant, or using a carrier. In some embodiments, the carrier is a mineral or organic natural or synthetic substance acceptable in agriculture. In some particular embodiments of the invention, the carrier is a natural or non-natural substance based on siliceous rocks.
В некоторых вариантах изобретения при иммобилизации бактерий используют средство, увеличивающее (повышающее) 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.In some embodiments of the invention, when immobilizing bacteria, an agent is used that increases (increases) the adhesion of bacteria on the mineral fertilizer and/or carrier. In some private embodiments of the invention, cationic starch, collagen glue, bone-gelatin glue, albumin glue, fish glue, cherry glue, dextrin, molasses, gum arabic or liquid glass are used as a means of increasing bacterial adhesion.
В некоторых вариантах изобретения минеральное удобрение представляет собой азотное, фосфорное, калийное, борное, молибденовое, комплексное, сложно-смешанное, водорастворимое или 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.In some embodiments of the invention, the mineral fertilizer is a nitrogen, phosphorus, potassium, boron, molybdenum, complex, complex-mixed, water-soluble or microfertilizer, or a mixture of one of the fertilizers with microelements. In some particular versions of the invention, mineral fertilizer is carbamide, ammonium nitrate, ammonium sulfate, calcium nitrate, ammophos, sodium nitrate, diammonyophosphate, nitroammophosus, phosphorite flour, potassium sulfate, potassium salt, sulfoammophos, diamophos, nitro nitrophos, nitrofos, nitrofos. Ski, potassium nitrate , potassium chloride or potassium magnesium.
В некоторых вариантах изобретения мелиорант представляет собой мелиорант-сорбент, мелиорант-структурообразователь, удобрение-мелиорант, в том числе, например, фосфогипс, фосфоритную муку.In some embodiments of the invention, the ameliorant is a sorbent ameliorant, a structure-forming ameliorant, an ameliorant fertilizer, including, for example, phosphogypsum, phosphate rock.
В различных вариантах изобретения бактерии используют в споровой или вегетативной форме. В более предпочтительных вариантах изобретения бактерии используют в покоящейся (споровой) форме, поскольку она обеспечивает более длительное хранение и выживаемость бактерий.In various embodiments of the invention, the bacteria are used in spore or vegetative form. In more preferred embodiments of the invention, the bacteria are used in a dormant (spore) form, since this provides longer storage and survival of the bacteria.
Поставленная задача также решается путем разработки биомодификатора минеральных удобрений и мелиорантов (бактериального препарата для модификации минеральных удобрений и мелиорантов), включающего штамм бактерий Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) и, опционально, по меньшей мере одно вспомогательное вещество.This problem is also solved by developing a biomodifier of mineral fertilizers and ameliorants (a bacterial preparation for modifying mineral fertilizers and ameliorants), including the bacterial strain Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) and, optionally, at least one auxiliary substance.
В некоторых частных вариантах 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.In some particular embodiments of the invention, the auxiliary substance is a carrier and/or an agent that increases the adhesion of bacteria on a mineral fertilizer and/or ameliorant and/or a carrier. In particular embodiments of the invention, the concentration of bacteria on the carrier is at least 10 4 CFU/g of carrier.
В частных вариантах изобретения концентрация бактерий в жидком биомодификаторе составляет не менее 105 КОЕ/мл бактериальной суспензии.In particular embodiments of the invention, the concentration of bacteria in the liquid biomodifier is at least 10 5 CFU/ml of bacterial suspension.
Поставленная задача также решается путем разработки биомодифицированного минерального (биоминерального) удобрения и мелиоранта для улучшенного питания и стимуляции роста растений, включающего минеральное удобрение и бактерии штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119).This problem is also solved by developing a biomodified mineral (biomineral) fertilizer and ameliorant for improved nutrition and stimulation of plant growth, including mineral fertilizer and bacteria of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119).
В различных вариантах изобретения минеральное удобрение используют в твердой или жидкой форме. В некоторых вариантах изобретения минеральное удобрение в твердой форме представляет собой удобрение в гранулированной, приллированной, микрогранулированной или порошкообразной форме.In various embodiments of the invention, the mineral fertilizer is used in solid or liquid form. In some embodiments of the invention, the mineral fertilizer in solid form is a fertilizer in granular, prilled, microgranular or powder form.
В частных вариантах воплощения бактерии нанесены 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 1 г твердого минерального удобрения. В частных вариантах - не менее 104 КОЕ на 1 г твердого минерального удобрения (мелиоранта).In particular embodiments, the bacteria are applied to the mineral fertilizer or ameliorant directly, or using a carrier. In some embodiments of the invention, the concentration of bacteria in the biomodified mineral (biomineral) fertilizer (or, accordingly, ameliorant) is at least 10 3 CFU per 1 g of solid mineral fertilizer. In private versions - at least 10 4 CFU per 1 g of solid mineral fertilizer (ameliorant).
В некоторых вариантах 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.In some embodiments, the bacteria are mixed with liquid mineral fertilizer. In particular embodiments of the invention, the concentration of bacteria is at least 10 3 CFU per 1 ml of liquid mineral fertilizer.
Настоящее изобретение также включает применение штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) для получения биомодификатора минеральных удобрений и мелиорантов.The present invention also includes the use of a strainPaenibacillus polymyxaRCAM04926 (1119) to obtain a biomodifier for mineral fertilizers and ameliorants.
Настоящее изобретение также включает применение биомодификатора на основе штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) для получения биомодифицированного минерального (биоминерального) удобрения или мелиоранта для улучшения питания и стимуляции роста растений.The present invention also includes the use of a biomodifier based on the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) to obtain a biomodified mineral fertilizer or ameliorant to improve nutrition and stimulate plant growth.
Также поставленная задача решается путем разработки способа биомодификации минеральных удобрений и мелиорантов, включающего смешивание бактерий штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) (биомодификатора по изобретению) с минеральным удобрением или мелиорантом, соответственно. В некоторых вариантах воплощения изобретения указанный способ включает иммобилизацию бактерий штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) непосредственно на минеральном удобрении или мелиоранте, а также с использованием носителя.The problem is also solved by developing a method for the biomodification of mineral fertilizers and ameliorants, including mixing bacteria of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) (biomodifier according to the invention) with a mineral fertilizer or ameliorant, respectively. In some embodiments, the method includes immobilizing bacteria of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) directly on a mineral fertilizer or ameliorant, as well as using a carrier.
В некоторых частных вариантах 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.In some particular embodiments of the invention, a bacterial suspension (or a bacterial suspension to which auxiliary substances have previously been added) is mixed with liquid mineral fertilizer or directly applied to the surface of a solid mineral fertilizer or ameliorant.
