ШТАММ БАКТЕРИЙ BACILLUS POLYMYXA ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТИМУЛЯТОРА РОСТА САХАРНОЙ СВЕКЛЫ Российский патент 1995 года по МПК C05F11/08 C12N1/20 C12N1/20 C12R1/07 

Изобретение относится к микробиологическим средствам улучшения питания растений и их защиты. Новый штамм активно растворяет трикальцийфосфат почвы, обеспечивая тем самым доступность этой формы соединений фосфора растениям, снижает заболеваемость проростков сахарной свеклы "корнеедом", что способствует увеличению урожая и сахаристости корнеплодов этой культуры.

Цель изобретения получение эффективного штамма фосформобилизующих микроорганизмов для инокуляции семян сахарной свеклы, изготовления на его основе соответствующего бактериального препарата.

Мобилизация микроорганизмами фосфора из почвенных резервов позволяет покрыть дефицит в удобрениях, является экологически чистым, естественным и экономически очень эффективным способом повышения урожайности растений.

Известно использование эндомикоризного везикулярно-арбускулярного гриба Glomus для улучшения фосфорного питания растений (авт. св. СССР N 1145503).

Однако пока не разработана эффективная технология его применения. Так, инокулянт накапливают на вегетирующих растениях, доза препарата (инфицированных корней) очень большая до 3 т/га, что для полеводства экономически неприемлемо.

Известно бактериальное удобрение фосфоробактерин, которое приготавливалось на основе микроорганизма, разлагающего органофосфаты Bacillus 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. megate- rium, АР-1 (авт. св. N 1633897), растворяющий железофосфаты.

Однако в связи с последним он рекомендуется для применения лишь на почвах, богатых фосфатами железа (дерново-подзолистые и торфо-болотные) под овощные культуры. Предлагаемый штамм активно развивается в лесостепных и степных почвах, растворяя в них фосфаты кальция, приживается в ризосфере сахарной свеклы.

Известны также попытки использовать под сахарную свеклу флавобактерин, который приготавливается на основе азотфиксирующих бактерий. Однако предлагаемый штамм фосформобилизующих бактерий более эффективен.

Новый штамм Bacillus polymyxa, КВ хранится в коллекции Всесоюзного НИИ сельскохозяйственной микробиологии (г. Ленинград) под регистрационным номером ВНИИСХМ В-324 Д в группе фосформобилизующих микроорганизмов, а также в лаборатории почвенной микробиологии Украинского НИИ сельскохозяйственной микробиологии. Он выделен из темно-серой окультуренной (огородней) почвы (пояс выщелоченных черноземов северной лесостепи Украины) на картофельной среде. Идентифицирован в соответствии с "Кратким определителем бактерий" Берги.

Морфологические и культуральные признаки.

Крупные грамположительные подвижные палочки 1,1-1,3 х 3,0-5,0 мкм, одиночные, в парах и коротких цепочках. При спорообразовании клетка раздувается лимоновидно с некоторой клостридиальностью (веретенообразностью). Споры крупные, овальные (эллиптические). После частых пересевов на богатых питательных средах прекращают спорообразование, при этом палочки приобретают зернистость. На крахмальных средах клетки накапливают гранулезу.

Колонии бесцветные, плоские, гладкие, вязкие, иногда имеют пальчатые выросты.

Физиологические свойства.

Факультативный аэроб, восстанавливает нитраты, сероводород не образует. Желатину гидролизует. Ассимилирует (сбраживает) крахмал, мальтозу, маннозу, лактозу, глюкозу, сахарозу, арабинозу, рафинозу. При этом образует кислоты молочную, уксусную, а также этиловый спирт, бутилен-гликоль, сильно газит. Дульцит не усваивает. Фиксирует атмосферный азот. Подкисляет среду до рН 4,2.

Способы размножения, условия хранения.

Выращивают на картофельной среде высоким столбиком при температуре 28^оС в течение до 7 сут.

