Способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано в растениеводстве для стимулирования роста и повышения урожайности сельскохозяйственных растений. Способ предусматривает предпосевную обработку семян водным раствором культуральной жидкости штамма Bacillus subtilis В-11473 при разбавлении 1:1000-3000 и при расходе водного раствора 10 л на 1 т семян. Изобретение позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных растений. 10 табл., 10 пр.

 

Изобретение относится к области биотехнологии и сельского хозяйства и может быть использовано в растениеводстве для предпосевной обработки семян с целью стимулирования роста и повышения урожайности сельскохозяйственных растений.

Химические методы и химические средства регулирования роста растений наносят определённый вред не только сельскому хозяйству, но и экологии, так как химические вещества накапливаются в почвах, загрязняют пищевые продукты и окружающую среду. Многие из применяемых на практике химических препаратов являются высокоопасными и токсичными для человека. Поэтому важным аспектом являются микробиологические методы стимулирования роста и развития растений, которые не оказывают вредного воздействия на полезные организмы.

Микроорганизмы рода Bacillus широко распространены в природе и встречаются повсеместно - в воде, воздухе, в почве и пищевых продуктах, а также в организме человека и животных. Они обладают целым рядом ценных свойств: продуцируют множество различных ферментов, аминокислот, белков, витаминов, антибиотиков, нуклеотидов. Представители этого рода характеризуются высокой приспособляемостью к условиям внешней среды и способностью образовывать споры. Подавляющее большинство бактерий рода Bacillus безвредны для теплокровных даже в высоких концентрациях; технологичны в производстве, стабильны при хранении, экологически безопасны.

В сельском хозяйстве применяют различные вещества для увеличения урожайности. Одним из основных способов повышения продуктивности

растений служит использование минеральных удобрений. Этот процесс трудоёмок и связан с необходимостью применения больших количеств дорогостоящих удобрений. Кроме того, передозировка минеральных удобрений способствует состоянию физиологической депрессии растений, что отрицательно сказывается на урожайности. Большие дозы нитратов приводят к чрезмерному развитию вегетативной массы и полеганию растений. Вместе с тем, возможно накопление нитратов в пищевых продуктах растениеводства, что отрицательно сказывается на здоровье людей.

В целях повышения урожайности в сельском хозяйстве находят применение синтетические регуляторы роста растений, что не всегда экологически безупречно. При их использовании часто возникают цитогенетические эффекты с увеличением доли аберрантных анафаз и возможностью сохранения цитогенетического эффекта в следующем семенном поколении. Это может приводить к утрате генофонда растений, что существенно ограничивает использование синтетических регуляторов роста растений. В последнее время появляется всё больше сообщений о генномодифицированных (ГМО) растениях, обладающих повышенной урожайностью, повышенной засухоустойчивостью, устойчивостью против болезней. Однако ГМО растения вызывают справедливые протесты у экологической общественности в связи с возможными генетическими рисками, ввиду недостаточной изученности последствий употребления в пищу урожая этих растений.

Поэтому большой интерес представляет использование для увеличения продуктивности сельскохозяйственных растений природных регуляторов роста растений. К числу подобных веществ относятся фитогормоны, которые содержатся в самих растениях. Применение фитогормонов не связано напрямую с получением пищевых продуктов, они малотоксичны. Это делает их полностью безопасными.

Известно, что при прорастании семян из-за внешних стрессовых воздействий потери урожая в зависимости от ботанических особенностей могут достигать 20%. Поэтому очень важно уделять большое внимание запуску ростовых процессов. Чем более развита корневая система растения, тем больше оно может получать питательных веществ, следовательно, имеет большие возможности для реализации генетического потенциала. В итоге это приводит к увеличению урожайности.

Из патентных публикаций известно достаточно большое количество стимуляторов роста растений. Для анализа уровня техники представлены патентные источники, в которых описаны способы стимулирования роста и повышения урожайности сельскохозяйственных растений с использованием бактерий рода Bacillus, штаммы бактерий рода Bacillus, обладающие ростостимулирующей активностью, и биопрепараты на их основе.

Имеется немало патентов, в которых бактерии Bacillus subtilis позиционируются как обладающие ростостимулирующей активностью, хотя таковыми не являются. Так, например, штамм Bacillus subtilis БАГ-65, входящий в состав препарата для защиты растений от возбудителей сельскохозяйственных культур и винограда с ростостимулирующим эффектом. Действие штамма направлено фактически против грибных и бактериальных заболеваний сельскохозяйственных культур, а не на стимулирование роста, поэтому приводит к увеличению урожайности (точнее сохранению урожайности) за счёт снижения развития фитопатогенов, угнетающих жизненные процессы растений. (Патент РФ № 2313941, A01N 63/02, C12N 1/20, 2008 г.).