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 и 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 1 г носителя. Полученный биомодификатор в частных вариантах изобретения наносят на минеральное удобрение/мелиорант в соотношении не менее 1 кг на тонну минерального удобрения/мелиоранта.In other particular embodiments of the invention, the bacterial suspension is first applied to the carrier, after which the resulting biomodifier is applied to the mineral fertilizer (or ameliorant) by mixing. Since the content of CFU of microorganisms in a bacterial suspension affects the number of CFU of microorganisms ultimately deposited on the carriers and mineral fertilizer and ameliorant, their concentration is selected based on the amount that is the target for content in the biomodified mineral (biomineral) fertilizer / ameliorant. The more CFU in the bacterial suspension, the greater the number of agronomically useful microorganisms deposited on the carrier and mineral fertilizer/ameliorant. In particular embodiments of the invention, bacteria are applied to the carrier until a concentration on the carrier is reached at least 10 4 CFU per 1 g of carrier. In particular embodiments of the invention, the resulting biomodifier is applied to a mineral fertilizer/reclamation agent in a ratio of at least 1 kg per ton of mineral fertilizer/reclamation agent.
В результате осуществления изобретения достигаются следующие технические результаты:As a result of the invention, the following technical results are achieved:
- разработан новый эффективный способ биомодификации минеральных удобрений и мелиорантов путем применения штамма бактерий Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119);- a new effective method for the biomodification of mineral fertilizers and ameliorants has been developed by using the bacterial strain Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119);
- бактерии Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) способны обеспечивать сохранение азота в почве путём уменьшения его улетучивания с помощью азотфиксации, а также прямым образом воздействуют на солюбилизацию (растворение) минеральных удобрений и повышение их усвояемости растениями путем продукции бактериями различных органических и неорганических кислот, в связи с чем применение штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) в составе биоминеральных удобрений и биомодификаторов обеспечивает повышение усвояемости минеральных удобрений растениями;- the bacteria Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) are capable of ensuring the preservation of nitrogen in the soil by reducing its volatilization through nitrogen fixation, and also directly affect the solubilization (dissolution) of mineral fertilizers and increasing their digestibility by plants through the production of various organic and inorganic acids by bacteria, due to why the use of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) in the composition of biomineral fertilizers and biomodifiers ensures an increase in the digestibility of mineral fertilizers by plants;
- способность штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) стимулировать рост растений обеспечивает повышение продуктивности, урожайности и качества сельскохозяйственной продукции при применении штамма в составе биоминеральных удобрений и биомодификаторов;- the ability of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) to stimulate plant growth ensures an increase in productivity, yield and quality of agricultural products when the strain is used as part of biomineral fertilizers and biomodifiers;
- применение бактерий Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) в составе биоминеральных удобрений и биомодификаторов сглаживает негативное воздействие от контакта с минеральными удобрениями растений путём подкисления ризосферы, индукции устойчивости растений к стрессу, что в целом также обеспечивает дополнительное положительно влияние на растения;- the use of the bacteria Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) as part of biomineral fertilizers and biomodifiers smooths out the negative impact of contact with mineral fertilizers of plants by acidifying the rhizosphere, inducing plant resistance to stress, which in general also provides an additional positive effect on plants;
- биомодифицированные минеральные (биоминеральные) удобрения и мелиоранты по изобретению эффективны для применения при выращивании различных растений - овощных, зерновых и технических культур в сельском хозяйстве, растений, используемых в цветоводстве, лесоводстве, и других, без ограничений;- biomodified mineral (biomineral) fertilizers and ameliorants according to the invention are effective for use in growing various plants - vegetables, grains and industrial crops in agriculture, plants used in floriculture, forestry, and others, without restrictions;
- биомодификатор минеральных удобрений на основе штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) позволяет уменьшить потери минеральных удобрений путём вымывания и улетучивания;- biomodifier of mineral fertilizers based on the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) allows to reduce the loss of mineral fertilizers by leaching and volatilization;
- биомодифицированное минеральное (биоминеральное) удобрение и мелиорант по изобретению характеризуется длительной жизнеспособностью бактерий в его составе, как минимум, в течение 3-х месяцев (а в большинстве случаев намного дольше), в концентрациях, обеспечивающих эффективность биоминеральных удобрений и мелиорантов;- biomodified mineral (biomineral) fertilizer and ameliorant according to the invention is characterized by long-term viability of bacteria in its composition, at least for 3 months (and in most cases much longer), in concentrations that ensure the effectiveness of biomineral fertilizers and ameliorants;
- предлагаемые новые биоминеральные удобрения/мелиоранты и биомодификаторы на основе штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) расширяют ассортимент средств для повышения урожайности и улучшения роста сельскохозяйственных культур и других растений и их устойчивости к различным заболеваниям.- the proposed new biomineral fertilizers/ameliorants and biomodifiers based on the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) expand the range of products for increasing productivity and improving the growth of crops and other plants and their resistance to various diseases.
Термины и определенияTerms and Definitions
Если иное не оговаривается, все технические и научные термины, используемые в данной заявке, имеют то же самое значение, которое понятно для специалистов в данной области. Ссылки на методики, используемые при описании данного изобретения, относятся к хорошо известным методам, включая изменения этих методов и замену их эквивалентными методами, известными специалистам.Unless otherwise specified, all technical and scientific terms used in this application have the same meaning as understood by those skilled in the art. References to techniques used in the description of this invention refer to well known techniques, including modifications of these techniques and replacement thereof with equivalent techniques known to those skilled in the art.
В документах данного изобретения термины «включает», «включающий» и т.п., а также «содержит», «содержащий» и т.п. интерпретируются как означающие «включает, помимо всего прочего» (или «содержит, помимо всего прочего»). Указанные термины не предназначены для того, чтобы их истолковывали как «состоит только из».As used herein, the terms “includes,” “including,” and the like, as well as “comprises,” “comprising,” and the like are used herein. are interpreted to mean “includes, but is not limited to” (or “contains, among other things”). These terms are not intended to be construed as “consisting only of.”
Термин «и/или» означает один, несколько или все перечисленные элементы.The term “and/or” means one, more, or all of the above.
Также здесь перечисление числовых диапазонов по конечным точкам включает все числа, входящие в этот диапазон.Also here, the enumeration of numeric ranges by endpoint includes all numbers included in that range.
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.The term "optional" or "optional" or "optional" or "optional" as used herein means that the event or circumstance subsequently described may, but is not required to, occur and that the description includes instances in which the event or circumstance occurs and cases in which it does not occur.
«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.A “carrier” according to the invention is any substance that is not prohibited for use in agriculture. This may be, but is not limited to, either a mineral or an organic substance, both natural and synthetic. The main requirements for the carriers according to the invention are a large specific surface area acceptable for application of the bacterial strain according to the invention, and safety for use in plant growing, in particular in agriculture. First of all, such carriers should not contain cations of heavy metals and radioactive substances. In some non-limiting embodiments of the invention, the support is a natural or non-natural siliceous rock material. Non-limiting examples of carriers include diatomite (kieselguhr), zeolite, opoka, tripolite, kaolin, glauconite, silica, perlite, metakaolin, wollastonite, bentonite, inorganic silica fume, belite, white carbon black, vermiculite (expanded), talc, diabasite.
