Способ хранения бактериальных удобрений

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к производству и хранению бактериальных удобрений, и может быть использовано при возделывании бобовых трав и других сельскохозяйственных растений. Способ получения и хранения бактериальных удобрений включает выращивание материнской культуры, изготовление рабочей культуры, после чего осуществление инокуляции подготовленного торфа - массированное внесение жидкой культуры в торф. Согласно изобретению в органический носитель - переходный торф - вносят водный раствор селената натрия с тем, чтобы конечная концентрация селената натрия составила 1·10^-4 г/кг торфа. Способ позволяет существенно сократить процент гибели бактериальных клеток на носителе, повысить жизнеспособность и активность азотофиксаторов, перенесенных с питательной среды на органический носитель, и значительно увеличить сроки и диапазон температур хранения бактериального препарата. 5 табл.

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и касается вопросов производства и хранения бактериальных удобрений и может быть использовано при возделывании бобовых трав и других сельскохозяйственных растений.

Нерешенными проблемами производства и практического применения бактериальных препаратов в полевых условиях являются относительно низкая скорость размножения клубеньковых бактерий и их невысокая жизнестойкость при хранении и использовании. Содержащиеся в основном известном носителе - торфе - вещества фенольной природы оказывают неблагоприятное воздействие на клубеньковые бактерии, в результате чего процесс азотофиксации оказывается ослабленным.

Известно применение торфонавозного компоста в качестве органического носителя, причем полученную смесь, инокулированную бактериальной составляющей, инкубируют при перемешивании в течение 3-5 суток [патент РФ №2084431 6 С 05 F 11/08, 1997. Юдкин Л.Ю., Ковалев Н.Г., Хотянович А.В., Темнова О.В. Способ получения бактериального удобрения]. Недостатками указанных способов являются соответственно узость применения и, в последнем случае, высокая трудоемкость и затраты энергии.

Известен способ получения биоудобрений, где в качестве органического носителя используется сухой гранулированный куриный помет [патент РФ №2130005 С 05 F 11/08, 1999. Райманов И.Т., Алимова Ф.К., Ожиганова Г.У., Хабибуллин Р.Э., Крылова Н.И., Фаттахова А.Н. Способ получения биоудобрения]. Слабым местом указанного способа является высушивание и иммобилизация биомассы на сухом органическом носителе, что ставит под вопрос сроки хранения удобрения, а также, учитывая кислую реакцию носителя, требует корректирования рН, что подразумевает дополнительные манипуляции. Кроме того, указанный органический носитель сам по себе - ценное органоминеральное удобрение и не всегда является доступным для хозяйств.

Известен способ хранения культур микроорганизмов, предусматривающий использование водного раствора селената натрия [патент РФ №2185435 С 12 N 1/04, 2002. Ильин Д.Ю., Блинохватов А.Ф., Ильина Г.В., Иванов А.И. Способ хранения культур микроорганизмов]. Однако указанный способ предусматривает хранение культур на питательных средах, обогащенных минералами и источниками азота и углерода, а в случае хранения азотфиксирующих носителей используется переходный торф только в качестве носителя, но не питательной среды. Кроме того, объемы субстрата для хранения культур азотфиксирующих бактерий столь значительны, что не всегда возможно использование холодильника, что рекомендовано в описании указанного способа для хранения малообъемной посуды со средой, инокулированной бактериальной или грибной культурой.

Наиболее близким по технологической сущности является метод культивирования азотфиксирующих бактерий, предусматривающий выращивание маточной культуры бактерий на среде следующего состава: горох (отвар) 100,0 мл; глюкоза 10,0 г; (NH₄)₂SO₄ 1,0 г; КН₂PO₄·Н₂O 0,5 г; К₂HPO₄ 0,5 г; MgSO₄·7H₂O 0,3 г; СаСО₃ 1,0 г, затем изготовление рабочей культуры на среде, содержащей (г/л): глюкоза 20,0; кукурузный экстракт 10,0; дрожжевой экстракт 0,25; КН₂PO₄·Н₂O 0,5; К₂HPO₄ 0,5; MgSO₄·7H₂O 0,3; СаСО₃ 1,0, после чего осуществление инокуляции подготовленного торфа - массированное внесение жидкой культуры в торф [Хотянович А.В. Методы культивирования азотфиксирующих бактерий, способы получения и применения препаратов на их основе (Методические рекомендации) Ленинград, 1991]. Недостатками данного метода являются риск угнетения культуры при использовании солей К, Mg, Са; при нарушениях в системе аэрации и даже при незначительном изменении реакции среды, а также узкий диапазон температур хранения культур.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение жизнеспособности и активности бактериальной составляющей удобрений на органическом носителе и увеличение сроков хранения биопрепарата при снижении материальных затрат. Это достигается тем, что в ходе культивирования азотфиксирующих бактерий способом, включающим выращивание материнской культуры, затем изготовление рабочей культуры, после чего осуществление инокуляции подготовленного торфа - массированное внесение жидкой культуры в торф, согласно изобретению в органический носитель - переходный торф - вносят водный раствор селената натрия с тем, чтобы конечная концентрация селената натрия составила 1·10^-4 г/кг торфа.

Содержащийся в веществе микроэлемент селен способен увеличивать активность практически всех звеньев антиоксидантной системы микроорганизмов, лимитирующей жизнедеятельность, без негативного воздействия на ферментативный аппарат. Это позволяет существенно сократить процент гибели бактериальных клеток на носителе, повысить жизнеспособность и активность азотофиксаторов, перенесенных с питательной среды на органический носитель, но и значительно увеличить сроки и диапазон температур хранения бактериального препарата.