В патенте РФ № 2428009 (A01N 63/00, C12N 1/20, 2011 г.) описан способ повышения урожайности огурцов в зимней теплице путём капельного орошения корней рассады микробным препаратом, содержащем в равных соотношениях штаммы бактерий Bacillus subtilis ТНП-3 и Bacillus subtilis ТНП-5 в концентрации 1 млрд. КОЕ/мл. В результате масса одного плода

увеличивается на 13,64%, урожайность повышается на 30,5%, товарность плодов - на 65,1%, вкусовые качества плодов на - 0,2 балла.

Необходимо отметить, что урожайность огурцов в этом случае повышается (сохраняется на высоком уровне) не за счёт ростостимулирующей активности штаммов, а за счёт снижения заболеваемостью аскохитозом и корневой гнилью, то есть благодаря фунгицидной активности штаммов.

К числу недостатков данного способа следует отнести то, что он используется для повышения урожайности только огурцов в зимней теплице, то есть имеет узкую область применения.

В патенте РФ № 2477596 (А01С 1/00, A01N 63/00, C12N 1/20, 2013 г.) описан способ стимуляции роста и защиты ягодных культур от болезней, вызываемых грибными патогенами, обработкой биопрепаратом в жидкой форме. В качестве биопрепарата используют смесь штаммов бактерий Bacillus subtilis ВКПМ В-10641; Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-10642, Bacillus licheniformis ВКПМ В-10561 и Bacillus licheniformis ВКПМ В-10562 с титром каждого штамма не менее 105 КОЕ/мл в виде водной суспензии.

Штамм Bacillus subtilis ВКПМ В-10641 обладает бактерицидной, фунгицидной и вирулицидной активностью, штаммы Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-10642, Bacillus licheniformis обладают бактерицидной и фунгицидной активностью, то есть стимуляция роста ягодных культур происходит в результате уничтожения грибных патогенов, ингибирующих рост растений.

В результате общая биомасса 1 растения земляники увеличивается в 1,7-1,8 раза; биомасса корневой системы растений в 1,4-1,5 раза; длина надземной части в 1,2-1,4 раза; длина корневой системы на 14-21%. Прирост биомассы 1 растения облепихи увеличивается на 33-34%, удлинение прироста надземной части на 20-22%, удлинение корневой системы на 26-34%. Биомасса смородины увеличивается на 54,1%, прирост главного побега - в 1,4 раза, длина корневой системы - на 14-20%.

Недостатками данного способа стимуляции роста являются: биопрепарат состоит из 4-х штаммов, каждый из которых требует свои условия выращивания, что усложняет технологию получения биопрепарата; ограниченная область применения, способ предложен только для 3-х видов ягодных культур.

Известен способ предпосевной обработки семян овощных культур биофунгицидным препаратом, содержащим штамм споровой бактерии "Bacillus subtilis Ч-13" (Патент РФ № 2140138, А01С 1/06, 1999 г.). Семена овощных культур обрабатывают препаратом в соотношении 30-130 г препарата на 1 кг семян, в зависимости от вида семян. Семена после обработки препаратом подсушивают при температуре не более 55°С до влажности семян не менее 12%.

Штамм бактерии "Bacillus subtilis Ч-13" обладает четко выраженным антибиотическим действием относительно всех основных фитопатогенных грибов: фузарий, ризоктоний, вертицилла, обитающих в почве или на поверхности семян. Ускорение всхожести семян и повышение урожайности достигается благодаря защите овощных культур от инфекционных болезней путем предпосевной обработки их семян.

При этом способе обработки всхожесть семян капусты увеличилась на 10%, моркови - на 4%, свёклы - на 20%, огурцов - на 4%.

Недостаток данного способа: значительный расход препарата (30-130 г на 1 кг семян); ограниченная область применения (только овощные культуры).

В приведённых патентах-аналогах проявление ростостимулирующего действия штаммов Bacillus subtilis является результатом фунгицидного и бактерицидного воздействия этих штаммов, то есть происходит не прямое стимулирование развития растений, а создание для них благоприятных условий за счёт подавления почвенных фитопатогенов.

Другие бактерии рода Bacillus запатентованы в качестве стимулятора роста сахарной свёклы, хотя более правильно было бы их отнести к

биологическим удобрениям, поскольку представляют собой штаммы, делающие доступным фосфор для питания растений: при нормальном фосфорном обеспечении эти штаммы не смогут стимулировать рост растений. Так, например, в патенте РФ № 2035507 (C05F 11/08, C12N 1/20, 1995 г.) заявлен штамм бактерий Bacillus polymyxa ВНИИСХМ В-324Д для производства стимулятора роста сахарной свёклы. Предложенный штамм является фосформобилизирующим штаммом, он активно растворяет трикальцийфосфат почвы, обеспечивая доступность фосфора растениям, что приводит к увеличению урожайности и сахаристости корнеплодов. Штамм на 0,35-0,54% улучшает фосфорное питание растений, в несколько раз снижает заболеваемость растений «корнеедом», на 14-17% повышает урожайность и на 0,3-0,6% сахаристость корнеплодов сахарной свёклы.