Под «бактериальной суспензией» согласно изобретению понимается сложная смесь, получаемая при культивировании in vitro агрономически полезных микроорганизмов и содержащая культивируемые микроорганизмы, остаточные питательные вещества и продукты метаболизма этих микроорганизмов. Бактериальная суспензия получается как результат ферментации - совокупности последовательных операций от внесения в заранее приготовленную и нагретую до требуемой температуры питательную среду посевного материала бактерий штамма агрономически полезных микроорганизмов и до завершения процесса роста клеток. Состав питательной среды для культивирования (содержание в легко усваиваемом виде веществ, необходимых для удовлетворения пищевых и энергетических потребностей), ее температура, время культивирования и другие необходимые условия (в том числе, например, рН, наличие факторов роста, витаминов, буферность и др.) выбираются оптимальными в зависимости от конкретного штамма культивируемых агрономически полезных микроорганизмов.By “bacterial suspension” according to the invention is meant a complex mixture obtained by in vitro cultivation of agronomically useful microorganisms and containing cultivated microorganisms, residual nutrients and metabolic products of these microorganisms. A bacterial suspension is obtained as a result of fermentation - a set of sequential operations from the introduction of seed material of bacteria of a strain of agronomically useful microorganisms into a previously prepared and heated to the required temperature nutrient medium until the completion of the cell growth process. The composition of the nutrient medium for cultivation (the content in an easily digestible form of substances necessary to meet nutritional and energy needs), its temperature, cultivation time and other necessary conditions (including, for example, pH, the presence of growth factors, vitamins, buffering, etc. ) are selected optimal depending on the specific strain of cultivated agronomically useful microorganisms.
«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», которая помимо культуральной жидкости содержит клетки агрономически полезных микроорганизмов.“Cultural liquid” is a term denoting the nutrient medium in which microorganisms were grown, which contains their metabolites and other target substances produced by microorganisms, as well as residual nutrients, in contrast to the “bacterial suspension”, which, in addition to the cultural liquid, contains cells of agronomically useful microorganisms.
Под «биомодификатором» («бактериальным препаратом для модификации минеральных удобрений») в настоящем изобретении понимают состав, включающий бактерии штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) и, опционально, вспомогательное вещество. В частных вариантах воплощения изобретения бимодификатор по изобретению представляет собой состав, включающий комплекс носителя с иммобилизованными на нем агрономически полезными микроорганизмами штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119). Указанный биомодификатор предназначен для модификации минеральных удобрений и мелиорантов, в частности, путем смешения с минеральным удобрением (жидким или твердым) и мелиорантом. В частных вариантах воплощения изобретения биомодификатор включает, по меньшей мере, одно вспомогательное вещество.By “biomodifier” (“bacterial preparation for modifying mineral fertilizers”) in the present invention is meant a composition including bacteria of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) and, optionally, an excipient. In particular embodiments of the invention, the bimodifier according to the invention is a composition comprising a complex of a carrier with agronomically useful microorganisms of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) immobilized on it. The specified biomodifier is intended for modifying mineral fertilizers and ameliorants, in particular, by mixing with a mineral fertilizer (liquid or solid) and ameliorant. In particular embodiments of the invention, the biomodifier includes at least one excipient.
Термин «вспомогательное вещество» при использовании в настоящем описании относится к веществам, которые не нарушают биологической активности и свойств бактерий и являются приемлемыми 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.The term "excipient" as used herein refers to substances that do not interfere with the biological activity and properties of bacteria and are acceptable for use in agriculture (safe for use in crop production, in particular in agriculture). Particular excipient options include dry carriers or liquid diluents such as water. In some particular embodiments of the invention, the auxiliary substance is a means that increases the adhesion of bacteria on a mineral fertilizer and/or ameliorant and/or carrier.
Под «минеральным удобрением» 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. В том числе могут быть использованы простые минеральные удобрения - с гарантированным содержанием только одного основного питательного элемента (например азотные, фосфорные, калийные, магниевые, борные, молибденовые), комплексные (в том числе сложно-смешанные) минеральные удобрения - содержащие не менее двух основных питательных элементов (например, азотно-калиевые, азотно-фосфорно-калиевые (NPK), азотно-фосфорно-калиевые удобрения с добавлением серы (NPKS)), микроудобрения - в которых питательными элементами являются микроэлементы в доступной для растений форме. При этом в любое минеральное удобрение могут быть дополнительно добавлены микроэлементы. В некоторых частных вариантах для получения биоминеральных 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.According to the invention, “mineral fertilizer” refers to compounds of inorganic nature that contain essential plant nutrients, i.e. a fertilizer of industrial or fossil origin containing nutrients in mineral form. According to the invention, any mineral fertilizers can be used, without limitation, in solid (dry) form (for example, in the form of granules, powder, crystals in tablet form, etc.), including water-soluble fertilizers (fertilizers in solid form that are application are completely dissolved in water; they are mainly intended for use through plant irrigation systems) and fertilizers in liquid form. In particular, simple mineral fertilizers can be used - with a guaranteed content of only one main nutrient element (for example, nitrogen, phosphorus, potassium, magnesium, boron, molybdenum), complex (including complex mixed) mineral fertilizers - containing at least two main nutrients (for example, nitrogen-potassium, nitrogen-phosphorus-potassium (NPK), nitrogen-phosphorus-potassium fertilizers with added sulfur (NPKS)), microfertilizers - in which nutrients are microelements in a form accessible to plants. At the same time, microelements can be additionally added to any mineral fertilizer. In some particular embodiments, for the production of biomineral fertilizers according to the invention, for example, urea, ammonium nitrate (ammonium nitrate), ammonium sulfate, calcium nitrate, ammophos, sodium nitrate, diammonium phosphate, nitroammophosphate, phosphate (phosphorite) flour, potassium sulfate, potassium salt, sulfoammophos, diammophos, azophoska, nitrophos, nitrophoska, potassium nitrate, potassium chloride, potassium magnesium, etc.
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.According to the invention, “ameliorant” is understood as a substance of industrial or fossil origin, intended to improve the physicochemical properties and increase the fertility of acidic, saline and other soils. According to the invention, any ameliorants can be subjected to biomodification, including, for example, sorbent ameliorants, structure-forming ameliorants, ameliorant fertilizers (see, for example, Petrova T.A. et al. Types of ameliorants for the reclamation of technogenically disturbed mining areas // Mining Information and Analytical Bulletin, 2021, No. 4, pp. 100-112). In some cases, the ameliorant according to the invention may be, for example, phosphogypsum, phosphate rock, etc.
