Спосіб активації мікробіоти ґрунту прикореневої зони рослин в умовах ведення органічного землеробства

Реферат: Спосіб активації мікробіоти ґрунту прикореневої зони рослин за умов органічного землеробства, що включає передпосівну бактеризацію насіння сільськогосподарських культур мікроорганізмами з агрономічно корисними властивостями, який відрізняється тим, що для бактеризації насіння застосовують водну суспензію чистої культури бактерії Bacillus sp. шт. 531, яку використовують за умов вирощування рослин на тих самих ґрунтах, з яких цей штам було виділено. UA 89926 U (54) СПОСІБ АКТИВАЦІЇ МІКРОБІОТИ ҐРУНТУ ПРИКОРЕНЕВОЇ ЗОНИ РОСЛИН В УМОВАХ ВЕДЕННЯ ОРГАНІЧНОГО ЗЕМЛЕРОБСТВА UA 89926 U UA 89926 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі сільського господарства, зокрема до агрозаходів, спрямованих на підтримку родючості ґрунту та підвищення урожаю сільськогосподарських культур в системі органічного землеробства. Відомо, що внесення оптимальних доз мінеральних добрив сприяє активізації мікробіоти ґрунту. Але принципи ведення органічного землеробства не припускають внесення синтетичних мінеральних добрив, проте застосування мікробіологічних препаратів на базі існуючих у природі організмів дозволено Стандартами IFOAM. Відомо інший спосіб активізації мікрофлори ґрунту прикореневої зони сільськогосподарських рослин за рахунок передпосівної інокуляції насіння чистими культурами мікроорганізмів з агрономічно корисними властивостями, зокрема біопрепаратами, дозволеними в органічному виробництві. Існує бактеріальний препарат бактофіт, призначений для боротьби з грибними и бактеріальними хворобами рослин [Проблемы создания и применения микробиологических средств защиты растений. - М. - 1989, с. 253, 257-295; Галкина Н.Н., Тур А.И., Строева И.А. Бактофит - новый бактериальный препарат для защиты растений от болезней: Тез. докл. II симпозиума стран - членов СЭВ по микробным пестицидам, 15-19 мая 1990 г., Протвино, М. 1990, с. 128-129]. Бактофіт розроблено на основі штаму ІПМ-215 культури Bacillus subtilis [патент RU № 2019966 "Препарат для защиты растений от болезней"]. Проте даний препарат недостатньо ефективний стосовно низки фітопатогенних мікроорганізмів, які є збудниками деяких хвороб. Найбільш близьким до заявленого є спосіб застосування передпосівної обробки насіння штамом бактерій Azotobacter chroococcum [патент SU № 1703634 "Штамм бактерий Azotobacter chroococcum для получения препарата, применяемого в растениеводстве"], який має широкий спектр пригнічення фітопатогенних грибів, а також здатність до синтезу індоліл-3-оцтової кислоти (IOК), яка є стимулятором росту рослин. Але цей штам виділено з сирозему. У той же час групою мікробіологів доведено, що більшість мікроорганізмів з агрономічно цінними властивостями є максимально ефективними у тих ґрунтово-кліматичних умовах, з яких їх виділено і де вони зустрічаються у природних біоценозах. Але робота щодо створення різноманітних за агрономічною спрямованістю біопрепаратів (мікробіологічних добрив, стимуляторів росту і засобів захисту рослин) відповідно до кожного типу ґрунту є дуже трудомісткою. Крім того, розробка біопрепарату потребує проведення низки біохімічних аналізів з ідентифікації кожної мікробної культури, яка є основою препарату. Такі аналізи потребують специфічного лабораторного обладнання, певних реактивів, кваліфікованих фахівців і дорого коштують. Тому можливість їх проведення в будь-якій мікробіологічній лабораторії дуже обмежена. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу за рахунок розширення кількості корисних штамів бактерій для застосування в системі органічного землеробства, які сприяють підвищенню родючості ґрунту, збільшують врожай сільськогосподарських культур, покращують якість продукції та запобігають ураженості рослин фітопатогенами за умов відмови від агрохімікатів. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі активації мікробіоти ґрунту прикореневої зони рослин за умов органічного землеробства, що включає передпосівну бактеризацію насіння сільськогосподарських культур мікроорганізмами з агрономічно корисними властивостями, згідно з корисною моделлю, для бактеризації насіння застосовують водну суспензію чистої культури бактерії Bacillus sp. шт. 531, яку використовують за умов вирощування рослин на тих самих ґрунтах, з яких цей штам було виділено. Спосіб дає можливість при умовах, що пропонуються, отримати максимальний корисний агрономічний ефект, що полягає у покращенні азотного живлення рослин за рахунок азотфіксувальної здатності бактерій, стимулювати ріст й розвиток рослин за рахунок ростостимулюючих властивостей бактерій та захисту рослин