Другим признаком, выгодно отличающим предлагаемый способ от известных, является то, что использование сверхнизких доз селеновой соли не требует значительных экономических затрат, так как используемое количество вносимого вещества (селенат натрия) очень мало.

Пример.

Для выращивания маточной культуры готовят жидкую питательную среду следующего состава: горох (отвар) 100,0 мл; глюкоза 10,0 г; (NH₄)₂SO₄ 1,0 г; КН₂PO₄·Н₂O 0,5 г; К₂HPO₄ 0,5 г; MgSO₄·7H₂O 0,3 г; СаСО₃ 1,0 г, которую разливают по 200 мл в колбы емкостью 750 мл и стерилизуют при обычном режиме. Затем смывы с пробирок со штаммом определенных видов бактерий помещаются в жидкую питательную среду. Колбы помещаются в качалку на двое суток до достижения в них определенного титра бактериальных клеток. Культуральная жидкость из колб затем помещается в рабочие бутыли емкостью 5 - 10 л, наполненные питательной средой, включающей глюкозу 20,0; кукурузный экстракт 10,0; дрожжевой экстракт 0,25; (NH₄)₂SO₄ 1,0; КН₂PO₄·Н₂O 0,5; К₂HPO₄ 0,5; MgSO₄·7H₂O 0,3; СаСО₃ 1,0, которые также отправляются на двое суток на качалку. Тем самым получается концентрированная суспензия бактериальных клеток, которая затем вносится в органический носитель. В качестве субстрата-носителя для готовых удобрений используется просеянный переходный торф, рН которого доводится до 7,2 единиц. Для приготовления готового препарата на 60 кг торфа берется: культуральной жидкости (рабочая культура) 8 л, мелассы 3,6 кг. Влажность препарата 55-60%. Метод приготовления препаратов - нестерильный.

Для решения поставленной задачи в момент приготовления торфяной смеси вносится селенат натрия с тем расчетом, чтобы его конечная концентрация составила 1·10^-4 г/кг субстрата. Готовая продукция запаковывается в полиэтиленовые пакеты и мешкотару. Срок хранения готового бактериального удобрения согласно регламенту 4 месяца.

При внесении соединения селена в органический носитель - торф - контрольный титр препарата на 10-е сутки превысил контрольные показатели на 28,1-47,4% (табл.1), что свидетельствует о легировании защитных систем бактериальных клеток.

По истечении регламентированного срока хранения бактериальных препаратов (4 месяца) в контрольных образцах отмечалось резкое снижение титра, а соответственно, и активности препарата, однако в опытных вариантах, на обогащенном селеном органическом носителе титр оставался приемлемым, даже при значительных колебаниях температур хранения (табл. 2).

Обогащение органического носителя для симбиотических азотофиксаторов солью селена стимулирует процесс образования клубеньков и продукцию биомассы растений, как это показано в экспериментах на яровой вике, горохе (табл. 3,4).

Урожайность при инокуляции семян гороха ризоторфином (контроль) увеличилась на 0,28 т/га, ризоторфином, обогащенным соединением селена, - на 0,40 т/га (табл.5). В конечном итоге, экономическая выгода применения бактериальных удобрений, содержащих в составе органического носителя низкомолекулярное соединение селена, достоверна и составляет 1331,01 руб./га условного чистого дохода.

На обогащенном селеном органическом носителе по истечении регламентированного срока хранения титр бактерий остается приемлемым, даже при колебаниях температур хранения, выходящих за пределы регламента. Обогащение органического носителя для симбиотических азотофиксаторов солью селена стимулирует процесс образования клубеньков и продукцию биомассы растений.

Экономическая выгода применения бактериальных удобрений, содержащих в составе органического носителя низкомолекулярное соединение селена, достоверна и составляет 1331,01 руб./га условного чистого дохода.

Таблица 1
Титр препарата на 10-е сутки после инокуляции (млрд. клеток в 1 г препарата)
Препарат	Переходный торф	Переходный торф + селенат натрия
Агрофил	66,45	88,5±3,4
Отклонение от контроля, %	-	28,1-38,3
Ризоторфин	6,85	9,8±0,3
Отклонение от контроля, %	-	35,7-47,4
Таблица 2
Титр препаратов (млрд. кл. в 1 г) после 4 месяцев хранения при различных температурах на обогащенном селенатом натрия (10-4 ) носителе
Препарат	Температура
	+2 - +5°С	+20 - +22°С
Опыт	Контроль	Опыт	Контроль
Ризоторфин	3,75	4,16	-	1,13
Ризоагрин	3,48	3,75	-	1,24
Таблица 3
Количество клубеньков у бобовых растений при внесении бактериальных удобрений с обогащенным селенатом натрия в концентрации 10-4 органическим носителем, шт. на 1 растение
Вид растения, фазы	Варианты опыта
Контроль (без обработки)	Ризоторфин	Ризоторфин + селен
Горох, фаза цветения	90	130	170
фаза образования бобов	130	210	260
Яровая вика, фаза цветения	120	170	230
фаза образования бобов	220	300	370

Способ хранения бактериальных удобрений, включающий выращивание материнской культуры, изготовление рабочей культуры, после чего осуществление инокуляции подготовленного торфа - массированное внесение жидкой рабочей культуры в торф, отличающийся тем, что в органический носитель - переходный торф - вносят водный раствор селената натрия с тем, чтобы конечная концентрация селената натрия составила 1·10^-4 г/кг торфа.