Термин «питательный элемент» («действующее вещество») означает химический элемент удобрения, необходимый для роста и развития растений. Питательные элементы подразделяются на три группы: главные (основные) питательные элементы - N, Р, К, макроэлементы - N, Р, К, Са, Mg, S, микроэлементы - В, Mn, Cu, Zn, Co, Mo, Fe и др.The term “nutrient” (“active substance”) means a chemical element of fertilizer necessary for the growth and development of plants. Nutrient elements are divided into three groups: main (basic) nutritional elements - N, P, K, macroelements - N, P, K, Ca, Mg, S, microelements - B, Mn, Cu, Zn, Co, Mo, Fe and etc.
Термин «биомодифицированное минеральное удобрение» («биоминеральное удобрение») означает минеральное удобрение, гранулы которого покрыты бактериями, улучшающими их свойства. Также под этот термин подпадают жидкие минеральные удобрения (например, карбамидно-аммиачная смесь (КАС), но не только), в которые с целью улучшения их свойств вводятся бактерии. The term “biomodified mineral fertilizer” (“biomineral fertilizer”) means a mineral fertilizer whose granules are coated with bacteria that improve their properties. This term also includes liquid mineral fertilizers (for example, urea-ammonium mixture (UAN), but not only), into which bacteria are introduced in order to improve their properties.
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.The term “biomodified ameliorant” means an ameliorant whose granules or particles are coated with bacteria that improve its properties. This term also includes liquid ameliorants into which bacteria are introduced to improve their properties.
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.The concentrations of bacteria in a biomineral fertilizer, in a biomodified ameliorant, as well as in a biomodifier refer to those at the beginning of storage (i.e. immediately after application or no more than a month after application), unless otherwise indicated, or not less than those indicated for a certain period .
Если не определено отдельно, технические и научные термины в данной заявке имеют стандартные значения, общепринятые в научной и технической литературе.Unless otherwise defined, technical and scientific terms in this application have their standard meanings commonly accepted in the scientific and technical literature.
Подробное раскрытие изобретенияDetailed Disclosure of the Invention
Штамм Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) депонирован 07.06.2022 в Сетевой биоресурсной коллекции в области генетических технологий для сельского хозяйства (RCAM) ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии (ВНИИСХМ) под номером RCAM04926.The Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) was deposited on 06/07/2022 in the Network Bioresource Collection in the Field of Genetic Technologies for Agriculture (RCAM) of the All-Russian Research Institute of Agricultural Microbiology (VNIISHM) under the number RCAM04926.
Происхождение штаммаOrigin of the strain
Штамм выделен из почв Ленинградской области и идентифицирован в ВНИИСХМ.The strain was isolated from the soils of the Leningrad region and identified at the All-Russian Research Institute of Agricultural Medicine.
Морфолого-культуральные и биохимические признаки Morphological, cultural and biochemical characteristics
Колонии штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) на среде Эшби - слегка выпуклые, гладкие, слизистые. Ассимилируют мальтозу, маннозу, лактозу, глюкозу, сахарозу, галактозу, арабинозу, маннит, раффинозу с образованием кислоты. Гидролизуют крахмал. Форма и размеры вегетативных клеток: крупные подвижные прямые палочки, 3-5 мкм × 1,1-1,3 мкм, одиночные, в парах и коротких цепочках. Споры крупные, овальные. Аэроб.Colonies of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) on Ashby's medium are slightly convex, smooth, and slimy. They assimilate maltose, mannose, lactose, glucose, sucrose, galactose, arabinose, mannitol, raffinose to form acid. Hydrolyze starch. Shape and size of vegetative cells: large mobile straight rods, 3-5 µm × 1.1-1.3 µm, single, in pairs and short chains. The spores are large, oval. Aerobe.
Способ, условия и состав сред для длительного хранения штаммаMethod, conditions and composition of media for long-term storage of the strain
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.Long-term storage (3 years or more) is carried out in a cryopreserved state at -80°C. Working strains are stored in a refrigerator at +4°C on Ashby's medium. Periodic reseeding 2 times a year on fresh nutrient medium.
Характеристика штаммаStrain characteristics
Позитивный эффект штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) на рост растений связан с улучшением азотного питания и продукцией физиологически активных веществ. Штамм перспективен для создания бактериального препарата ростостимулирующего действия.The positive effect of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) on plant growth is associated with improved nitrogen nutrition and the production of physiologically active substances. The strain is promising for the creation of a growth-stimulating bacterial preparation.
Штамм Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) не токсичен, не токсигенен, не обладает диссеминацией во внутренних органах человека, не является патогенным. Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) is non-toxic, non-toxigenic, does not disseminate in human internal organs, and is not pathogenic.
Бактерии штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) относятся к группе PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) - ризобактерии, способствующие росту растений. Обладают широким кругом хозяев, способны образовывать эндоспоры, растворять фосфат кальция и фитат кальция, а также обладают способностью к азотфиксации. Bacteria strain Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) belong to the group PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria ) - rhizobacteria that promote plant growth. They have a wide range of hosts, are able to form endospores, dissolve calcium phosphate and calcium phytate, and also have the ability to fix nitrogen.
Ключевыми особенностями штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119), обеспечивающими его высокую эффективность при модификации минеральных удобрений, являются механизмы положительного воздействия на растения: штамм Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) 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 Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) к фиксации, связыванию и повышению усвояемости азота, позволяет повысить продуктивность и урожайность растений, а также уменьшить потери азота путём вымывания и улетучивания. Именно эти свойства штамма обеспечивают принципиальные отличия применения штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) от существующей технологии биологической модификации удобрений на основе штамма Bacillus Subtilis Ч-13, который, 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.The key features of the Paenibacillus polymyx a RCAM04926 (1119) strain, which ensure its high efficiency in modifying mineral fertilizers, are the mechanisms of positive effects on plants: the Paenibacillus polymyx a RCAM04926 (1119) strain directly affects the solubilization (dissolution) of mineral fertilizers and increases their digestibility by plants through the production of various organic and inorganic acids by bacteria. In addition, the ability of the bacterial strain Paenibacillus polymyx a RCAM04926 (1119) to fix, bind and increase the digestibility of nitrogen can increase the productivity and yield of plants, as well as reduce nitrogen losses through leaching and volatilization. It is these properties of the strain that provide fundamental differences in the use of the Paenibacillus polymyx a RCAM04926 (1119) strain from the existing technology of biological modification of fertilizers based on the Bacillus Subtilis Ch-13 strain, which, being an effective growth-stimulating agent, only indirectly affects the digestibility of nutrients from fertilizer granules, and namely, it stimulates the growth of the plant’s root system, including the number of root hairs.