від кореневих гнилей і фузаріозного в'янення, що викликається фітопатогенним грибом Fusarium oxysporum, за рахунок антагоністичних властивостей штаму до згаданого збудника. Запропонований спосіб полягає у вирощуванні накопичувальної маси чистої культури бактерії Bacillus sp. шт. 531, виділеної з чорнозему опідзоленого, що мають агрономічно корисними властивостями, зокрема азотфіксувальними, ростостимулюючими та антагоністичними. Культуру бактерії вирощували на твердому м'ясо-пептоновому агарі протягом 72-120 годин (3-5 діб), після чого змивали простерилізованою водопровідною водою і нею ж доводили об'єм до певного титру клітин. Насіння обробляли шляхом обприскування напередодні висіву в ґрунт. Ефективність запропонованого способу було встановлено в дрібноділянковому польовому досліді, закладеному в тривалому стаціонарному польовому досліді в системі органічного 1 UA 89926 U 5 10 15 20 землеробства на чорноземі опідзоленому при вирощуванні соняшнику, гречки та кукурудзи. Передпосівна бактеризація насіння сприяла зростанню чисельності головних еколого-трофічних груп мікроорганізмів у ґрунті прикореневої зони рослин у середньому в 1,3-1,5 разу, що показано в таблиці 1, підвищенню дегідрогеназної активності ґрунту на 8,3-11,7 %, амоніфікаційної та нітрифікаційної здатностей у середньому - на 59,3 % - 66,1 %, що відображено в таблиці. Урожай сухої маси рослин соняшника підвищився на 22,9 %, сухої маси кошиків - на 44,8 %, що зображено на Фіг. 1. Обробка насіння бактеріями забезпечила прибавку урожаю зерна гречки 57,3 %, сирих початків кукурудзи - 13,2 %, що проілюстровано на Фіг. 2 і Фіг. 3. Застосування запропонованого способу позитивно вплинуло на показники якості продукції. У таблиці 3 показано зростання в зерні кукурудзи вмісту протеїну, жиру, азоту, фосфору та калію. Слід зазначити, що при цьому інтродуковані штами мали антагоністичні властивості, що сприяло запобіганню ураженості рослин фітопатогенними грибами. Запропонований спосіб не потребує проведення довгострокових трудомістких та коштовних дослідів з ідентифікації бацил (встановлення їх видової належності), дозволяє уникнути енерговитратного етапу виробництва бактеріального препарату. Ефект бактеризації полягає в активізації природного біологічного потенціалу ґрунту, внаслідок чого покращується мінеральне живлення рослин, підвищується урожай сільськогосподарських культур та поліпшується якість продукції на фоні збереження родючості ґрунту і відмови від агрохімікатів (синтетичних мінеральних добрив та засобів захисту рослин) в системі органічного землеробства. Таблиця 1 Чисельність мікроорганізмів, млн. КУО в 1 г ґрунту соняшник гречка кукурудза Еколого-трофічні групи з приріст з приріст з приріст без без без мікроорганізмів бактер до бактер до бактер до бактер бактер бактер изаціє контро изаціє контро изаціє контро изації изації изації ю лю, % ю лю, % ю лю, % мікроорганізми, що засвоюють органічний 16,29 21,85 +34,1 24,55 23,47 -4,4 21,08 21,08 +22,8 азот мікроорганізми, що засвоюють 31,75 44,11 +38,9 46,11 49,89 +8,2 51,75 51,75 +31,4 мінеральний азот евтрофи 48,11 66,01 +37,2 70,72 73,42 +3,8 72,89 72,89 +28,7 оліготрофи 57,73 58,32 +1,0 66,76 53,53 -19,8 54,59 54,59 +47,5 Таблиця 2 Біохімічні показники ґрунту дегідрогеназна 1) активність амоніфікаційна 2) здатність нітрифікаційна 3) здатність соняшник гречка кукурудза з приріст з приріст з приріс без без без бактер до бактер до бактер т до бактер бактер бактер изаціє контро изаціє контро изаціє контро изації изації изації ю лю, % ю лю, % ю лю, % 189,00 206,35 +9,2 182,45 203,75 +11,7 177,90 192,60 +8,3 5,34 5,77 +8,1 2,80 5,20 +85,7 3,02 5,56 +84,1 5,15 10,55 +104,8 4,65 6,90 +48,4 6,45 9,35 +45,0 1} мг трифенілформазану в 100 г ґрунту за 24 години; + мг N-NH4 на 100 г ґрунту; 3) 3 мг N-NO3 на 100 г ґрунту. 2) 2 UA 89926 U Таблиця 3 Вміст у зерні кукурудзи Протеїн, % Жир, % Клітковина, % Зола, % N, % Р2О5, % К2О, % Без бактеризації 3 бактеризацією 6,42 2,39 1,70 1,01 1,44 0,75 0,33 7,11 2,97 2,22 1,08 1,62 0,81 0,36 Приріст до контролю, % +10,7 +24,3 +30,6 +6,9 +12,5 +8,0 +9,1 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб активації мікробіоти ґрунту прикореневої зони рослин за умов органічного землеробства, що включає передпосівну бактеризацію насіння сільськогосподарських культур мікроорганізмами з агрономічно корисними властивостями, який відрізняється тим, що для бактеризації насіння застосовують водну суспензію чистої культури бактерії Bacillus sp. шт. 531, яку використовують за умов вирощування рослин на тих самих ґрунтах, з яких цей штам було виділено. 3 UA 89926 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4