Штам бактерій bradyrhizobium japonicum для одержання бактеріального добрива під сою

Винахід відноситься до мікробіологічних засобів підвищення урожаю бобових культур і призначений для виробництва бактеріального добрива під сою. В зв'язку з розширенням посівів сої на Україні, зростає потреба у бактеріальних препаратах на основі бульбочкових бактерій сої. Ефективність таких препаратів залежить від активності штамів бульбочкових бактерій, які є їх основою [1, 2, 3]. Відомий штам Bradyrhizobium japonicum 24108, який використовується для виробництва біодобрив під сою, але його азотфіксуюча активність в польових умовах вивчена недостатньо і він не пристосований до перспективних ранньостиглих сортів сої, які пропонуються для північних регіонів соєсіяння [4]. Найбільш близьким до винаходу є штам Bradyrhizobium japonicum 6346, який використовується в якості стандартного штаму для виробництва бактеріальних добрив під сою. Цей штам поступається пропонованому штаму Bradyrhizobium japonicum KH10 за здатністю підвищувати урожай надземної маси та зерна сої. В основу винаходу поставлено завдання отримати новий високоефективний штам бульбочкових бактерій сої, який міг би бути використаний в якості біоагента бактеріального препарату та забезпечував би високі урожаї сої. Поставлене завдання вирішується тим, що методом аналітичної селекції отримано штам KH10 для виробництва біологічного добрива під сою. Інокуляція насіння цієї культури новим штамом сприяє поліпшенню азотного живлення рослин і забезпечує підвищення урожаю надземної маси та зерна сої в різних грунтовокліматичних умовах. Штам бульбочкових бактерій Bradyrhizobium japonicum KH10 виділений з бульбочок рослин сої сорту Устя, яку вирощували на зразках ґрунту з полів Носівської селекційної дослідної станції. Тип ґрунту-чорнозем слабо вилугуваний (вміст гумусу 2,9-3,2%; Р2О5-8-10мг/100г, К2О-6-8мг/100г; рНсольове6,4-6,6). Морфолого-культуральні властивості штаму. Bradyrhizobmm japonicum KH10 - культура неспороносна, аеробна. В лабораторних умовах штам зберігали на поживному середовищі такого складу, г/л: К2НРО4-0,5; КН2РО4-0,5; MgSО4-0,2; NaCl-0,2; CaSO4-0,1; (NH4)2MoO4-сліди; манніт - 20,0; люпиновий відвар 150,0; агар-агар -14,0; рН6,5-7,0. Стерилізація середовища 0,5атм 20хв. Оптимальна температура росту 26-28°С. Клітини мають форму злегка зігнутих паличок. Розмір клітин п'ятидобової культури на люпиновому агарі 0,50,7х2,0-2,4мкм. Палички у віці 1-3х діб рухливі, монотрихи, грамнегативні. Культура характеризується повільним ростом. Штрих на люпиновому агарі білуватий, слизистий, опуклий. Колонії на чашках Петрі округлі, непрозорі, білуваті, опуклі, діаметром не більш 1мм на 5-7 добу інкубації. Оптимум температури 26-28°С. Оптимальний діапазон рН6,5-6,8. Фізіолого-біохімічні властивості. Аероб. Реакцію лакмусового молока змінює на лужну, на поверхні молока слизиста зона відсутня. Желатину не розріджує. Відношення до джерел вуглецю. Активно використовує лактозу, мальтозу, сорбіт, сахарозу, помірно - манніт, глюкозу, дуже слабо - ксилозу. Відношення до джерел азоту. Штам росте на середовищах з амонійними солями, азотнокислим калієм, гліцином та тирозином. Переважно використовує відновлені форми азоту. На МПА та МПБ не росте. Штам ідентифіковано за визначником Берджі [5]. Штам належить до повільноростучих бульбочкових бактерій роду Bradyrhizobium. Утворює бульбочки на коренях сої. Ознаки штаму стійкі. Штам патогенних властивостей не має. Пересівається один раз в 6 місяців і зберігається на люпиновому агаровому середовищі при 4-5°С. Штам Bradyrhizobium japonicum КИЮ зберігається в колекції корисних ґрунтових мікроорганізмів ІСГМ УААН. Ефективність штаму Bradyrhizobium japonicum KH10 перевіряли у вегетаційному та польових дослідах. Приклади конкретного застосування штаму. Приклад 1.