ШТАММ БАКТЕРИЙ AZOTOBACTER CHROOCOCCUM, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ ПОД АМАРАНТ Российский патент 1997 года по МПК C05F11/08 

Изобретение относится к сельскохозяйственной микробиологии и представляет собой новый штамм азотфиксатора Azotobacter chroococcum, который и может быть реализован в микробиологической промышленности для получения различных биологических удобрений.

Известен штамм Azotobacter chroococcum Т-12 (депонирован в Центральном Музее промышленных микроорганизмов ВНИИГенетики за N В-3344), предназначенный для получения бактериального удобрения. Недостатком данного известного штамма является специфичность его действия, распространяющаяся в основном на пасленовые (в частности томаты) и отсутствие какого-либо положительного эффекта в части повышения урожайности амарантовых культур, а также сравнительное высокое содержание нитратов в выращенных с его использованием растениях. Кроме того, изготавливаемые на базе этого штамма бактериальные удобрения обязательно должны содержать торфяной наполнитель.

Известен также штамм Azotobacter chroococcum, депонированный в Центральном Музее промышленных микроорганизмов ВНИИГенетики за N В-3173, предназначенный для получения бактериального удобрения4. Данный штамм по совокупности морфологических и физиолого-биохимических признаков, а также по достигаемому техническому эффекту является наиболее близким к заявляемому нами объекту и выбран нами поэтому в качестве прототипа. Недостатками данного известного штамма также являются специфичность его действия, распространяющаяся лишь на ячмень и близкие к нему зерновые и злаковые культуры и отсутствие положительного эффекта в повышении урожайности амарантовых (в частности амаранта багряного), а также относительно высокое содержание нитратов во всех частях выращенных с его использованием растений. Кроме того, данный штамм размножается и функционирует в ризосфере амаранта в течение не более 1,5 месяцев, что снижает эффективность его действияв плане повышения урожайности.

Целью настоящего изобретения является повышение урожайности амарантовых, снижение содержания нитратов в получаемой из них зеленой массе и увеличение срока жизнедеятельности штамма в атмосфере амаранта.

Декларируемая цель достигается посредством использования нового штамма - Azotobacter chroococcum Ш 25, выделенного из резосферы амаранта багряного (Amaranthus crueutus) при произрастании его на дерново-подзолистой почве с рН 5,5 6,0. Новый штамм депонирован в Центральном Музее промышленных микроорганизмов ВНИИГенетики под N В-6011.

Заявляемый на предмет изобретения штамм Azotobacter chroococcum Ш 25 имеет следующие индивидуальные характеристики.

Морфологические признаки. Клетки штамма в молодом возрасте представляют собой мелкие кокки и диплококки, в зависимости от возраста и среды произрастания их размер колеблется от 0,7 до 1,7 μ. Клетки могут быть ориентированы одиночно, парами или же короткими цепочками, тенденция к образованию которых с возрастом нарастает. Слабоподвижны, капсула вокруг клеток незаметна. На твердых средах образует типичные колонии. Покоящаяся форма циста. При старении культура штамма приобретает коричневую окраску, которая появляется в возрасте 2 3 суток. Пигмент не проникает в среду; окрасить клетки можно различными анилиновыми красителями по Граму.

При росте штамма Azotobacter chroococcum Ш 25 на питательной среде Бэрка штрих 2-суточной культуры цвета слоновой кости, непрозрачный, с блестящей поверхностью; колонии округлой формы с ровными краями, непрозрачные, также цвета слоновой кости.

Физиолого-биохимические признаки. Штамм Azotobacter chroococcum Ш25 - аэроб, оптимальная температура роста 28 30^oC; минимум 15, максимум - 45^oC. Реакция штамма на рН: оптимум 6,9 7,5, минимум 5,8, максимум - 8,8. Штамм В-6011 ассимилирует следующие углеводы: глюкозу, левулезу, декстрин, мальтозу, сахарозу, арабинозу, ксилозу, маннозу, галактозу и спирты: маннит, этанол, глицерин. Не ассимилирует: соли муравьиной, салициловой, олеиновой кислот, метанол, фенол, целлюлозу, лигнин. Использует для своего развития свободный, аммонийный, нитритный и нитратный азот, причем последний вначале превращается штаммом в аммонийный, а затем используетсяазотобактером. На МПА растет хорошо.

Продукты синтеза на питательной среде Бэрка после 4 суток инкубации при 28 30^oC: витамины группы В (биотин 0,09, пиридоксин 1,5, тиамин 0,9 мг/л), индолилуксусная кислота 69,0 мг/л; азотфиксация 0,45 мкГ азота/мл за 1 ч.

Штамм Azotobacter chroococcum Ш 25 обладает способностью прикрепляться к поверхности корней различных амарантовых (Amaranthaceae), в частности амаранта багряного (Amaranthus cruentus), где размножается и функционирует в течение 4 6 месяцев после инокуляции.