Недостатком является ограниченная область применения, штамм предназначен только для сахарной свёклы.

Другим примером микроорганизмов, заявленных для увеличения урожайности, являются штаммы азотфиксирующих бактерий. Этот вид бактерий фактически является не стимулятором, а лишь снабжает растения одним из элементов питания, а именно азотом. Поэтому эти микроорганизмы не оказывают прямого ростостимулирующего действия при достаточном фоновом обеспечении подвижным азотом.

В патенте РФ № 2295562 (C12N 1/20, A01N 63/00, 2007 г.) предложен штамм ризосферных бактерий Bacillus spp. Кr-083 в качестве средства для защиты растений от фитопатогенных микроорганизмов и стимуляции их роста. Заявленный штамм обладает азотфиксирующими свойствами, оказывающими влияние на стимуляцию роста растений. Азотфиксация - это включение азота воздуха в соединение, доступное для использования растениями. Концентрация (количество жизнеспособных клеток и спор) штамма бактерий Bacillus spp. KR-083 для его эффективного использования в

составе различных биопрепаратов должна составлять 106-108 клеток в 1 мл культуральной жидкости. Инокуляция посевного материала и обработка

всходов штаммом бактерий Bacillus spp. KR-083 способствует увеличению урожайности овощей на 15-32%.

Ростостимулирующая активность штамма показана только для овощных культур, то есть штамм имеет ограниченную область применения.

Известна ассоциация бактерий для получения биопрепарата, повышающего плодородие почвы и оздоравливающего её, обладающего противогрибковыми и стимулирующими рост растений свойствами (Патент РФ № 2314693, A01N 63/02, C12N 1/20, 2008 г.). Ассоциация включает штаммы бактерий Bacillus amyloliquefaciens 30-40, Bacillus subtilis K-4, Bacillus subtilis Be-12. Штамм Bacillus amyloliquefaciens 30-40 (BKM B-2432D) обладает азотфиксирующей активностью. Штамм Bacillus subtilis K-4 (BKM B-2430D) обладает широким спектром ферментативной и фунгицидной активностей. Штамм бактерии Bacillus subtilis Be-12 (BKM B-2431D) продуцирует вторичные метаболиты, относящиеся к гексаенам (соединениям с шестью сопряженными двойными связями), - фунгициды в количестве 100 мг/л - 200 мг/л, а также способен переводить нерастворимые соединения фосфорной кислоты в растворимое состояние - форму, доступную для растений.

Штаммы Bacillus subtilis K-4 и Bacillus amyloliquefaciens 30-40 также синтезируют соединения группы гексаенов. Таким образом, основными свойствами бактерий ассоциации являются: азотфиксирующая, фосфорилирующая, аммонифицирующая, гидролитическая и фунгицидная активности.

В результате применения биопрепарата на озимой пшенице высота растений в фазе выхода в трубку была выше в среднем на 7-10,6 см; масса зерна возросла на 24,6-28,9%; урожайность увеличилась на 3,8-4,9 ц/га.

Недостатком данного препарата является его сложный трёхкомпонентный состав. Ростостимулирующая активность показана только на озимой пшенице.

Другим примером повышения продуктивности растений является использование эндофитных микроорганизмов. Эндофиты образуют стабильные ассоциации с растением. В функции эндофитов входит синтез фитогормонов, биоконтроль фитопатогенов, иммобилизация фосфатов, азотфиксация. В результате микроорганизмы-эндофиты выполняют многие функции для растения: обеспечивают их азотное и фосфорное питание, защиту от фитопатогенов и вредителей, адаптацию к стрессам и регуляцию развития. Эндофиты сами снабжают растение гормонами роста.

Так в патенте РФ 2495119 (C12N 1/20, C12R 1/125, A01N 63/00, 2013 г.) заявлен штамм бактерий Bacillus subtilis 8А в качестве средства повышения продуктивности растений и их защиты от фитопатогенных микроорганизмов. Штамм эндофитных бактерий Bacillus subtilis 8А обладает фунгицидной активностью против фитопатогенных грибов, фитопатогенных бактерий и фитостимулирующим эффектом по отношению к различным сельскохозяйственным культурам (например, яровая и озимая пшеница, лен, подсолнечник). Ростостимулирующая активность заявляемого штамма эндофитных бактерий Bacillus subtilis 8А вызвана способностью создавать с растением микробно-растительную систему путем колонизации эндофитными бактериями корневой системы и внутренних тканей (ризосферы) растения.

В результате испытания штамма средняя длина корня салата увеличилась на 15 мм, средняя длина зелёной части ростка - на 3 мм. Прибавка урожая зерна яровой пшеницы составила 32,8% без внесения минеральных удобрений, 14,7-25,0% - при внесении минеральных удобрений. Прибавка урожая семян льна составила 24,4%, семян подсолнечника - 42,7%.

