ШТАММ БАКТЕРИЙ ACHROMOBACTER ALBUM ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕПАРАТА, ПОВЫШАЮЩЕГО САХАРИСТОСТЬ И УРОЖАЙ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ Российский патент 1995 года по МПК C05F11/08 C12N1/20 C12N1/20 C12R1/25 

Изобретение относится к микробиологическим средствам улучшения питания сельскохозяйственных культур и повышения их урожайности. Новый штамм активно растворяет труднодоступный растениям Ca₃(PO₄)₂, улучшает питание сахарной свеклы фосфором на нейтральных, слабокислых и слабощелочных почках, повышает ее всхожесть, увеличивает урожай и сахаристость корнеплодов этой культуры.

Цель изобретения получение нового высокоэффективного штамма фосформобилизующих микроорганизмов для инокуляции сахарной свеклы, производства на его основе соответствующего бактериального препарата.

Известно, что в почве содержится очень большое количество водораствоpимых форм соединений фосфора. Мобилизация из них фосфора микроорганизмами неисчерпаемый резерв для улучшения фосфорного питания сельскохозяйственных культур.

Известно предложение использовать для улучшения фосфорного питания растений эндомикоризный везикулярно-арбускулярный гриб Glomus (авт. св. СССР N 1145503, 1983).

Однако применение его в полеводстве пока экономически неприемлемо, так как инокулянт накапливают на вегетирующих растениях, доза препарата (инфицированных корней) очень большая до 3 т/га.

Известно бактериальное удобрение фосфоробактерин, которое приготавливалось на основе микроорганизма, разлагающего органофосфаты Bac. megaterium, var. phosphaticum (Менкина Р.А./Труды института микробиологии, в. XI, 1961).

Однако оно снято с производства в 1968 году как недостаточно эффективное.

Известен также штамм Bac. megaterium, AP-I (авт. св. N 1633987), растворяющий железофосфаты.

Рекомендуется в связи с последним для применения лишь на почвах, богатых фосфатами железа (дерново-подзолистые и торфоболотные), под овощные культуры.

Предлагаемый же штамм активно развивается в лесостепных и степных почвах, где основной формой фосфатов являются соединения с кальцием, которые он растворяет. Штамм приживается в ризосфере сахарной свеклы.

Известны также попытки использовать под сахарную свеклу флавобактерин, который получают путем размножения азотфиксирующих бактерий.

Однако предлагаемый штамм фосформобилизующих бактерий более эффективен.

Новый штамм Achromobacter album, 1122 хранится в коллекции Всесоюзного НИИ сельскохозяйственной микробиологии (г. Ленинград) под регистрационным номером ВНИИСХМ В-322D в группе фосформобилизующих микроорганизмов, а также в лаборатории почвенной микробиологии Украинского НИИ сельскохозяйственной микробиологии (г. Чернигов). Депонирован как активный фосфатрастворяющий и ростстимулирующий почвенный микроорганизм.

Штамм выделен из чернозема, выщелоченного на глюкозоаспарагиновой среде (среда Муромцева). Идентифицирован в соответствии с "Определителем бактерий и актиномицетов" Н.А. Красильникова и "Кратким определителем бактерий" Берги.

Морфологические и культуральные признаки.

Палочки 1,5-2,0 х 0,6-0,7 мкм, подвижные (колеблющиеся), одиночные, спор не образуют, грамотрицательные, жгуткование перитрихальное.

Колонии белые с неровным краем, с плоской неровной поверхностью, непрозрачные, глянцевые.

Физиологические свойства:
Аэроб, усваивает глюкозу и сахарозу с подкислением среды до рН 4,4. Желатин не разжижает, крахмал не усваивает, молоко подкисляет. Усваивает только органические формы азота. Сероводород и индол не образует, образует уреазу и каталазу, не образует оксидазы. Нитраты восстанавливают. Растет при температуре 29, 37 и 42^оС.

Способы размножения и условия хранения.

Выращивают и поддерживают жизнеспособность на МПа, а также на глюкозоаспарагиновой среде (среда Муромцева) при температуре 28^оС. Хранится при комнатной температуре с периодическим пересевом (6 раз в год).