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.The possibility of objective manifestation of the technical result in the implementation of the invention is confirmed by reliable data given below in the examples containing experimental information obtained in the process of conducting research using methods accepted in this field.
Следует понимать, что приведенные в материалах заявки примеры не являются ограничивающими и приведены только для иллюстрации настоящего изобретения.It should be understood that the examples given in the application materials are not limiting and are provided only to illustrate the present invention.
Пример 1. Определение азотфиксирующей активности штамма Example 1. Determination of nitrogen-fixing activity of a strain Paenibacillus polymyxaPaenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) RCAM04926 (1119)
В лабораторных условиях установлена способность штамма обеспечивать растения азотом в отсутствии минеральных форм азота и оказывать влияние на рост и развитие растений. Эксперименты проводили на озимой пшенице сорта Светоч. Для получения культуры исследуемых микроорганизмов, 1-2 колонии вносили в колбы с 50 мл жидкой среды Эшби и культивировали 72 ч при комнатной температуре. Затем плотность культуры оценивали микроскопически, культуры выращивали до получения плотности не менее 109 КОЕ/мл.In laboratory conditions, the ability of the strain to provide plants with nitrogen in the absence of mineral forms of nitrogen and to influence the growth and development of plants has been established. The experiments were carried out on winter wheat variety Svetoch. To obtain a culture of the studied microorganisms, 1-2 colonies were added to flasks with 50 ml of liquid Ashby medium and cultivated for 72 hours at room temperature. The culture density was then assessed microscopically, and the cultures were grown until a density of at least 10 9 CFU/ml was obtained.
Семена озимой пшеницы сорта Светоч поверхностно стерилизовали согласно следующему протоколу: 70% этанол - 2 мин, стерильная вода - 1 мин, «Белизна» - 20 мин, стерильная вода - 1 мин, «Белизна» - 20 мин, стерильная вода - 1 мин, все операции повторяли пятикратно. Для контроля качества стерилизации семена раскладывали на поверхность питательно агара и инкубировали 24 ч при 28°С. Семена, вокруг которых отсутствовал бактериальный рост, брали в дальнейшую работу.Seeds of winter wheat variety Svetoch were surface sterilized according to the following protocol: 70% ethanol - 2 min, sterile water - 1 min, "Belizna" - 20 min, sterile water - 1 min, "Belizna" - 20 min, sterile water - 1 min, all operations were repeated five times. To control the quality of sterilization, seeds were placed on the surface of nutrient agar and incubated for 24 hours at 28°C. Seeds around which there was no bacterial growth were taken for further work.
Для подготовки условно-стерильных гнотобиотических систем, отмытый и высушенный кварцевый песок прокаливали в течение 2 ч при 18°С. Затем песок охлаждали и помещали в стеклянные стаканы объемом 250 мл. В стаканы с песком, предназначенные для выращивания опытных образцов и отрицательного контроля, добавляли по 10 мл стерильной водопроводной воды, в стаканы, предназначенные для выращивания положительного контроля , где изучалось действие минеральных форм азота, добавляли по 10 мл 1% раствора калийной селитры (KNO3) или карбамида (NH2)2CO). Для получения опытных образцов культуру бактерий Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) разбавляли в физрастворе в соотношении 1:200, затем семена пшеницы замачивали в культуре бактерий в течение 20 мин, инокулированные семена высаживали в стерильные гнотобиотические системы по 15 растений на систему. Для получения отрицательного и положительного контрольных образцов семена замачивали в стерильном физрастворе.To prepare conditionally sterile gnotobiotic systems, washed and dried quartz sand was calcined for 2 hours at 18°C. The sand was then cooled and placed in 250 ml glass beakers. 10 ml of sterile tap water were added to beakers with sand intended for growing test samples and negative controls; 10 ml of a 1% solution of potassium nitrate ( KNO3 ) was added to beakers intended for growing positive control, where the effect of mineral forms of nitrogen was studied. ) or urea (NH 2 ) 2 CO). To obtain experimental samples, the bacterial culture Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) was diluted in saline in a ratio of 1:200, then wheat seeds were soaked in the bacterial culture for 20 minutes, the inoculated seeds were planted in sterile gnotobiotic systems, 15 plants per system. To obtain negative and positive control samples, seeds were soaked in sterile saline solution.
Анализ колонизационной, ростостимулирующей и азотообеспечительной активности штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) на растениях пшеницы в условиях условно-стерильных гнотобиотических систем показал, что прибавка длины корня, относительно отрицательного контроля, составила +29,08%, прибавка стебля - +96,27%. Значения положительного контроля (добавление KNO3 в концентрации 1г/л питательного раствора) - корень - +17,79%, стебель - +83,85%, относительно отрицательного контроля. Добавление карбамида в концентрации 1 г/л питательного раствора - значения для корня - +25,64%, для стебля - +35,16% относительно отрицательного контроля. Визуальных признаков недостатка азота не обнаружено.Analysis of the colonization, growth-stimulating and nitrogen-supplying activity of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) on wheat plants under conditions of conditionally sterile gnotobiotic systems showed that the increase in root length, relative to the negative control, was +29.08%, the increase in the stem - +96.27% . Positive control values (adding KNO 3 at a concentration of 1 g/l nutrient solution) - root - +17.79%, stem - +83.85%, relative to the negative control. Adding urea at a concentration of 1 g/l of nutrient solution - values for the root - +25.64%, for the stem - +35.16% relative to the negative control. There were no visual signs of nitrogen deficiency.
Как показал проведенный эксперимент, исследуемые бактерии способны обеспечивать растение молекулярным азотом при его недостатке в почве.As the experiment showed, the studied bacteria are able to provide the plant with molecular nitrogen when it is deficient in the soil.
Пример 2. Нанесение бактериальной культуры на гранулы минеральных удобрений с использованием носителя и средства, увеличивающего адгезию бактерий на минеральном удобренииExample 2. Application of a bacterial culture to mineral fertilizer granules using a carrier and an agent that increases the adhesion of bacteria to the mineral fertilizer
Подготовка компонентов:Preparation of components:
- культуру бактерий штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) выращивают в жидкой питательной среде при 28°С в течение 3х суток на качалке при 180 об/мин до получения бактериального титра 108-109 КОЕ/мл суспензии;- a bacterial culture of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) is grown in a liquid nutrient medium at 28°C for 3 days on a rocking chair at 180 rpm until a bacterial titer of 10 8 -10 9 CFU/ml suspension is obtained;
- средство, увеличивающее адгезию бактерий (кукурузный декстрин), смешивают с физиологическим раствором в соотношении 1:5. Смесь клейстеризуют на водяной бане 10 минут и далее стерилизуют при 120°С в течение 60 минут;- a product that increases bacterial adhesion (corn dextrin) is mixed with saline in a ratio of 1:5. The mixture is gelatinized in a water bath for 10 minutes and then sterilized at 120°C for 60 minutes;
- носитель (цеолит) стерилизуют в сушильном шкафу при 200°С в течение 8 часов;- the carrier (zeolite) is sterilized in an oven at 200°C for 8 hours;
- гранулы минерального удобрения стерилизуют в сушильном шкафу при 100°С в течение 10 часов.- mineral fertilizer granules are sterilized in an oven at 100°C for 10 hours.
