Спосіб виготовлення мікробного препарату альбобактерину для поліпшення фосфорного живлення рослин

Реферат: Спосіб виготовлення мікробного препарату Альбобактерину для поліпшення фосфорного живлення рослин включає приготування живильних середовищ для розмноження маточної культури бактерій Achromobacter album 1122 1-ї генерації на мікробіологічних коливалках з частотою обертання 200-220 об/хв. при t=28-30 °С, =24-36 годин, 2-ї генерації - з частотою обертання 200-220 об/хв. при t=28-30 °С, =36-48 годин та вирощування суспензії 2 Альбобактерину у ферментері при t=37 °C, Р=0,3-0,4 кгс/см , =60 годин, рН=7,2-8. UA 99010 U (54) СПОСІБ ВИГОТОВЛЕННЯ МІКРОБНОГО ПРЕПАРАТУ АЛЬБОБАКТЕРИНУ ДЛЯ ПОЛІПШЕННЯ ФОСФОРНОГО ЖИВЛЕННЯ РОСЛИН UA 99010 U UA 99010 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до біотехнології, а саме до виробництва бактеріальних препаратів для сільського господарства. Відомий регулятор росту рослин [Пат. 25141 Україна, МПК (2006) A01N 65/00, C12N 1/00, А01P 21/00. Спосіб одержання фітогормонів / Антонюк В.П., Башмакова С.В., Кошель М.І., Яворська В.К., Драговоз І.В.; заявник і патентовласник: Український науково-дослідний інститут спирту і біотехнології продовольчих продуктів. - № 96062344; заявл. 13.06.96; опубл. 16.10.00, Бюл. № 5. Пат. 54965 Україна, МПК (2006) МПК (2006) А01N 65/00, А01P 21/00. Регулятор росту рослин мікробного походження / Кошель М.І., Заболотна Г.М., Яворська В.К., Драговоз І.В., Пономаренко С.П., Герасименко С.М.; заявник і патентовласник: Український науково-дослідний інститут спирту і біотехнології продовольчих продуктів. - № 2002064534; заявл. 04.06.02; опубл. 15.02.05, Бюл. № 2.]. Найбільш близьким по суті до корисної моделі є спосіб отримання біопрепарату [Пат. 22797 А Україна. Спосіб отримання біопрепарату / Козировська Н.О., Громозова О.М.; заявник і патентовласник: Науково-виробничий центр "Енергія". - № 96062197; заявл. 05.06.96; опубл. 21.04.98], який включає культивування мікроорганізмів у стерильному живильному середовищі з наступним їх висушуванням. Корисна модель стосується способу виготовлення мікробного препарату Альбобактерину (ТУ У 24.1-00497360-005). Задачею корисної моделі є підвищення продуктивності і якості цукрових буряків, ріпаку ярого і ріпаку озимого, гірчиці чорної і гірчиці білої та інших сільськогосподарських культур за рахунок застосування Альбобактерину з метою покращення фосфорного живлення та стимуляції росту і розвитку рослин. Біоагентом Альбобактерину є культура фосфатмобілізивних бактерій Achromobacter album 6 1122 [Пат. 20207 А Україна, МПК C12N 1/20, C05F 11/08. Штам бактерій Achromobacter album ВНДІСГМ В-322 Д для виготовлення препарату, який підвищує цукристість і урожай цукрового буряка / Токмакова Л.М., Канівець В.І., Мелимука Ю.М.; заявник і патентовласник: Інститут сільськогосподарської мікробіології УААН. - № 94076424; заявл. 27.07.94; опубл. 15.07.97]. Палички 1,5-2,0×0,6-0,7 мкм, малорухомі, поодинокі, спор не утворюють, грамнегативні, джгутики перитрихальні. На твердому середовищі колонії білі з нерівними краями, з плоскою нерівною поверхнею, непрозорі, глянцеві. Аероб, що засвоює глюкозу з підкисленням середовища до рН 4,4. Желатину не розріджує, крохмаль не засвоює, молоко підкислює, засвоює тільки органічні форми азоту. Сірководень та індол не утворює, утворює уреазу і каталазу, не утворює оксидазу. Нітрати відновлює. Росте при t 28, 37 і 42 °C. Клітини Achr. album 1122 авірулентні для теплокровних організмів. Механізм дії Альбобактерину на продукційний процес сільськогосподарських культур пов'язаний з властивостями бактерій Achr. album 1122 продукувати органічні кислоти, а також фермент фосфатазу, що сприяє розчиненню важкорозчинних