Однако применение эндофитных микроорганизмов может ограничиваться географическими рамками, местным климатом и условиями окружающей среды.

Другой пример стимулирования роста основывается на создании биопрепарата, включающего в качестве одного из компонентов бактерии рода Azotobacter. Известно, что бактерии рода Azotobacter являются эффективными стимуляторами роста для разных видов растений, что объясняется их способностью фиксировать молекулярный азот и улучшать азотное питание, продуцировать витамины, стимуляторы роста и антибиотики, угнетающие развитие фитопатогенных грибов. Например, в патенте РФ № 2302114 (А01N 63/00, C12N 1/20, 2007 г.) заявлен препарат «Экстраган» для стимуляции роста и защиты растений от болезней. Препарат содержит штаммы микроорганизмов Bacillus mycoides var. В.А. и Azotobacter vinelandii var. НП с титром клеток (0,8-1,2)**108 кл/мл, взятых в соотношении (1,8-2,2):1, в количестве 25-30% массовых; гуматы - 8-12%) массовых; микроэлементы - 0,02-0,08%) массовых; и воду - остальное. Штамм Bacillus mycoides var. В.А. обладает фунгицидной, бактерицидной активностью. Штамм Azotobacter vinelandii var. НП обладает ростостимулирующей активностью. Гуматы представляют собой смесь высокомолекулярных гуминовых кислот и низкомолекулярных органических кислот (аминокислот, щавелевой, лимонной и др.). В качестве микроэлементов используют металлы (железо, марганец, цинк, медь и др.) и их комплексные соединения. Препарат обладает стимулирующим действием благодаря содержанию в готовом препарате комплекса физиологически активных веществ и стимуляторов роста растений, которые образуются в процессе роста культур Bacillus mycoides var. В.А. и Azotobacter vinelandii var. НП. Azotobacter vinelandii var. НП - не только продуцент стимуляторов роста растений, но и активатор фунгицидной активности Bacillus mycoides var. В.А.

Действие препарата заключается в том, что микроорганизмы, входящие в состав препарата, увеличивают поглотительную активность корней, синтезируют ростовые и физиологически активные вещества и образуют соединения, снижающие активность фитопагогенных микроорганизмов.

Применение препарата повышает урожайность подсолнечника на 1,6 ц/га, пшеницы - на 4,2 ц/га.

Недостатком препарата является узкая область применения (подсолнечник, пшеница).

Другой пример стимулирования роста, повышения урожайности растений основывается на прямом воздействии штамма на растение, собственной способности культуры рода Bacillus продуцировать фитогормоны. Например, штамм Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-11008 обладает собственной способностью продуцировать физиологически активные вещества - природные аналоги гиббереллинов, ауксинов, цитокининов и выделять их в культуральную жидкость при выращивании культуры и в окружающую среду при интродукции, чем и объясняются стимулирующие свойства биопрепарата. Штамм Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-11008 входит в состав биопрепарата для стимуляции роста и защиты растений от болезней, повышения урожайности и почвенного плодородия. (Патент РФ № 2478290, A01N 63/02, А01С 1/06, C12N 1/20, 2013 г.). Препарат содержит 99,0% объёмных штамма Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-11008 с титром вегетативных клеток и спор 1,24-1,30**1010 КОЕ/мл и содержанием спор 94% от общего количества КОЕ и 1,0% объёмных гуматов.

Гуматы (натриевые и калиевые соли гуминовых кислот) служат для сохранения жизнеспособности и стабилизации микробной биомассы, а также увеличения адсорбционной способности клеток и спор при обработке семян и вегетирующих растений.

Применение биопрепарата увеличивает всхожесть семян яровой пшеницы на 19%, энергию прорастания - на 10%, биомассу наземных проростков - на 29%, биомассу корневых проростков - на 47%.

Применение биопрепарата на ячмене увеличивает массу 1000 зёрен на 14,2%, число продуктивных стеблей на 11,3%, озернённость колосьев на 6,6%, содержание белка в зерне на 11,4%, урожайность зерна на 29,8%.

К недостатку данного биопрепарата можно отнести ограниченную область применения (только 2 зерновые культуры: пшеница, ячмень).

Известен способ выращивания растений, включающий обработку семян растений перед их посевом и растения в период вегетации биопрепаратом в жидкой форме. В качестве биопрепарата используют смесь штаммов бактерий В. subtilis ВКПМ В-10641, В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642 и В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 с титром не менее 106 КОЕ/мл в виде водной суспензии (Патент РФ № 2481760, А01С 1/06, А01N 63/02, C12N 1/20, 2013 г.).

Для повышения урожайности растений семена обрабатывают из расчета 2 мл водной суспензии биопрепарата на тонну семян, а внекорневую обработку растений осуществляют из расчета 2 мл водной суспензии биопрепарата на гектар посевов.