Состав среды: 200 г горячего картофеля растирают в водном растворе солей, г: KH₂PO₄ 0,5; K₂HPO₄ 0,5; MgSO₄ 0,5; NaCl 0,5; FeSO₄ 0,01; MnSO₄ 0,01 плюс 1 мл раствора микроэлементов по Федорову, доводят до объема 1000 мл.

В приготовленную картофельную кашицу вносят 10 г CaCO₃ и нагревают при 1,5 атм в течение 10-15 мин, затем перемешивают, разливают по пробиркам и стерилизуют при 1 атм в течение 30 мин, рН среды 7,4-7,5.

Хранится на картофельном агаре при комнатной температуре под вазелиновым маслом. Можно сохранять и на средах без масла. В течение года делают 4 пересева.

Хранение в высушенном состоянии на адсорбентах.

В качестве адсорбента используется почва, мелкозернистый песок. Стерильный адсорбент, помещенный в ампулы или пенициллиновые флаконы, смешивают с густой суспензией клеток и высушивают под вакуумом или при комнатной температуре. Затем ампулы запаивают, флаконы закрывают.

Диссоциация культуры при хранении не наблюдается. Однако после ряда пересевов на богатых средах спор не образуется.

Штамм устойчив к антибиотикам. Активно размножается в присутствии стрептомицин сульфата в концентрации 10 мг/мл.

Непатогенен для теплокровных животных.

Положительные свойства штамма.

П р и м е р 1. Активность растворения Ca₃(PO₄)₂. Штамм Bacillus polymyxa, KB культивировали на картофельной среде с внесением 0,5% Ca₃(PO₄)₂. Штамм сравнения (стандартный) Bac. megaterium, АР-1 культивировали на глюкозоаспарагиновой среде (глюкоза 10 г, аспарагин 1 г, K₂SO₄ 0,2 г, MgSO₄˙7H₂O 0,2 г) с внесением фосфата железа.

Полученные данные представлены в табл. 1.

Штамм Bacillus polymyxa, KB накапливает на 10 сут. 52 мг/100 мл подвижного фосфора. Известный наиболее активный в этом отношении штамм Bac. megaterium, АР-1 13,7 мг и лишь на 25 сут 44,6 мг.

П р и м е р 2. Эффективность бактеризации семян сахарной свеклы. Исследование проведено в полевом опыте на черноземе выщелоченном. Обеспеченность почвы питательными веществами выше среднего уровня. Площадь опытной делянки 50 м², учетной 25 м², повторность четырехкратная. Бактеризация семян штаммом Bacillus polymyxa, KB проведена заблаговременно до посева 13.02.90 из расчета около 250 тыс. клеток на семя. Посев осуществлен 12.04.90. В день посева на одном семени находилось около 160 тыс. клеток. Бактеризованные семена до посева хранились в кладовой при температуре не ниже 0^оС. Обработка семян флавобактерином и штаммом Bac. megaterium, var. phosphaticum проведена в день посева (согласно существующей для них инструкции). Полученные результаты представлены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что инокуляция семян сахарной свеклы штаммом Bacillus polymyxa, KB улучшила фосфорное питание растений. Содержание фосфора в корнеплодах увеличилось с 0,35 до 0,54% Урожай возрос на 15% значительно больше, чем под влиянием стандартных штаммом микроорганизмов.

Важно отметить, что обработку семян шт. Bacillus polymyxa, KB, как свидетельствуют результаты опыта, можно проводить заблаговременно, что имеет большое значение для производства. Клетки и их споры сохраняют жизнеспособность на семенах длительное время не менее шести месяцев.

П р и м е р 3. Влияние бактеризации на заболеваемость проростков сахарной свеклы "корнеедом". Полевые опыты проведены на вышеуказанной почве. Бактеризация семян проведена заблаговременно за 1,5 месяца до посева. ПРи этом обрабатывались как чистые, не протравленные семена, так и семена, обработанные фунгицидом ТМТД наиболее эффективным веществом, которое применяется на производстве против "корнееда".

Результаты представлены в табл. 3.