Ранее штамм микроорганизма Azotobacter chroococcum Ш 25, зарегистрированный в Центральном Музее промышленных микроорганизмов ВНИИГенетики за N В-6011, с вышеперечисленными характеристиками в литературе не описывался, поэтому можно утверждать о соответствии заявляемого нами объекта первому критериальному признаку изобретения "новизна". И наконец, предлагаемый нами штамм микроорганизмов легко культивируется, производство его без особых трудностей может быть налажено в промышленных масштабах и, следовательно, можно говорить о наличии у заявляемого объекта третьего критериального признака изобретения "промышленная применимость".

Заявляемый нами штамм Azotobacter chroococcum Ш 25 в качестве бактериального удобрения может быть продемонстрирован на следующих примерах.

ПРИМЕР 1.

Недельные проростки амаранта багряного (Amaranthus cruentus) растущие на жидкой питательной среде, обрабатывают суспензией клеток Azotobacter chroococcum Ш 25 и далее выращивают в комнатной теплице в течение 1 сут. Затем корни отделяют и последовательнопромывают 7 раз в среде Бэрка; далее навески корней растирают, разводят и высевают на вышеуказанную питательную среду. Данные по количеству клеток штамма в 1 г корней для этого случая представлены в табл.1.

ПРИМЕР 2.

Выполняют как и пример 1, но проростки Amaranthus cruentus обрабатывают суспензией клеток штамма Azotobacter chroococcum N B-3173.

ПРИМЕР 3.

Осуществляют по схеме примера 1, но вместо указанного в нем штамма используют Azotobacter chroococcum T-12.

Из представленных в табл. 1 данных отчетливо видно, что количество клеток заявляемого нами штамма в 1 г корней Amaranthus cruentus в 8 10 раз больше, нежели у штамма-прототипа, и в 30 50 раз больше, чем у штамма-аналога, что отчетливо свидетельствует о гораздо лучшей способности штамма N В-6011 прикрепляться к поверхности корней амаранта багряного. Отметим, что аналогичные результаты были получены нами и на других видах амарантовых (Amaranthus candatus, Amaranthus mantegazzianus).

ПРИМЕР 4.

Выращивают штамм микроорганизма Azotobacter chroococcum Ш 25 в ферментере в модифицированной среде Бэрка до концентрации клеток 10⁸ 10⁹ клеток/мл. Затем проводят бактеризацию семян Amaranthus cruentus из расчета 1 л препарата на ту порцию и семян, которая является оптимальной для засева 1 га земельных угодий, после чего осуществляют их посев в традиционную для нечерноземной зоны России почву с рН 5,8 6,5. Продолжительность вегетационногопериода составляет 4,5 мес. По окончании его снимают урожай в виде зеленой массы и определяют такие его параметры, как усредненный общий вес растения, его высоту, суммарную урожайность и содержание нитратного азота в различных частях растений. Все эти данные представлены в табл. 2.

ПРИМЕР 5.

Выполняют как и пример 4, но с использованием штамма Azotobacter chroococcum В-3173.

ПРИМЕР 6.

Осуществляют по технологической схеме примера 4, но с использованием штамма Azotobacter chroococcum Т-12.

ПРИМЕР 7 (сравнительный).

Выращивают культуру Amaranthus cruentus по описанной в примере 4 схеме, но без бактеризации его семян каким-либо штаммом.

Как хорошо видно из приводимых в табл.2 данных, использование заявляемого нами штамма Azotobacter chroococcum Ш25 позволяет значительно (на 70 75% ) повысить урожайность Amaranthus cruentus, а также снизить содержание нитратов в различных частях растений (которое особенно отчетливо заметно в случае стеблесоставляющих по массе большую часть получаемой при уборке зеленой массы). К тому же и время жизнедеятельности заявляемого нами штамма (и, следовательно, продолжительность воздействия бактериального удобрения) здесь не менее, чем продолжительность самой стадии вегетации Amaranthus cruentus (> 5 мес.), тогда как у штаммов-прототипов оно составляет лишь 1,2 и 1,5 мес соответственно. Отметим, что аналогичные по характеру результаты были получены нами и в случае других представителей семейства Amarantha ceae (Amaranthus candatus, Amaranthus mantegazzianus), так что заявляемый нами штамм можно использовать в качестве бактериального удобрения для самых различных амарантовых культур.

Использование: сельскохозяйственная микробиология, в частности, получение бактериальных удобрений. Сущность: предложен штамм бактерий Azotobacter chroococcum, который может быть использован для получения бактериального удобрения под амарант. Использование указанного штамма позволяет повысить урожайность возделываемых культур на 70 - 75%. 2 табл.

Штамм бактерий Azotobacter chroococcum ВКПМ В-6011, используемый для получения бактериального удобрения под амарант.