В результате обработки семян яровой пшеницы водной суспензией штаммов В. subtilis ВКПМ В-10641; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 урожайность яровой пшеницы увеличилась на 13,8-25%, содержания сырой клейковины в зерне - на 2-6%. Урожайность повысилась за счет обеспечения защиты яровой пшеницы в период вегетации от грибных болезней.

К недостаткам данного способа следует отнести его применение только на одной культуре, что сужает область использования. В состав биопрепарата входят 3 штамма, что осложняет и удорожает приготовление биопрепарата.

Технической задачей изобретения является разработка экологически безопасного способа предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений, упрощение способа приготовления биопрепарата, расширение области использования биопрепарата.

Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемого изобретения, заключается в эффективной стимуляции роста и повышении урожайности сельскохозяйственных растений, в расширении ассортимента экологически безопасных

биологически активных веществ, обладающих ростостимулирующей активностью.

Техническое решение задачи достигается путём предпосевной обработки семян культуральной жидкостью штамма Bacillus subtilis IS-10.

Во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) штамм Bacillus subtilis IS-10 депонирован под номером Bacillus subtilis B-11473.

Штамм Bacillus subtilis B-11473 характеризуется следующими признаками.

Культуральные признаки: на мясопептонном агаре после 24 ч инкубации в термостате при температуре 35°С образует плоские, сухие колонии с характерно белым зернистым налетом. Диаметр - 2,7 мм. Края слегка изрезаны.

Морфологические признаки: Прямые подвижные палочковидные бактерии разной длины размером 0,9-1,7 - 3,5-5,7 мкм, расположенные одиночно, парами, цепочками. Подвижные жгутики расположены перитрихально. Окраска молодой культуры по Граму - положительная. Образует споры.

Физиолого-биохимические свойства: Тип дыхания - аэробный. Продуцирует фитогормоны: зиатин, изопентиладенин, изопентиладенозин, зеатинрибозид, зеатиннуклеотид, индолиуксусную кислоту, абсцизовую кислоту. Гидролизует глюкозу, лактозу. Не сбраживает сахарозу, сорбит.

Штамм Bacillus subtilis B-l 1473 выращивают на доступной питательной среде, состоящей из (г/л): масопептонный агар - 5,0; пептон - 15,0; хлористый натрий - 5,0; агар - 15,0; вода дистиллированная - 1,0 л. Температура культивирования 35±1°С. Время культивирования 3 суток. При

глубинном культивировании количество подаваемого воздуха 30-60м3/1м3 в час. Частота вращения мешалки 150-170 мин-1.

Штамм может храниться в лиофилизированном состоянии в запаянных ампулах, а также на скошенном агаре в пробирках при температуре 4-5°С с периодическим пересевом 2 раза в год.

Продукт, продуцируемый штаммом, - фитогормоны: зеатин, зеатинрибозид, зеатиннуклеотид, изопентиладенозин, изопентиладенин, индолилуксусная кислота, абсцизовая кислота идентифицированы с помощью метода твердофазного иммуноферментного анализа.

Штамм относится к микроорганизмам, непатогенным для человека, не требует специальных мер предосторожности.

Для предпосевной обработки семян используют культуральную жидкость штамма, разбавленную в 1000-3000 раз водой, (далее биопрепарат) при расходе рабочей жидкости 10 литров на тонну семян.

Биопрепарат эффективен в малых дозах при предпосевной обработке семян. Может применяться как для обработки семян при выращивании зерновых, зернобобовых, технических и овощных культур, так и для опрыскивания вегетативных частей растений, в том числе в составе внекорневых подкормок.

Биопрепарат содержит при необходимости целевые добавки -микроэлементы, аминокислоты, углеводы, соли органических и неорганических кислот или их смеси, а также ингредиенты, повышающие защитные силы растений, антистрессовые добавки, адсорбционные свойства биопрепарата.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, но не ограничивается ими.

Испытания биопрепарата проводили как в вегетационных, так и в полевых опытах.

Опыты по влиянию культуральной жидкости штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ В-11473) проводили в оранжерейных условиях. Почва -выщелоченный чернозём.

14

Влияние биопрепарата на проращивание семян испытуемых растений проводили в вегетационных сосудах ёмкостью 10 дм3. Интенсивность освещения на уровне почвы не менее 20 кЛк в пасмурную погоду. Фотопериод 16 часов в сутки. Влажность почвы поддерживалась на уровне 70% от полной влагоёмкости почвы.

Пример 1.

Семена сои сорта «Аннушка» обрабатывали полувлажным способом культуральной жидкостью штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ B-11473), разбавленной водопроводной водой в 3000 раз. Норма расхода рабочей жидкости 10 литров на тонну семян.

Контролем служили семена сои, обработанные полувлажным способом из расчёта 10 литров воды на тонну семян.