Для хранения в сублимационно-высушенном состоянии выращивают на МПА, биомасса смывается обезжиренным молоком, которое используется в качестве защитной среды. Суспензию замораживают при температуре от -25 до -26^оС, высушивают при температуре 45-50^оС и закрывают в пенициллиновые флаконы. Флаконы хранятся как в холодильнике, так и при комнатной температуре.

Культура не диссоциирует.

Непатогенен для теплокровных животных.

Положительные свойства штамма.

П р и м е р 1. Активность растворения Ca₃(PO₄)₂ изучали с использованием глюкозоаспарагиновой жидкой среды Муромцева (глюкоза 10 г, аспарагин 1 г, калия сульфат 0,2, магния сульфат 0,2 г, трикальций фосфат 5,0 г, водопроводная вода 1000 мл). Содержание подвижного Р₂О₅ определяли по методу Эрдеи на 10 сут после инокуляции. При культивировании штамма сравнения (стандартного) Bac. megaterium, АР-1 вместо Ca₃(PO₄)₂ добавляли высокодисперсный фосфат железа. Полученные данные представлены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что штамм Achromobacter album, 1122 накапливает подвижного фосфора в культуральной среде в 6 раз больше, чем штамм Bac. megaterium, АР-1.

П р и м е р 2. Продуцирование стимуляторов роста растений изучали в жидкой среде Муромцева (состав выше). Среду разливали в колбы Эрленмейера на 250 мл. Культуру выращивали в термостате при температуре 28^оС. Для изучения активности синтеза стимулятора роста растений β-индолилуксусной кислоты (ИУК) в среду добавляли триптофан (исходный продукт для синтеза стимулятора роста из расчета 0,05 мас.). Количество β-индолилуксусной кислоты определяли с помощью реактива Сальковского.

На 10 сут в культуральной среде содержалось 68,3 мкг/мл β-индолилуксусной кислоты (табл. 2).

По способности синтезировать ИУК штамм Achromobacter album, 1122 не уступает известному ростактивирующему консорциуму штаммов Azotobacter chroococcum и Azotobacter vinelandi (авт. св. СССР N 1376831). Последний накапливает на среде Федорова (среда для азотобактера) до 67 мкг/мл ИУК.

П р и м е р 3. Сохранность клеток бактерий на сухих семенах после бактеризации.

Свойство сохранять жизнеспособность клеток бактерий в воздушно-сухих условиях, а также устойчивость их против действия фунгицидов и инсектицидов позволяет применять бактерии для заблаговременной бактеризации семян, что имеет важное значение для производства. Обработка семян сахарной свеклы (шт. Achromobacter album, 1122) проведена заблаговременно на Винницком семенном заводе одновременно с обработкой семян фунгицидом ТМТД, инсектицидом адифуром и прилипателем СМАН-20. Бактеризованные семена сохранялись в кладовой при температуре, которая не опускалась ниже 0^оС. Наблюдали за сохранностью клеток (их численностью) на семенах через определенные промежутки времени. Полученные данные представлены в табл. 3.

Результаты свидетельствуют о достаточной устойчивости штамма против действия воздушно-сухой среды и действия ТМТД и адифура.

П р и м е р 4. Эффективность бактеризации семян сахарной свеклы. Исследование проведено в полевом опыте на черноземе выщелоченном. Почва высокоплодородная. Площадь опытной делянки 50 м², учетной 25 м², повторность четырехкратная. Урожай учитывался полной уборкой учетной площади, сахаристость корнеплодов определялась заводской лабораторией Носовского сахарного завода. Бактеризация семян сахарной свеклы сорта Белоцерковская, 45 проведена в лаборатории заблаговременно до посева 13.02.90, посев осуществлен 12.04.90. В день посева на одном семени находилось около 400 тыс. клеток бактерий. Обработка семян штаммом Bac. megaterium, var. phosphaticum, а также препаратом флавобактерин проведена в день посева (согласно инструкции).

Полученные данные представлены в табл. 4. Из табл. 4 видно, что инокуляция семян сахарной свеклы штаммом Achromobacter album, 1122 обеспечивала резкое уменьшение заболеваемости проростков "корнеедом", повышение урожая на 15% и сахаристости корнеплодов на 0,97% Стандартные штаммы намного уступали по влиянию на урожай и практически не повлияли на сахаристость.