мінеральних і органічних фосфатів ґрунту та добрив, внаслідок чого активізується процес засвоєння фосфору рослинами (табл. 1). Фосфатмобілізивні властивості бактерій визначаються, у першу чергу, їх здатністю до розчинення ґрунтових фосфатів. При визначенні за методом Ердеї здатності бактерій Achr. album 1122 розчиняти фосфати у рідкому середовищі Муромцева встановлено, що при внесенні у поживне середовище 5 г/л Са3(РО4)2 (Р2О5 229 мг/100 мл) бактерії здатні переводити із мінерального фосфату у розчин 83,5 мг P2O5/100 мл, тобто до 36,5 %. Таблиця 1 Вміст органічних кислот у культуральній рідині Achr.album 1122 та фосфатазна активність бактерії Вміст органічних кислот концентрація, ммоль/л кислотність, мг-екв./л ацетатна масляна 72,8 60,0 4,1 50 інші кислоти, мг-екв./л 8,7 Фосфатазна активність, Р2О5, кмоль/мл/год. 1,7 Бактерія Achr. album 1122 також продукує фізіологічно активні речовини, які здатні підвищувати імунітет рослин, активно впливають на формування і розвиток кореневої системи, її абсорбуючу здатність (табл. 2). 1 UA 99010 U Таблиця 2 Вміст фізіологічно активних речовин у культуральній рідині Achr. album 1122 β-індолілацетатна кислота, мкг/моль 72,8 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Гіберелінова кислота, мкг/мл 60,0 Тіамін (В1), мкг/мл Піродомін (В6), мкг/мл 0,01 сліди Селекціонований штам Achr. album 1122 характеризується стійкістю до низки інсектицидів та фунгіцидів, що дозволяє проводити сумісну бактеризацію та протруєння насіння сільськогосподарських культур. Токсикологічна оцінка показала екологічну та біологічну безпечність використаних бактерій Achr. album 1122 при виробництві та застосуванні у землеробстві мікробного препарату на її основі. Задачею корисної моделі є розробка спрощеного способу виготовлення мікробного препарату Альбобактерину рідкої форми, що включає отримання інокуляційної культури, яку вирощують у живильному середовищі, поступово збільшуючи об'єм ємностей, у колбах та бутлях на мікробіологічних коливалках і у ферментері. Суть корисної моделі розкриває стадії основних технологічних процесів виготовлення мікробного препарату Альбобактерину: - одержання робочої культури Achr. album 1122 в пробірках на живильному середовищі м'ясо-пептонному агарі (МПА); - приготування живильного середовища для вирощування маточної культури 1-ї і 2-ї генерації на мікробіологічних коливалках. Склад живильного середовища, %: меляса - 4,00; кукурудзяний екстракт - 3,00; К2НРО4-0,10; MgSO4-0,02; СаСО3-0,5; вермикуліт - 0,40; вода водогінна - 91,98. Стерилізацію живильного середовища в автоклаві проводять при t=(1232 124)°С, Р=1,2 кгс/см , τ=40 хвилин, рН=6,5 3 3 - розмноження маточної культури 1-ї генерації по 100 см в колбах, місткістю 0,5 дм (проводять водний змив біомаси робочої культури Achr. album 1122 зі скошеного агару) та 3 вирощування маточної культури 2-ї генерації по 1 дм проводять в скляних банках місткістю 3 3 дм (засівають 10 % посівного матеріалу - маточної культури І-ї генерації від об'єму живильного середовища). Культивування бактерій проводять на мікробіологічних коливалках з частотою обертання 200-220 об/хв. при t=(28-30)°С, τ=(24-36) годин; - вирощування бактеріальної суспензії (рідкої форми мікробного препарату Альбобактерину) 3 в скляних банках місткістю 3 дм (засівають 10 % посівного матеріалу - маточної культури І1-ї генерації від об'єму живильного середовища). Культивування бактерій проводять на мікробіологічних коливалках з частотою обертання 200-220 об./хв. при t=(28-30)°С, τ=(36-48) 9 3 годин. Препарат містить не менше 510 клітин бактерій Achromobacter album 1122 в 1 см ; - приготування живильного середовища для вирощування бактерій Achromobacter album 1122 у ферментері. Склад живильного середовища, %: меляса - 6,0; кукурудзяний екстракт 3,0; К2НРО4-0,10; MgSO4-0,02; СаСО3-0,50; вермикуліт - 0,40; вода водогінна - 89,98. 