Семена сои проращивались в теплице с регулируемым климатом при температуре 20+1°С в течение 3-х суток. Через указанное время проростки отмывали от почвы и измеряли длину корневой системы и надземной части. Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Пример 2. Семена короткозёрного риса сорта «Лиман» (подвид japonica) замачивали в растворе культуральной жидкости при её разведении водой в соотношении 1:3000 в течение 1 часа при комнатной температуре. Через 17, 24, 31, 38 суток проростки риса отмывали от почвы и взвешивали массу корневой системы и надземной части. В качестве критерия стимуляции корневой системы использовали отношение массы корневой системы к массе

15

надземной части растений (вегетативный индекс). Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Средний вегетативный индекс при выращивании короткозерного риса сорта «Лиман» за 38 суток в опыте превышает контроль в 3,02 раза.

Пример 3.

Чтобы убедиться, что на стимуляцию роста оказывают именно метаболиты штамма IS-10, а не сам штамм, культуральную жидкость стерилизовали при 121°С в течение 1 часа. Стерилизованную культуральную жидкость разбавляли водой в 3000 раз и замачивали при комнатной температуре семена длиннозёрного риса сорта IR-64 (подвид indica) в течение 2 часов. Контролем служило замачивание семян риса в течение 2-х часов в водопроводной воде. Через 17, 24, 31, 38 суток отмывали ростки риса от почвы и определяли вегетативный индекс. Результаты испытаний представлены в таблице 3.

Опыт 1* - нативный раствор (водная фаза культуральной жидкости), разбавленный в 3000 раз.

Опыт 2* - культуральная жидкость после стерилизации при 121°C в течение 1 часа, разбавленная в 3000 раз.

Как видно из полученных результатов, средний вегетативный индекс 38-суточных ростков риса при замачивании семян стерилизованной культуральной жидкостью, разбавленной в 3000 раз, превышает в 2,86 раз контроль.

Таким образом, ростостимулирующее действие оказывают именно метаболиты. Некоторое снижение стимулирующего действия препарата после стерилизации объясняется термолабильностью фитогормонов при этой температуре.

Пример 4.

Пример 4.

После выращивании штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ B-11473) культуральную жидкость стерилизовали при 121°С и разбавляли водой в 1000 раз и замачивали этим раствором в течение 30 минут семена подсолнечника сорта «Люкс», огурцов сорта «Кураж» F1, капусты пекинской. После замачивания семена высаживали в вегетативные сосуды. Семена проращивались при температуре 25±1°С в течение 3-х суток. Корни проростков отмывали от почвы, после чего измеряли их длину. Длину проростков опытных растений сравнивали с длиной проростков контрольной группы, семена которых замачивали в воде.

Результаты опытов представлены в таблице 4.

Представленные данные свидетельствуют о положительном влиянии на стимуляцию роста корней подсолнечника, огурцов и пекинской капусты.

Пример 5.

Короткозёрный рис сорта «Лиман» замачивался рабочей жидкостью, приготовленной из культуральной жидкости штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ B-11473), разбавленной в 2000 раз (вариант 1). Во 2-ом варианте в рабочую жидкость добавлена аминоуксусная кислота в количестве 2 мг/л. В 3-ем варианте в рабочую жидкость добавлен калий азотнокислый в количестве 0,039 г/л. В 4-ом варианте в рабочую жидкость добавлена аммониевая соль 1-оксибензойной кислоты в количестве 1,4 мг/л. В 5-ом варианте в рабочую жидкость добавлена калиевая соль пропионовой кислоты в количестве 4 мг/л. Семена риса замачивались в указанных растворах в течение 6 часов, высаживались в вегетационные сосуды и проращивались при 26±1°С в течение 10 суток. Контролем служили семена риса, которые замачивались в воде и проращивались в аналогичных условиях. Результаты опытов представлены в таблице 5.

Пример 6. Семена сои сорта Аркадия Одесская обрабатывались культуральной жидкостью штамма IS-10 (ВКПМ В-11473), разбавленной водой, с добавлением микроэлементов и солей органических кислот и высаживались в почву с влажностью 22,17%. Норма расхода рабочей жидкости 10 л на тонну семян. Контрольная группа семян сои обрабатывалась водой с такой же нормой расхода. Сосуды с контрольной и опытной группами выдерживались в течение 3-х суток при температуре 27±1°С.

Семена сои обрабатывались культуральной жидкостью, разбавленной водой в 5000 раз (вариант 1). В 2-ом варианте в рабочую жидкость добавлен молибдат аммония в количестве 0,008% масс. В 3-ем варианте в рабочую жидкость добавлен натрий тетраборнокислый в количестве 0,002% масс. В 4-ом варианте в рабочую жидкость добавлен молибдат аммония в количестве 0,006% масс. и динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты. В 5-ом варианте в рабочую жидкость добавлена глюкоза в количестве 0,001% масс. В 6-ом варианте в рабочую жидкость добавлена аминоуксусная кислота в количестве 0,014% масс.

Результаты измерения длины корней и стеблей представлены в таблице 6.

