Биологический деструктор пестицидов и стимулятор почвенного плодородия

 

Изобретение относится к сельскохозяйственной микробиологии и может быть использовано для восстановления и повышения почвенного плодородия. Изобретение представляет собой биопрепарат, обладающий свойством деструкции пестицидов (например, симазина) и стимулирующий почвенное плодородие. Основа биопрепарата-биодеструктора - консорциум молочно-кислых бактерий Streptococcus thermophilus, Streptococcus bovis, Lactobacillus salivarius var. salicinicus, Lactobacillus salivarius var. salivarius, Lactobacillus acidophilus (ВКПМ-5972), растительные полисахариды, микроэлементы в виде комплексонатов, ненасыщенные жирные кислоты - предшественники простогландинов. Использование биопрепарата позволяет получить экологически безопасный деструктор пестицидов, создать в почве условия интенсивного разложения ксенобиотиков и повысить плодородие почв. 4 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к биотехнологии, экологии, сельскохозяйственной микробиологии, может быть использовано при получении и применении препаратов для деструкции пестицидов с одновременным восстановлением и повышением почвенного плодородия.

Известны микроорганизмы, являющиеся активными деструкторами пестицидов. Например, бактерии родов Arthrobacter, Corynebacterium, Arhrobacter, активно разрушают пестициды группы оксикарбоновых и ароматических кислот, производные мочевины разрушаются бактериями Xanthomonas, Pseudomonas, пестициды - хлорированные алифатические кислоты, разрушаются грибами Trichoderma и Fusarium (1).

Особенно типична микробиологическая деструкция пестицидов коринеподобными бактериями, нокардиями, псевдомонадами (2).

Например, штамм Pseudomonas putida - 106 является активным деструктором диметилфенилкарбинола и фенола (3), бактерии Ps. pseudoacaligenes разрушают ароматические и гетероциклические соединения, чаше всего обнаруживаемые в сточных водах (5), а штамм Ps. pseudoacaligenes разрушает ароматические соединения в твердой и жидкой среде (4).

Способностью к деструкции симазина и атразина - хлоропроизводных триазина - обладают некоторые музейные штаммы Nоcardia, Arthrobacter, Micromonospora (6).

Существенным недостатком упомянутых штаммов является их узкая специфичность как деструкторов, к тому же, как это явствует из перечисления приведенных выше штаммов, среди микроорганизмов-деструкторов обнаруживаются условные патогены, например Pseudomonas, Fusarium.

Что касается культур Nоcardia, Arthrobacter, Micromonospora, то их способность к деструкции проявляется и усиливается при предварительном выращивании их на почвенных компостах, в состав которых как обязательный компонент питательных сред вносят и симазин, и атразин (6).

Расширить спектр разрушаемых пестицидов оказывалось возможным при применении биопрепарата, на основе консорциума молочно-кислых бактерий Sreptococcus thermaphilus, Streptococcus bovis, Lactobacillus salivarius vac. salicinicus, Lactobacillus salivarius vac. salivarius, Lactobacillus acidophilus (ВКПМ-5972)). В этом случае достигается эффект деструкции и гербицидов, и инсектицида.

Культивирование и поддержание культур бактерий, входящих в состав консорциума, не требует особой предварительной подготовки для усиления их активности.

Цель настоящего изобретения - разработка и получение экологически безопасного деструктора пестицидов на основе микроорганизмов широкого спектра действия, создающих в почве условия интенсивного разложения ксенобиотиков, но и, как следствие, обнаруживаемое напрямую при применении препарата - повышение плодородия почв.

Пример 1. Проводили лабораторный опыт по следующей схеме: 1. Песок + симазин 2. Песок + симазин + питательная среда: - а) минеральная среда Виноградского для Nocardia, - б) минеральная среда Виноградского для Arthrobacter, - в) среда с 10% сухого обрата для консорциума молочно-кислых бактерий (ВКМП-5972) Sreptococcus thermоphilus, Streptococcus bovis, Lactobacillus salivarius vac. salicinicus, Lactobacillus salivarius vac. salivarius, Lactobacillus acidophilus 3. Песок + симазин + питательная среда: а) инокулированная Nocardia (среда Виноградского, б) минеральная среда Виноградского, инокулированная Acthrobacter, в) среда с 10% сухого обрата, инокулированная консорциумом бактерий заявляемого препарата (ВКПМ-5972).

В колбы Эрленмейера емкостью 250 мл вносили 100 г сухого промытого песка, в каждую колбу вносили по 20 мл симазина (величина, принятая далее в примерах как 10% насыщения). В колбы вариантов 2 и 3 вносили по 20 мл соответствующих питательных сред. Колбы (вариант 3) инокулировали, как описано выше. Проводили инкубирование в течение 9 месяцев при 28^oС, влажность песка поддерживали на уровне 60% от полной влагоемкости. С интервалом в 3 месяца отбирали пробы для определения остаточных количеств гербицида (симазина).

Результаты опыта приведены в таблице 1.

Пример 2.