У вегетаційному досліді вивчали вплив бактеризації на показники симбіозу (використовували новий, ранньостиглий сорт сої Устя). Дані наведені в табл.1. Як видно з даних таблиці 1, за впливом на показники активності симбіозу новий штам переважає штаметалон. Приклад 2. Польовий дослід було проведено в 2003 році на дерново-підзолистому супіщаному ґрунті (дослідна ділянка Інституту сільськогосподарської мікробіології УААН, м.Чернігів). В досліді використовували новий сорт сої Устя, який добре пристосований до умов північного соєсіяння. Наведені в таблицях 2, 3 дані свідчать, що штам KH10 активно утворює бульбочки на коренях сої, засвоює порівняно з виробничим штамом на 59,7% більше азоту з повітря і достовірно на 2,2ц/га збільшує урожай зерна сої. При цьому насіння виповнене, оскільки маса 1000 насінин на 7,0% більша у порівнянні з контролем. В посівах сої сорту Устя штам забезпечує додаткове надходження до рослин 29,6кг фіксованого азоту у порівнянні з контролем і 12,7кг у порівнянні з виробничим штамом. Приклад 3. Ефективність нового штаму перевіряли в грунтово-кліматичних умовах центрального Лісостепу України (поля дослідного господарства "Бохоницьке" Інституту кормів УААН, м.Вінниця). Тип ґрунту - сірий лісовий. Сорт сої Феміда. Результати досліду наведені в таблиці 4. Штам Bradyrhizobium japonicum KH10 добре показав себе і в цьому регіоні. Інокуляція цим штамом сприяла підвищенню активності симбіотичної азотфіксації на 21%. Наведені дані свідчать, що при використанні нового штаму бульбочкових бактерій сої збільшується урожай зерна на 4,1ц/га у порівнянні з виробничим штамом 6346. Таким чином, штам Bradyrhizobium japonicum KH10 є активним симбіотичним азотфіксатором, пристосований до нових ранньостиглих сортів сої і відрізняється більш високою ефективністю у порівнянні з існуючим виробничим штамом. Таблиця 1 Варіант досліду Контроль (без Кількість бульбочок, Маса бульбочок, од./рослину г/рослину 0 0 Питома азотфіксуюча активність, мкг N/г бульбочок/год. 0 Суха надземна маса, г/рослину 1,73 інокуляції) Виробничий штам 634б Новий штам КН10 41,58 0,52 63,65 1,97 53,08 0,53 65,21 2,03 Таблиця 2 Кількість бульбочок, од./рослину Маса бульбочок, г/рослину Азотфіксуюча активність, мкг N/рослину/год. Продуктивність азотфіксації, кг N/га/рік 1,33 0,13 4,78 3,8 9,41 0,68 25,72 20,7 9,50 Варіант досліду 0,73 41,07 5,75 33,4 Контроль (без інокуляції) Виробничий штам 634б Новий штам КН10 НСР05 Таблиця 3 Варіант досліду Маса 1000 насінин, г Контроль (без інокуляції) Виробничий штам 6346 Новий штам КН10 НСР05 Урожай зерна, ц/га 169,21 174,58 180,68 20,67 24,49 26,64 1,10 Прибавка до контролю, % 100 118 129 Таблиця 4 Варіант досліду Виробничий штам 634б Новий штам КН10 Кількість бульбочок, од./рослину Маса бульбочок, г/рослину Азотфіксуюча активність, мкг N/рослину/год. 36,33 0,59 50,22 16,90 39,08 0,55 60,75 21,00 4,1 Приріст до Урожай зерна, штаму-еталону, ц/га ц/га Література: 1. Доросинский Л.М. Бактериальные удобрения - дополнительное средство повышения урожая. М.: Россельхозиздат, 1965. - 315с. 2. Мишустин Е.Н., Шильникова В.К. Клубеньковые бактерии и инокуляционный процесс. - М.: Наука, 1973. 288с. 3. Бабич А.О. Сучасне виробництво і використання сої. - Київ: Урожай, 1993. - 432с. 4. (Патент України, 3324 СІ С05F11/08, С12N1/20 "Штам бактерій Bradyrhizobium japonicum для одержання бактеріального добрива під сою." Опубліковано 27.12.94). 5. Определитель бактерий Берджи: В 2 т.: Пер.с англ./ Под ред. Дж. Хоулта, П. Крига, П. Снита и др. - М.: Мир, 1997. - T.1. - 432с.