2 Стерилізацію живильного середовища в автоклаві проводять при t=(128-130)°С, Р=1,5 кгс/см , τ=60 хвилин, рН=6,6. Охолоджують до 37 °C. - вирощування бактеріальної суспензії (рідкої форми мікробного препарату Альбобактерину) у ферментері (засівають 10 % посівного матеріалу - маточної культури 1І-ї генерації від об'єму 2 живильного середовища) проводять при t=37 °C, Р=(0,3-0,4) кгс/см , τ=60 годин, рН=7,2-8,3. 9 3 Препарат містить не менше 510 клітин бактерій Achr. album 1122 в 1 см . Отриману бактеріальну суспензію - мікробний препарат Альбобактерин використовують для бактеризації насіння цукрових буряків, ріпаку ярого і ріпаку озимого, гірчиці чорної і гірчиці білої та інших сільськогосподарських культур з метою покращення кореневого фосфорного живлення (за рахунок мобілізації фосфору в ризосфері рослин із важкорозчинних неорганічних і органічних сполук ґрунту та добрив) та росту і розвитку культурних рослин (за рахунок фітогормональної дії Альбобактерину), підвищення урожайності та поліпшення якості сільськогосподарської продукції. В умовах польових дослідів визначали ефективність мікробного препарату Альбобактерину, одержаного вищеописаним способом виготовлення. Суть корисної моделі розкривають наступні приклади конкретного застосування Альбобактерину у технологіях вирощування сільськогосподарських культур. У контрольному варіанті вирощували рослини, де використовували насіння без бактеризації. 2 UA 99010 U 5 Приклад 1. В умовах Полісся у польовому стаціонарному досліді на чорноземі вилугуваному вивчено дію Альбобактерину на фосфорне живлення рослин цукрових буряків. Показано, що в ризосфері інокульованих рослин збільшується чисельність бактерій, які здатні трансформувати важкорозчинні мінеральні сполуки фосфору у форми, що легко засвоюються рослинами. Їх кількість зростає з 7,8 млн./г ґрунту до 20,4 млн./г ґрунту. Бактеризація впливає і на процес мінералізації низькомолекулярних органічних фосфатів ґрунту, що обумовлено збільшенням активності фосфатази з 9,8 мг Р2О5/100 г ґрунту до 12,2 мг Р2О5/100 г ґрунту (табл. 3). Таблиця 3 Вплив Альбобактерину на фосфорне живлення рослин цукрових буряків Фосфатазна Вміст Р2О5 в сирій масі, % Винос Р2О5, кг/га Варіанти досліду активність, мг Р2О5/100 коренеплодів гички коренеплодами гичкою г ґрунту Без бактеризації 9,8±0,15 0,074 0,063 34,6 23,7 Альбобактерин 12,2±0,10 0,107 0,096 55,9 31,2 10 15 При застосуванні Альбобактерину збільшується вміст Р2О5 в коренеплодах з 0,074 % до 0,107 %, в гичці з 0,063 % до 0,096 % та його винос з 34,6 кг/га до 55,9 кг/га і з 23,7 кг/га до 31,2 кг/га відповідно. Внаслідок цього поліпшується фосфорне живлення цукрових буряків, що сприяє підвищенню інтенсивності синтетичних процесів і утилізації асимілятів, підвищенню урожайності коренеплодів з 47 т/га до 53 т/га (11,7 %), збору цукру - з 7,8 т/га до 9,2 т/га (17,9 %) (табл. 4). Таблица 4 Вплив Альбобактерину на продуктивність буряка цукрового Урожай коренеплодів приріст т/га т/га % 47,0 52,5 5,5 11,7 0,03 Варіанти досліду Без бактеризації Альбобактерин НІР05 20 т/га 7,8 9,2 Збір цукру приріст т/га % 1,4 17,9 Приклад 2. В умовах Полісся у польовому стаціонарному досліді на лучно-чорноземному ґрунті в ризосфері рослин ріпаку ярого під впливом Альбобактерину протягом вегетаційного періоду відмічаються зміни вмісту рухомого фосфору. У порівнянні з контролем збільшується вміст рухомих форм фосфору в кореневій зоні рослин і в продукції. Так, у фазу цвітіння рослин вміст Р2О5 у ґрунті становив від 119,0 мг/кг у контролі до 137,0 мг/кг за