Подготовка смеси для биомодификации (биомодификатора):Preparation of the mixture for biomodification (biomodifier):
- к 2 мл бактериальной суспензии добавляют кукурузный декстрин в соотношении 1:3 (1 часть декстрина на 3 части суспензии). Смесь тщательно перемешивают на вортексе в течение 10 с;- add corn dextrin to 2 ml of bacterial suspension in a ratio of 1:3 (1 part dextrin to 3 parts suspension). The mixture is thoroughly mixed by vortex for 10 s;
- в отдельный стерильный фалькон объемом 50 мл вносят 5 г цеолита. В него добавляют 5 мл полученной смеси. Полученную композицию тщательно перемешивают стерильной стеклянной палочкой.- add 5 g of zeolite into a separate sterile container with a volume of 50 ml. Add 5 ml of the resulting mixture to it. The resulting composition is thoroughly mixed with a sterile glass rod.
Нанесение бактерий и определение титра:Application of bacteria and titer determination:
- в стерильные фальконы объемом 50 мл вносят 15 г минерального удобрения. К удобрению добавляют 0,06 г полученного биомодификатора. Смесь тщательно перемешивают на вортексе в течение 30 с;- add 15 g of mineral fertilizer into sterile 50 ml containers. 0.06 g of the resulting biomodifier is added to the fertilizer. The mixture is thoroughly mixed by vortex for 30 s;
- титр бактерий на гранулах минеральных удобрений определяют 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 проводят подсчет выросших колоний.- the titer of bacteria on granules of mineral fertilizers is determined 24 hours after application by the method of serial dilutions with sowing on solid nutrient media and cultivation at 28°C for 48 hours, after which the grown colonies are counted.
Пример 3. Нанесение бактериальной культуры на гранулы минеральных удобрений и определение численностиExample 3. Application of a bacterial culture to mineral fertilizer granules and determination of the number
Поскольку штамм микроорганизмов Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) 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. Since the microorganism strain Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) is intended to increase the efficiency of the use of mineral fertilizers, the ability of bacterial cells to maintain their viability on the surface of granules and influence plant growth and productivity was determined.
Для обработки гранул минеральных удобрений (карбамид, аммофос и нитроаммофоска) использовали бактериальную суспензию штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119), содержащую бактерии в титре 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 с высевом на твердые питательные среды и культивированием при 28°С в течение 72 часов, после чего проводили подсчет выросших колоний. Повторное определение численности колониеобразующих единиц (КОЕ) бактерий штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) на поверхности минеральных удобрений проводили через 6 месяцев после нанесения.To treat granules of mineral fertilizers (urea, ammophos and nitroammophos), a bacterial suspension of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) was used, containing bacteria in a titer of at least 0.5 * 10 9 CFU/ml. The treatment of mineral fertilizer granules with a bacterial suspension was carried out by applying the granule surface at the rate of 1 liter per ton (or 1 ml per kg). After 24 hours, the number of bacteria on the granules was determined by the method of serial dilution with seeding on solid nutrient media and cultivation at 28°C for 72 hours, after which the grown colonies were counted. Repeated determination of the number of colony-forming units (CFU) of bacteria of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) on the surface of mineral fertilizers was carried out 6 months after application.
Определение титра бактерий Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) на поверхности гранул минеральных удобрений позволило установить способность бактерий сохранять свою жизнедеятельность после их нанесения на минеральные удобрения. Установленный титр штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) на поверхности гранул при прямом нанесении в начале хранения (через 24 часа после нанесения) составил: на карбамиде - 12,3*105 КОЕ/г, на аммофосе - 16,5*105 КОЕ/г, на нитроаммофоске - 10,1*105 КОЕ/г, после 6 месяцев хранения бактериальный титр составил: на карбамиде - 1,2*104 КОЕ/г, на аммофосе - 2,6*103 КОЕ/г, на нитроаммофоске - 1,8*104 КОЕ/г. Таким образом, было показано, что штамм Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) способен сохранять свою жизнедеятельность на поверхности гранул минеральных удобрений в концентрациях, обеспечивающих эффективность биоминеральных удобрений на протяжении более 6 месяцев. Determination of the titer of the bacteria Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) on the surface of mineral fertilizer granules made it possible to establish the ability of bacteria to maintain their vital activity after their application to mineral fertilizers. The established titer of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) on the surface of granules when directly applied at the beginning of storage (24 hours after application) was: on urea - 12.3 * 10 5 CFU/g, on ammophos - 16.5 * 10 5 CFU /g, on nitroammophos - 10.1*10 5 CFU/g, after 6 months of storage the bacterial titer was: on urea - 1.2*10 4 CFU/g, on ammophos - 2.6*10 3 CFU/g, on nitroammophoska - 1.8*10 4 CFU/g. Thus, it was shown that the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) is able to maintain its vital activity on the surface of mineral fertilizer granules in concentrations that ensure the effectiveness of biomineral fertilizers for more than 6 months.
Пример 4. Определение фитостимулирующей активности штамма Example 4. Determination of phytostimulating activity of the strain Paenibacillus polymyxaPaenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) при совместном внесении с гранулами минеральных удобрений RCAM04926 (1119) when combined with mineral fertilizer granules
Экспериментально установлено, что штамм Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) обладает фитостимулирующим эффектом по отношению к различным сельскохозяйственным культурам. Для этого был проведен вегетационный опыт. В качестве растительных объектов использовали сельскохозяйственно значимые культуры: картофель (оздоровленные клубни картофеля сорта Дезире фракции 28-35), горох посевной (сорт Амброзия) и яровую пшеницу (сорт Дарья, предоставлена ФГНУ ФНЦ ЗБК (Орловская обл., п. Стрелецкий)).It was experimentally established that the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) has a phytostimulating effect on various agricultural crops. For this purpose, a vegetation experiment was carried out. Agriculturally significant crops were used as plant objects: potatoes (improved potato tubers of the Desire variety, fraction 28-35), peas (variety Ambrosia) and spring wheat (variety Daria, provided by the Federal Scientific Center for Plant Protection (Oryol region, Streletsky village)).
В качестве минеральных удобрений использовали карбамид или нитроаммофоску (NPK15). Биомодификацию указанных минеральных удобрений осуществляли с помощью штамма бактерий Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119), которые наносили в титре 103 КОЕ/г.Urea or nitroammophoska (NPK15) was used as mineral fertilizers. Biomodification of these mineral fertilizers was carried out using the bacterial strain Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119), which was applied at a titer of 10 3 CFU/g.