Полученные данные свидетельствуют, что ядохимикат ТМТД лишь частично предупреждает заболеваемость проростков. Обработка семян сахарной свеклы штаммом Bacillus polymyxa, KB намного (в несколько раз) снижает пораженность проростков даже по фону ТМТД.

Эффективность заблаговременной бактеризации семян сахарной свеклы штаммом Bacillus polymyxa, KB (влияние на фосфорное питание, урожай, пораженность "корнеедом") изучена в восьми полевых опытах, в том числе при совмещении с применением фунгицида ТМТД и инсектицида адифура. Во всех опытах получены положительные результаты.

П р и м е р 4. Эффективность бактеризации семян сахарной свеклы в производственных посевах. Испытания проведены в колхозе им. Димитрова Томашпольского района Винницкой области. Семена пробактеризованы на Винницком семенном заводе 1 февраля 1990 г. совместно с обработкой инсектицидом адифуром, фунгицидом ТМТД и прилипателем СМАН-20, высеяны 26 марта 1990 г. в двух полях. В поле N 7 (чернозем оподзоленный) бактеризованные семена посеяны на площади 80 га, контрольные (небактеризованные) на 10 га (в середине поля), В поле N 8 (темно-серая лесная почва) бактеризованные семена высеяны на площади 45 га, контрольные на площади 5 га. Учет урожая проведен сплошной уборкой всех массивов. Полученные данные представлены в табл. 4.

Из табл. 4 видно, что заблаговременная заводская бактеризация обеспечила увеличение урожайности сахарной свеклы на 14-17%
П р и м е р 5. Влияние на сахаристость. Исследования проводили в полевых опытах (под Черниговом и в Носовке) и в производственных посевах (Томашполь). Бактеризация семян проводилась заблаговременно на Винницком семенном заводе при подготовке семян (калибровка, инкрустация). Сахаристость убранных корнеплодов определялась заводскими лабораториями на Носовском и Томашпольском сахарных заводах. Результаты представлены в табл. 5.

Из табл. 5 видно, что бактеризация семян способствует увеличению сахаристости корнеплодов сахарной свеклы на 0,3-0,6%
Совмещение бактеризации с обработкой семян фунгицидом ТМТД и инсектицидом адифуром не снимает положительного действия препарата.

Таким образом, использование штамма Bacillus polymyxa, KB улучшает фосфорное питание растений путем растворения в ризосфере Ca(PO₄)₂, многократно снижает заболеваемость растений "корнеедом", повышает урожай и сахаристость корнеплодов сахарной свеклы. Штамм пригоден для заблаговременной бактеризации семян, может рекомендоваться для использования на семенных заводах при подготовке семян сахарной свеклы (при дражировании и инкрустации).

Использование: изобретение относится к микробиологической промышленности, производству средств повышения урожайности сахарной свеклы и касается нового штамма фосформобилизующих микроорганизмов для производства бактериального препарата - стимулятора роста. Сущность изобретения: штамм бактерий Bacillus polymyxa выделен из темно-серой окультуренной почвы на картофельной среде N3. Штамм депонирован во Всесоюзном НИИ сельскохозяйственной микробиологии под регистрационным номером ВНИИСХМ B-324D в группе фосформобилизующих микроорганизмов. Для получения бактериального препарата штамм выращивают на картофельной среде N3 при температуре 28°С в течение пяти суток. Инокуляция семян сахарной свеклы проводится совместно с протравливанием семян инсектицидом адифуром, фунгицидом ТМГД и прилипателем СМАН-20 на семенных заводах из расчета 20 мл культуральной среды (титр не менее 2 млрд. клеток в 1 мл) на 1 кг семян. Бактеризация семян сахарной свеклы этим штаммом увеличивает обеспеченность растений фосфором, стимулирует их рост, многократно снижает заболеваемость проростков "корнеедом", повышает урожай на 8-17% и сахаристость корнеплодов на 0,3-0,5%. Штамм пригоден для заблаговременной бактеризации семян. 5 табл.

Штамм бактерий Bacillus polymyxa ВНИИСХМ В-324Д для производства стимулятора роста сахарной свеклы.