Пример 7.

Полевые опыты на редисе (сорт «Карбона») проводились мелкоделяночным способом. Размер делянок 1,2x1,4 метра. Повторность опыта шестикратная. Семена редиса замачивались в течение 40 минут в культуральной жидкости при культивировании штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ B-l 1473) после её разбавления в воде в 1000 раз. Семена редиса высевались на глубину 1-1,5 см. Урожай снимали через 27 суток после посева.

Результаты опыта представлены в таблице 7

Пример 8.

Полевые опыты на горохе (сорт «Изумруд») проводились на делянках размером 1,2x1,5 метра. Повторность опыта шестикратная. Замачивание семян гороха проводили в течение 50 минут в культуральной жидкости

штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ B-l 1473), разбавленной водой в 1500 раз. Контрольный опыт проводили с семенами гороха, замоченными в воде в течение 50 минут. Посев семян проводился на глубину 1,5-2,0 см.

Результаты опыта представлены в таблице 8.

.

Пример 9.

Полевые опыты с семенами льна (сорт «Северный») проводились на грядках размером 1,2x2,5 метра. Повторность опытов четырёхкратная. Семена льна в течение 30 минут замачивали водой (контроль) и культуральной жидкостью штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ B-11473) -(опыт). Для равномерного посева семена льна смешивались с сухим речным песком. Посев проводился на глубину 1-1,5 см. Результаты опыта представлены в таблице 9.

Пример 10.

Полевые опыты на яровой пшенице (сорт Московская 35) проводились в сезон 2012 года. Засев пшеницы был проведён в 4 ряда по 6 микроделянок размером 1,2x1,4 метра. Семена пшеницы замачивались в течение 1 часа в

воде (контроль) и в культуральной жидкости штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ B-l 1473), разбавленной водой в 3000 раз (опыт). Перед посадкой семена подсушивались при температуре не выше 40°С.

В 1-ом опыте семена обрабатывались культуральной жидкостью штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ B-11473), разбавленной водой в 3000 раз. Во 2-ом опыте в рабочую жидкость добавлен молибдат аммония в количестве 0,006% масс. и динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты. В 3-ем опыте в рабочую жидкость добавлена аминоуксусная кислота в количестве 0,014% масс. В 4-ом опыте в рабочую жидкость добавлен молибдат аммония в количестве 0,008% масс. В 5-ом варианте в рабочую жидкость добавлен натрий тетраборнокислый в количестве 0,002% масс. В 6-ом опыте в рабочую жидкость добавлена глюкоза в количестве 0,001% масс.

Результаты опыта представлены в таблице 10.

Приведенные примеры показывают эффективность использования способа предпосевной обработки семян и обработки вегетативных частей растений культуральной жидкостью штамма Bacillus subtilis IS-10 (ВКПМ В-11473) и подтверждают достижение технического результата.

В результате применения предложенного способа увеличивается масса корневой и вегетативной частей растений. Прирост корневой системы подсолнечника составляет 11,54%, огурцов - 28,12%, капусты пекинской -24,19%; прибавка урожайности редиса 38,81%, гороха - 31,09, льна - 21,54%, сои - 10,18%, пшеницы - 21,18-39,99%; отношение корневой массы к массе надземной части риса увеличивается в 2,86-3,02 раза.

Преимущества предлагаемого способа предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений с использованием штамм Bacillus subtilis IS-10 следующие:

- широкая область применения способа предпосевной обработки семян: зерновых, зернобобовых, технических и овощных культур;

- высокая эффективность действия способа предпосевной обработки семян при малых дозах применения штамма;

- простая технология получения биопрепарата;

- биопрепарат не фитотоксичен, безопасен для окружающей среды;

- стимулирование роста и повышение урожайности растений происходит благодаря собственной способности штамма Bacillus subtilis IS-10 продуцировать фитогормоны;

расширение ассортимента экологически безопасных биологически активных веществ, обладающих ростостимулирующей активностью.

Способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений, включающий обработку семян культуральной жидкостью штамма бактерий Bacillus subtilis B-11473, разбавленной водой в соотношении 1:1000-3000, из расчёта 10 л биопрепарата на 1 т семян.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложены способ получения суспензии пищевой хлореллы и устройство для естественного осаждения хлореллы.

Изобретение относится к биотехнологии и спиртовой промышленности. Штамм дрожжей Torulaspora delbrueckii Б-1, обладающий способностью продуцировать этиловый спирт, депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под регистрационным номером ВКПМ Y-4279.

Изобретение относится к области биохимии, генной инженерии и биотехнологии, в частности к штамму бактерии Escherichia coli BL21(DE3) BpsOmpA - продуценту поверхностного протеина OmpA/MotB с молекулярной массой 36,9 кДа.

Изобретение относится к области биохимии, генной инженерии и биотехнологии, в частности к штамму бактерии Escherichia coli BL21(DE3) BpsOmp39 - продуценту поверхностного протеина Оmр39 с молекулярной массой 40,6 кДа.