Влияние биоудобрений на горох и картофель оценивали в условиях теплиц. Для определения морфометрических показателей использовали не менее 12 растений для каждого варианта обработки. Удобрения вносили при посадке в верхний слой земли. Посадку семян гороха и картофеля осуществляли в горшки объемом 10 л, которые на две трети наполняли почвой, после чего добавляли биоудобрения (в опытные образцы) или минеральные удобрения (в контрольные образцы), засыпали их оставшимся объемом почвы и перемешивали, распределяя внесенные удобрения равномерно в верхнем слое почве. Горшки размещали на паллетах в двух теплицах тентового типа CoverIT Eco 6х3 м.The effect of biofertilizers on peas and potatoes was assessed in greenhouse conditions. To determine morphometric parameters, at least 12 plants were used for each treatment option. Fertilizers were applied during planting to the top layer of soil. Planting of pea and potato seeds was carried out in 10-liter pots, which were filled two-thirds with soil, after which biofertilizers were added (to test samples) or mineral fertilizers (to control samples), they were filled with the remaining volume of soil and mixed, distributing the applied fertilizers evenly in top layer of soil. The pots were placed on pallets in two tent-type greenhouses CoverIT Eco 6x3 m.
Растения пшеницы выращивали в открытом грунте на поле. Перед посевом почва была предварительно обработана мотоблоком. После вспашки опытный участок был выровнен и на нем были сформированы делянки из насыпного грунта. Для закладки агротехнического эксперимента использовали делянки площадью 1 м2. Каждая комбинация удобрения была представлена в 3-х повторах. Между делянками были заложены технологические проходы шириной 1 метр, которые играли роль пространственной изоляции опытных образцов удобрений. Для распределения индивидуальных делянок в границах опытного поля использовали генератор случайных чисел. Посев зёрен пшеницы проводили на подготовленные делянки с нормой высева 3,3 млн. зерен на гектар (т.е. в рамках эксперимента на одну делянку высевали 330 зерен). На делянке было расположено 10 рядков с шириной междурядья 9 см и расстоянием между растениями в рядке 3 см. Внесение удобрений проводили ручным способом в рядки непосредственно перед посевом, после этого маркером наносили разметку, позволяющую равномерно распределять зерновки в пределах рядка.Wheat plants were grown outdoors in a field. Before sowing, the soil was pre-treated with a walk-behind tractor. After plowing, the experimental plot was leveled and plots of bulk soil were formed on it. To set up the agrotechnical experiment, plots with an area of 1 m2 were used. Each fertilizer combination was presented in 3 replicates. Technological passages 1 meter wide were laid between the plots, which played the role of spatial isolation of experimental samples of fertilizers. A random number generator was used to distribute individual plots within the experimental field. Sowing of wheat grains was carried out on prepared plots with a seeding rate of 3.3 million grains per hectare (i.e., within the framework of the experiment, 330 grains were sown per plot). There were 10 rows on the plot with a row spacing of 9 cm and a distance between plants in the row of 3 cm. Fertilizers were applied manually into the rows immediately before sowing, after which markings were applied with a marker, allowing the grains to be evenly distributed within the row.
Влияние биомодифицированных минеральных удобрений на продуктивные показатели пшеницы: установлено статистически достоверное влияние штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) на растения пшеницы яровой в совмещении с минеральным удобрением карбамид (по сравнению с внесением карбамида без бактерий) на такие показатели, как: The influence of biomodified mineral fertilizers on the productive indicators of wheat: a statistically significant effect of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) on spring wheat plants in combination with the mineral fertilizer urea (compared to the application of urea without bacteria) on such indicators as:
Число всех зёрен +18,5%Number of all grains +18.5%
Вес всех зёрен +20,1%Weight of all grains +20.1%
Высота растения +4,8%Plant height +4.8%
Число зёрен главного колоса +4,25%Number of grains of the main ear +4.25%
Вес зёрен главного колоса +5,3%Main ear grain weight +5.3%
Число зёрен боковых колосьев +46,60%Number of grains of side ears +46.60%
Вес зёрен боковых колосьев +53,19 %Grain weight of side ears +53.19%
Количество боковых побегов +19%Number of side shoots +19%
Количество побегов с колосом +14,37%.Number of shoots with ears +14.37%.
Статистически выраженное влияние штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) на растения пшеницы яровой в совмещении с нитроаммофоской (по сравнению с внесением нитроаммофоски без бактерий) установлено на такие показатели, как, например:The statistically pronounced effect of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) on spring wheat plants in combination with nitroammophoska (compared to the application of nitroammophoska without bacteria) was established on such indicators as, for example:
Число всех зёрен +17,4%Number of all grains +17.4%
Высота растения +5,7%Plant height +5.7%
Число зёрен боковых колосьев +32,1%Number of grains of side ears +32.1%
Вес зёрен боковых колосьев +27% Grain weight of side ears +27%
Количество боковых побегов с колосом +21,6%.The number of side shoots with ears +21.6%.
Влияние биомодифицированных минеральных удобрений на продуктивные показатели картофеля: был выявлен статистически значимый эффект биоудобрения на основе нитроаммофоски, подвергнутой биомодификации с помощью штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119), на количество клубней с растения и их вес. Так, добавление штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) к минеральному удобрению NPK15 привело к статистически значимому уменьшению количества клубней, и при этом способствовало увеличению среднего веса клубней на растении. Более конкретно, совместно с нитроаммофоской использование штамма способствовало увеличению веса клубней (+25%) и среднего размера клубней (+8%). При совместном применении на карбамиде данный эффект также был статистически значимым, но был выражен не так сильно. The influence of biomodified mineral fertilizers on the productive performance of potatoes : a statistically significant effect of a biofertilizer based on nitroammophosphate, biomodified with the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119), on the number of tubers per plant and their weight was revealed. Thus, the addition of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) to the mineral fertilizer NPK15 led to a statistically significant decrease in the number of tubers, and at the same time contributed to an increase in the average weight of tubers on the plant. More specifically, together with nitroammophos, the use of the strain contributed to an increase in tuber weight (+25%) and average tuber size (+8%). When used together with urea, this effect was also statistically significant, but was not so pronounced.