В 1 л жидкой культуры консорциума молочно-кислых бактерий (ВКПМ-5972) Sreptococcus thermophilus, Streptococcus bovis, Lactobacillus salivarius vac. salicinicus, Lactobacillus salivarius vac. salivarius, Lactobacillus acidophilus вносили 4 литра свежей молочной сыворотки, микроэлементы Zn, Mg, Mn, Cu, Fe, B, Se, в виде комплексонатов ОЭДФ, суммарно 6,0 г, поверхностно-активное вещество (лапрол) 30 г, карбамид 42 г, смесь бензоата натрия, аскорбоната, пропионата кальция - всего 24 г, измельченную ламинарию 60 г, 15 мг арахидоновой кислоты в виде спиртового раствора. После перемешивания в смесь снова вносили молочную сыворотку до 6 л готового препарата. Полученный препарат имел рН 3,9; препарат использовали для лабораторных и полевых опытов в качестве деструктора пестицидов и почвоулучшающего препарата. Лабораторный опыт проводили как описано в примере 1 по схеме: 4 (обозначение в таблице 1 результатов опытов): песок + симазин + среда с 10% сухого обрата. Инокулирование проводили полученным препаратом, как описано выше. Результаты опыта приведены в таблице 1.

Пример 3. Полевые опыты проводили на посадках картофеля. Участки, предназначенные для посадки картофеля, обрабатывали по следующей схеме:
1. Заявляемый препарат в дозе 1 л/га.

2. Nocardia - в дозе 1 л/га.

3. Arthobacter - в дозе 1 л/га.

4. Консорциум бактерий Sreptococcus thermaphilus, Streptococcus bovis, Lactobacillus salivarius vac. salicinicus, Lactobacillus salivarius vac. salivarius, Lactobacillus acidophilus (ВКПМ-5972) - в дозе 0,25 л/га.

5. Контроль - без внесения (почва без обработки препаратами.

В соответствии с технологией выращивания картофеля применяли для борьбы с сорняками симазин в дозе 4 кг/га и гексахлоран (ГХЦГ) для борьбы с колорадским жуком в дозе 0,4 кг/га. Каждые две недели отбирали пробу почвы и определяли остаточные количества пестицидов методом тонкослойной хроматографии (таблица 2), численность и видовой состав микробной популяции (таблица 3). Результаты опытов приведены в таблице 2. Таким образом установлено, что получен препарат, не только активно участвующих в деструкции пестицидов (на примере симазина и гексахлорана), но и одновременно стимулирующий почвенное плодородие.

Использованная литература
1. Добровольский Г.В., Гришина Н.А. Охрана почв. М., 1985, с.223.

2. Вербина А.В. Деградация микроорганизмами неприродных органических соединений в окружающей среде. Сборник "Итоги науки и техники", М., ВИНИТИ, 1978 г., т.7, с.65-105.

3. А.с. СССР 1759794, бюл.33, 07.09.92.

4. А.с. СССР 1597346, бюл.37, 07.10.90.

5. А.с. СССР 1406124, бюл.24, 06.88 г.

6. Е.З. Теппер, Максимова Е.Н., Тлас Фарзат К.С., Сборник "Микроорганизмы, их роль в плодородии почвы и охране окружающей среды". М., ТСХА, 1985 г., с.37-41.

Формула изобретения

1. Биологический деструктор пестицидов и стимулятор почвенного плодородия, содержащий микроорганизмы-деструкторы, отличающийся тем, что из микроорганизмов-деструкторов он содержит консорциум молочно-кислых бактерий Streptococcus thermophilus, Streptococcus bovis, Lactobacillus salivarius var. salicinicus, Lactobacillus salivarius var. salivarius, Lactobacillus acidophilus (ВКПМ-5972), выращенный на обрате с последующим внесением свежей молочной сыворотки и обогащением карбамидом, растительными полисахаридами, комплексонатами - промоторами деструкции пестицидов, стабилизаторами (консервантами) - аскорбатом, пропионатом кальция, бензоатом натрия, ненасыщенные жирные кислоты - предшественники простагландинов, ПАВ.

2. Биопрепарат по п. 1, отличающийся тем, что молочную сыворотку он содержит в количестве, в 4-6 раз превышающем объем исходной культуры консорциума молочно-кислых бактерий Streptococcus thermophilus, Streptococcus bovis, Lactobacillus salivarius var. salicinicus, Lactobacillus salivarius var. salivarius, Lactobacillus acidophilus (ВКПМ-5972).

3. Биопрепарат по п. 1 или 2, отличающийся тем, что из микроэлементов он содержит Zn, Mn, Mg, Cu, Fe, B, Se в форме комплексонатов в количестве 0,03-1,5% суммарно, ПАВ в виде лапрола или пропинола в количестве 5-15 г/л.

4. Биопрепарат по любому из пп. 1 - 3, отличающийся тем, что он содержит карбамид в количестве 0,7-3,0% и стабилизаторы - бензоат натрия, пропионат кальция и аскорбат в количестве 0,02-0,4%.

5. Биопрепарат по любому из пп. 1 - 4, отличающийся тем, что из растительных полисахаридов он содержит водоросли или их альгинаты, а из ненасыщенных жирных кислот-предшественников простагландинов - спиртовый раствор дериватов арахидоновой кислоты в количестве 1-3 мг/л препарата.

РИСУНКИ

Рисунок 1