Изобретение относится к биотехнологии. Способ получения симбиотического препарата предусматривает засев штаммом Escherichia coli VL-613 питательной среды на основе перевара Хоттингера.

Изобретение относится к экспериментальной биологии и медицине. Предложен способ получения образцов биопленок холерных вибрионов для исследования методом трансмиссионной электронной микроскопии, включающий культивирование биопленок в суспензии исследуемого штамма на поверхности пленок-подложек субстрата в течение не менее 5 суток при температуре 22°С.

Изобретение относится к биотехнологии. Биотехнологический способ получения молочной кислоты предусматривает культивирование в ферментерах культуры лактобактерий Lactococcus lactis ВКПМ В-1700, и/или Lactococcus lactis ВКПМ В-2017, и/или Lactococcus lactis ВКПМ В- 2018 в нестерильных условиях на питательной среде с последующей нейтрализацией молочной кислоты в процессе ее наработки 5%-ным раствором гидроокиси натрия.

Изобретение относится к области медицинской микробиологии. Предложен способ длительного хранения прихотливых микроорганизмов, предусматривающий замораживание 18-24-часовых культур микроорганизмов при температуре минус 80°C в среде Signal blood culture system medium с добавлением 30% глицерина.
Изобретение относится к области биотехнологии. Штамм одноклеточных микроводорослей Eustigmatos magnus, продуцирующий эйкозапентаеновую кислоту и нетребовательный к условиям выращивания, депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГБУ «ГосНИИгенетика» Минобрнауки России под регистрационным номером ВКПМ Al-25.

Группа изобретений относится к выделенному штамму Lactobacillus crispatus и его применению. Предложен штамм Lactobacillus crispatus, идентифицированный как IP174178 и депонированный в CNCM под регистрационным номером I-4646.

Изобретение относится к биотехнологии. Предлагаемый способ предусматривает трехкратную обработку растений земляники садовой водными растворами биопрепаратов в процессе выращивания, с интервалом в 7-10 дней: при выдвижении цветоносов; во время массового цветения; в конце цветения, начале формирования ягод.
Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к культуральной среде для ооцитов и эмбрионов, характеризующейся тем, что содержит в своем составе кальцитонин в концентрации 10-40 нг/мл и трифенилфосфонийсодержащие производные пластохинола в концентрации 10-16-10-9 моль/л.
Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ получения экзополисахарида (ЭПС) бактерий Ancylobacter abiegnus.

Изобретение относится к биотехнологии и спиртовой промышленности. Штамм дрожжей Torulaspora delbrueckii Б-1, обладающий способностью продуцировать этиловый спирт, депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под регистрационным номером ВКПМ Y-4279.

Изобретение относится к биотехнологии. Способ получения симбиотического препарата предусматривает засев штаммом Escherichia coli VL-613 питательной среды на основе перевара Хоттингера.

Изобретение относится к биотехнологии. Штамм бактерий Paenibacillus ehimensis IB-739 применяют в качестве биологической основы для кормовой добавки для сельскохозяйственных животных и птицы в основной рацион или питье.

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложена плазмидная ДНК pQE30-A2.1, обеспечивающая экспрессию щелочной сериновой протеиназы, содержащая нуклеотидную последовательность, кодирующую рекомбинантную щелочную сериновую протеиназу семейства S1 из Streptomyces avermitilis VKM Ac-1301.

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложены способ выделения изопрена и способ получения очищенного изопрена.

Изобретение относится к микробиологии и медицине и может быть использовано для профилактики и лечения заболеваний и состояний, связанных с нарушением нормальной (аутохтонной) микрофлоры (микробиоты) человека или животных.

Изобретение относится к биотехнологии. Биотехнологический способ получения молочной кислоты предусматривает культивирование в ферментерах культуры лактобактерий Lactococcus lactis ВКПМ В-1700, и/или Lactococcus lactis ВКПМ В-2017, и/или Lactococcus lactis ВКПМ В- 2018 в нестерильных условиях на питательной среде с последующей нейтрализацией молочной кислоты в процессе ее наработки 5%-ным раствором гидроокиси натрия.

Изобретение относится к биотехнологии. Предлагаемый способ предусматривает трехкратную обработку растений земляники садовой водными растворами биопрепаратов в процессе выращивания, с интервалом в 7-10 дней: при выдвижении цветоносов; во время массового цветения; в конце цветения, начале формирования ягод.

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано в растениеводстве для стимулирования роста и повышения урожайности сельскохозяйственных растений. Способ предусматривает предпосевную обработку семян водным раствором культуральной жидкости штамма Bacillus subtilis В-11473 при разбавлении 1:1000-3000 и при расходе водного раствора 10 л на 1 т семян. Изобретение позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных растений. 10 табл., 10 пр.

Наверх