П р и м е р 5. Эффективность бактеризации семян сахарной свеклы, проведенной на заводе совместно с обработкой их ТМТД, адифуром и прилипателем СМАН-20.

Испытание проведено в полевом опыте на черноземе выщелоченном, высокоплодородном. Площадь опытной делянки 50 м², учетной 25 м², повторность четырехкратная. Урожай учитывали полной уборкой учетной площади, сахаристость корнеплодов определялась лабораторией Носовского сахарного завода. Бактеризация семян (сорт Уладовская, 35) проведена 18.03, посев 6.05.91. В день посева на бактеризованном семени находилось около 20 тыс. клеток. Результаты представлены в табл. 5.

Полученные данные свидетельствуют, что бактеризация семян шт. Achromobacter album, 1122 в 2,5 раза увеличила всхожесть, намного уменьшила пораженность проростков "корнеедом", увеличила на 14,4% урожай и на 0,5 сахаристость корнеплодов.

В течение 1989-1991 гг. проведено восемь аналогичных полевых опытов. Во всех случаях получены положительные результаты. Урожайность увеличивалась на 8-21% сахаристость на 0,5-1,0%
П р и м е р 6. Производственное испытание.

Бактеризация семян сахарной свеклы проведена на Винницком семенном заводе 28.01.91 одновременно с обработкой инсектицидом адифуром и прилипателем СМАН-20 из расчета 20 мл культуральной среды (титр 9 млрд. клеток в 1 мл) на 1 кг семян.

Семена были высеяны в колхозе им. Котовского Томашпольского района Винницкой области на темно-серой лесной почве на площади 85 га, контрольная площадь 5 га. Посевная норма 7 кг/га. Учет урожая проведен в ранние сроки уборки 3 сентября, сахаристость определена в заводской лаборатории 5 сентября. Полученные данные представлены в табл. 6.

Результаты свидетельствуют, что заводская бактеризация семян сахарной свеклы, осуществляемая одновременно с их инкрустацией, обеспечивает повышение урожайности и сахаристости корнеплодов. Сбор сахара на 3 сентября увеличился на 10,2 ц/га. В течение 1990-1991 гг. проведено шесть полевых испытаний эффективности бактеризации семян сахарной свеклы штаммом Achromobacter album, 1122 в колхозах Винницкой области. Урожай возрастал на 13-24% сахаристость на 0,5-1,7%
Таким образом, использование штамма Achromobacter album, 1122 улучшает фосфорное питание растений путем растворения в ризосфере Ca₃(PO₄)₂, намного увеличивает всхожесть семян сахарной свеклы, снижает заболеваемость ее проростков "корнеедом", повышает урожай и сахаристость корнеплодов. Штамм пригоден для заблаговременной (заводской) бактеризации, устойчив против действия ТМТД и адифура.

Использование: микробиологическая промышленность, получение препарата на основе штамма бактерий Acromobacter album ВНИИСХМ В-322 Д, повышающего сахаристость и урожай сахарной свеклы. Сущность изобретения: штамм бактерий Achromobacter album выделен из чернозема, выщелоченного на глюкозоаспарагиновой среде в лаборатории почвенной микробиологии Украинского НИИ сельскохозяйственной микробиологии. Штамм депонирован во Всесоюзном научно-исследоватеьском институте сельскохозяйственной микробиологии под регистрационным номером ВНИИСХМ В-322 Д в группе фосформобилизующих микроорганизмов. Для получения бактериального препарата штамм выращивают на глюкозоаспарагиновой среде в колбах на круговой качалке с 200 - 220 об/мин при температуре 37°С в течение 48 - 72 ч. Бактеризацию семян сахарной свеклы проводят одновременно с обработкой инсектицидом адифуром, фунгицидом ТМТД и прилипателем СМАН-20 из расчета 20 мл культуральной среды (титр - не менее 2 млрд. клеток в 1 мл) на кг семян. Бактеризация семян сахарной свеклы этим штаммом увеличивается обеспеченность растений подвижными формами фосфора, повышает содержание сахара в корнеплодах на 0,5 - 1,0% и урожайность на 8 - 24%. При этом возрастает всхожесть семян, уменьшается заболеваемость проростков "корнеедом". 6 табл.

Штамм бактерий Achromobacter album ВНИИСХМ В-322 для изготовления препарата, повышающего сахаристость и урожай сахарной свеклы.