дії Альбобактерину (табл. 5). Таблиця 5 Вміст Р2О5 в ризосфері рослин ріпаку ярого, мг/кг Варіанти досліду Без бактеризації контроль Альбобактерин НІР05 Утворення суцвіття Фаза розвитку рослин цвітіння молочна стиглість 136,0 119,0 117,0 150,0 6,0 137,0 5,5 124,0 3,7 25 30 При застосуванні мікробного препарату вміст фосфору в зеленій масі рослин ріпаку збільшується від 0,51 % до 0,64 %, корінні - від 0,20 % до 0,28 %, насінні - від 0,80 % до 0,98 % (табл. 6). Це вказує на активніше поглинання сполук фосфору з ґрунту кореневою системою бактеризованих рослин, порівняно з контрольними, завдяки підвищенню вмісту рухомих фосфатів під впливом інтродукованих в агроценоз мікроорганізмів. 3 UA 99010 U Таблиця 6 Дія Альбобактерину на вміст Р2О5 у зеленій масі, коренях, насінні рослин ріпаку ярого Варіанти досліду Вміст Р2О5, % коріння 0,20 0,28 0,03 зелена маса 0,51 0,64 0,03 Без бактеризації Альбобактерин НІР05 Насіння 0,80 0,98 0,02 Поліпшення фосфорного живлення рослин ріпаку ярого сприяло підвищенню урожайності насіння на 0,8 т/га або 36,4 %, олійності - на 2,1 %, збору олії - на 0,38 т/га або на 43,1 % (табл. 7). 5 Таблиця 7 Вплив Альбобактерину на продуктивність ріпаку ярого Варіанти досліду Без бактеризації Альбобактерин НІР05 Урожайність приріст т/га т/га % 2,2 3,0 0,8 36,4 0,2 Олійність % приріст, % т/га 40,02 42,12 0,21 2,1 0,88 1,26 Збір олії приріст т/га % 0,38 43,1 Приклад 3. В умовах Прикарпаття у польовому стаціонарному досліді на дерновопідзолистому ґрунті у порівнянні з контролем підвищується урожайність насіння ріпаку озимого на 0,91 т/га або на 28,0 % (табл. 8). 10 Таблиця 8 Вплив Альбобактерину на урожайність насіння ріпаку озимого Варіанти досліду Урожайність, т/га Без бактеризації Альбобактерин НІР05 3,25 4,16 0,28 Приріст до контролю т/га % 0,91 28,0 Приклад 4. В умовах Лісостепу України у польовому стаціонарному досліді на чорноземі опідзоленому приріст урожайності насіння ріпаку озимого від дії Альбобактерину складав 0,4 т/га або 12,1 % (табл. 9). 15 Таблиця 9 Вплив Альбобактерину на урожайність насіння ріпаку озимого Варіанти досліду Урожайність, т/га Без бактеризації Альбобактерин НІР05 3,3 3,7 0,02 Приріст до контролю т/га % 0,4 12,1 Приклад 5. В умовах Лісостепу України у польовому стаціонарному досліді на дерновому опідзоленому ґрунті на неудобреному фоні під впливом Альбобактерину приріст урожайності насіння гірчиці чорної склав 0,43 т/га або 27,4 % та гірчиці білої - 0,41 т/га або 28,3 % (табл. 10). 20 4 UA 99010 U Таблиця 10 Вплив Альбобактерину на урожайність насіння гірчиці чорної та гірчиці білої Варіанти досліду Урожайність, т/га Гірчиця чорна Без бактеризації Альбобактерин НІР05 Гірчиця біла Без бактеризації Альбобактерин НІР05 5 Приріст до контролю т/га % 1,57 2,00 0,03 0,43 27,4 1,45 1,86 0,03 0,41 28,3 Наведені результати дослідів по застосуванню Альбобактерину за корисною моделлю для бактеризації насіння сільськогосподарських культур показують ефективність дії мікробного препарату, виготовленого запропонованим способом, та підтверджують технічний результат від використання корисної моделі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб виготовлення мікробного препарату Альбобактерину для поліпшення фосфорного живлення рослин, що включає приготування живильних середовищ для розмноження маточної культури бактерій Achromobacter album 1122 1-ї генерації на мікробіологічних коливалках з частотою обертання 200-220 об/хв. при t=28-30 °С, =24-36 годин, 2-ї генерації - з частотою обертання 200-220 об/хв. при t=28-30 °С, =36-48 годин та вирощування суспензії 2 Альбобактерину у ферментері при t=37 °C, Р=0,3-0,4 кгс/см , =60 годин, рН=7,2-8. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5