Влияние биомодифицированных минеральных удобрений на продуктивные показатели гороха: при использовании минерального удобрения NPK15, добавление штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) при выращивании гороха способствовало увеличению числа клубеньков на растении (+8%), числа семян (+24,7%) и веса семян (+21,3%) в сравнении с контролем (применение нитроаммофоски без биомодификации). Использование карбамида, биомодифицированного штаммом Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119), позволило повысить: число стручков (+5,7%), вес растения (+20,7%), число семян (+25,3%) и вес семян на одно растение (+40,9%). The influence of biomodified mineral fertilizers on the productive performance of peas : when using the mineral fertilizer NPK15, the addition of the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) when growing peas contributed to an increase in the number of nodules on the plant (+8%), the number of seeds (+24.7%) and the weight of the seeds (+21.3%) compared to the control (use of nitroammophosphate without biomodification). The use of urea biomodified by the Paenibacillus polymyxa strain RCAM04926 (1119) increased the number of pods (+5.7%), plant weight (+20.7%), number of seeds (+25.3%) and seed weight per plant (+40.9%).
Полученные результаты свидетельствуют о том, что штамм микроорганизмов Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) в комплексе с минеральными удобрениями оказывает положительное влияние на показатели продуктивности различных растений, повышая эффективность их роста и урожайность, наиболее вероятным механизмом положительного влияния штамма Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) на растения является способность повышать усвояемость минеральных удобрений за счет продукции штаммом органических кислот. Такие данные свидетельствуют о том, что штамм микроорганизмов Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) может успешно использоваться для биомодификации минеральных удобрений с целью ускорения роста и созревания растений, повышения урожайности, а также повышения эффективности усвояемости минеральных удобрений.The results obtained indicate that the microorganism strain Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) in combination with mineral fertilizers has a positive effect on the productivity of various plants, increasing the efficiency of their growth and productivity, the most likely mechanism for the positive effect of the strain Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) on plants is the ability to increase the digestibility of mineral fertilizers due to the production of organic acids by the strain. Such data indicate that the strain of microorganisms Paenibacillus polymyxa RCAM04926 (1119) can be successfully used for the biomodification of mineral fertilizers in order to accelerate the growth and maturation of plants, increase productivity, and also increase the efficiency of digestibility of mineral fertilizers.
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.Although the invention has been described with reference to the disclosed embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that the specific instances described in detail are for purposes of illustrating the present invention only and should not be construed as limiting the scope of the invention in any way. It should be understood that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
Claims (21)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2023/050297 WO2024136701A1 (en) | 2022-12-22 | 2023-12-18 | Use of paenibacillus polymyxa strain rcam04926 for biomodification of mineral fertilizers and soil enhancers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2815110C1 true RU2815110C1 (en) | 2024-03-11 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2626543C2 (en) * | 2015-11-09 | 2017-07-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Промышленные Инновации" | Paenibacillus mucilaginosus bacteria strain, method for plants growth stimulation and protection against diseases and application of paenibacillus mucilaginosus bacteria strain as fertiliser and biological control agent (antipatogenic means) in prevention and/or treatment of plant disease |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2626543C2 (en) * | 2015-11-09 | 2017-07-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Промышленные Инновации" | Paenibacillus mucilaginosus bacteria strain, method for plants growth stimulation and protection against diseases and application of paenibacillus mucilaginosus bacteria strain as fertiliser and biological control agent (antipatogenic means) in prevention and/or treatment of plant disease |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| КУЛИКОВА А.Х., и др., Эффективность биомодифицированных минеральных удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур на черноземах лесостепи поволжья, Вестник ульяновской государственной сельскохозяйственной академии, N4, (52), 2020, c. 73-79, DOI: 10.18286/1816-4501-2020-4-73-79. * |
| описание, формула. HAEYOUNG JEONG et al., Chronicle of a Soil Bacterium: Paenibacillus polymyxa E681 as a Tiny Guardian of Plant and Human Health, Front Microbiol. 2019 Mar 15; 10:467. ХА Т.З., и др., Перспектива применения бактерий рода Paenibacillus в промышленной биотехнологии для получения биопрепаратов сельскохозяйственного назначения. Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование, 2020, N 3 (47), c. 74-84. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Brahmaprakash et al. | Biofertilizers for sustainability | |
| Hungria et al. | Inoculant preparation, production and application | |
| CN104672009B (en) | A kind of multifunction activity organic fertilizer and preparation method thereof | |
| CN102433280B (en) | Phosphate-solubilizing composite microorganism fungicide and application thereof | |
| KR100940615B1 (en) | Micro-organisms for the treatment of soil and process for obtaining them | |
| CN102432399B (en) | Biological organic fertilizer for improving stress resistance and output of paddy rice and preparation method thereof | |
| CN102533611B (en) | Efficient phosphorus-dissolution promotion bacteria, microbial agent prepared from same and application of microbial agent | |
| Hamdi | Application of nitrogen-fixing systems in soil improvement and management | |
| CN110668876B (en) | Composite mycorrhiza biological fertilizer and preparation method and application thereof | |
| EP2925855B1 (en) | Phosphate solubilizing rhizobacteria bacillus firmus as biofertilizer to increase canola yield | |
| CN102329754A (en) | Novel strain of streptomyces fradiae and application thereof | |
| WO2016063305A2 (en) | A nutrient use efficient fertilizer plant supplement and method for increasing plant productivity and quality | |
| Aechra et al. | Effect of soil salinity, phosphorus and biofertilizers on physical properties of soil, yield attributes and yield of cowpea [Vigna unguiculata (L.) Wilczek] | |
| Turgut | Organic and biofertilizers effects on the rhizosphere microbiome and spring barley productivity in northern Kazakhstan | |
| Azarmi-Atajan et al. | Effect of phosphate solubilizing bacteria and triple superphosphate on the growth, physiological parameters and phosphorus uptake of pistachio seedlings | |
| CN108034609B (en) | Paenibacillus strain T1-1 with phosphate solubilizing effect and application thereof | |
| CA2845408C (en) | Phosphate solubilizing rhizobacteria bacillus firmus as biofertilizer to increase canola yield | |
| Abdel-Rahman | Effect of mineral potassium, compost and biofertilizers on soil physio-chemical properties and productivity of sesame grown on salt affected soils | |
| RU2815110C1 (en) | Method of using paenibacillus polymyxa rcam04926 (1119) strain together with mineral fertilizers and ameliorants to increase crop yield and quality | |
| CN108949635A (en) | Bacillusmusilaginosiengineering, microbial-bacterial fertilizer, preparation method and its application | |
| CN109867572A (en) | Multifunction activity organic fertilizer and preparation method thereof | |
| WO2024136701A1 (en) | Use of paenibacillus polymyxa strain rcam04926 for biomodification of mineral fertilizers and soil enhancers | |
| EP3085679B1 (en) | A complex mineral fertilizer comprising the rhizobium leguminosarum microorganism, production process and uses thereof | |
| KR20150116081A (en) | Seed coating agent containing perlite for enhancing effect of Leguminous Manures growht in the high salinity land | |
| RU2813374C1 (en) | Method of using bacillus megaterium sl04 (ebc/22-mp2) strain together with mineral fertilizers and ameliorants to increase crop yield and quality |