ПРЕПАРАТ ДЛЯ СТИМУЛЯЦИИ РОСТА И ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ ОТ БОЛЕЗНЕЙ Российский патент 1999 года по МПК A01N63/00 

Изобретение относится к микробиологической промышленности и биотехнологии, конкретно к средствам для борьбы с возбудителями заболеваний растений, вызванных онтопатогенными микроорганизмами, и может быть использовано в сельском хозяйстве для защиты растений от болезней.

Для борьбы с болезнями растений все активнее используют препараты, изготовленные на основе различных микроорганизмов, поскольку последние безвредны для полезной фауны, не загрязняют окружающей среды, что наблюдается в случае применения агрохимикатов [1, 2].

Известен, например, препарат для борьбы с паршой картофеля, содержащий суспензию клеток штаммов бактерий Pseudomonas fluorescence biobar V (штамм МД-4f), Enterobacter agglomerans (штамм 2-3В), Pseudomonas sp (штамм F13-I), Acinetobactor sp (штамм M24-I) [3].

Для борьбы с паршой картофеля последний обрабатывают суспензией бактерий с концентрацией 1 • 10⁹ кл/мл.

Недостатком известного препарата является узкий спектр фунгицидного действия последнего, так как он подавляет размножение только грибов рода Streptomyces (бактерии - возбудители парши картофеля).

Известен препарат для стимуляции роста растений, содержащий суспензию клеток штамма бактерий Pseudomonas aureofaciens H16 в концентрации (2 - 4) • 10⁹ кл/мл. Препарат позволяет повысить урожай растений за счет стимулирующей активности, но не защищает растения от различных фитопатогенов [4].

Известен препарат для борьбы с болезнями растений, содержащий цеолит, мелассу, пшеничные и рисовые отруби, суспензию клеток микроорганизмов Cellulomonas flavigene, Aspergillus oryzae, Nitrobacter gilis. Препарат обладает эффективностью для борьбы с болезнями растений, вызванными фитопатоненными грибами рода Basidiomycetes, Rhizoctonia, Helminthosporium [5].

Недостатками известного препарата являются узкий спектр антагонистической активности, многокомпонентность, длительность получения и слабая стимулирующая активность на рост и развитие растений.

Наиболее ближайшим к заявляемому - прототипом является препарат для стимуляции роста и защиты растений от грибов рода Fusaruium и бактерий Erwinia [6] , содержащий суспензию штамма бактерий Pseudomonas putida в концентрации 1 • 10⁹ кл/мл. Предпосевную обработку семян растений данным препаратом проводят из расчета 10⁶ - 10⁷ клеток на 1 г семян. Недостатком известного препарата является узкий спектр его антагонистического действия (только на грибы рода Fusarium и бактерии Erwinia).

Технической задачей изобретения является получение нового биопрепарата с широким спектром антагонистической активности против возбудителей заболеваний растений, а также обладающего стимулирующей активностью на рост и развитие растений.

Поставленная задача достигается предлагаемым препаратом для стимуляции роста и защиты растений от болезней, содержащим следующие компоненты, вес.%:
Комплекс штаммов Pseudomonasspecial 7Г, 7Г2К и 17-2 при соотношении 1:2: 1 - 2:1:2 с концентрацией (2 - 5) • 10¹⁰ кл/мл - 4,5 - 5,5
Гуматы - 5,0 - 10,0
Микроэлементы - 0,02 - 0,05
Вода - Остальное
Штаммы Pseudomonas specias 7Г, Pseudomonas sp 7Г2К и Pseudomonas sp 17-2 выделены из ризосферной популяции микроорганизмов диких злаковых растений в Ордынской лесостепи Новосибирской области. Данные штаммы задепонированы в НИИ "Коллекция культур микроорганизмов" ГНЦ ВБ "Вектор" под регистрационными номерами В-694 (7Г)Б В-695 (7Г2К) и В-696 (17-2). Используемые в заявляемом препарате штаммы Pseudomonas sp 7Г (НИИ ККМ В-694), 7Г2К (НИИ ККМ В-695) и 17-2 (НИИ ККМ В-696) имеют следующие культурально-морфологические и физиолого-биохимические признаки.

1. Культурально-морфологические признаки Грамотрицательные подвижные палочки размером (0,5 - 0,7 ) • (1,2 - 3,8) мкм, с полярными жгутиками, спор не образуют. Морфология колоний на питательных средах определялась после роста в течение 2-3 суток при 28 - 30^oC на среде МПА. Штаммы образуют колонии: штамм 7Г - средние (6 - 8 мм( выпуклые, прозрачные с матовым оттенком, поверхность гладкая, слизистой консистенции, штамм 7Г2К - крупные (10 - 12 мм), белесые, сильновыпуклые, густослизистые, штамм 17-2 - мелкие (3 - 5 мм), слабовыпуклые, прозрачные, гладкие, круглые.

На диагностических средах Кинга:
Кинг А - пигмент отсутствует для всех штаммов;
Кинг Б: штамм 7Г - пигмент желто-зеленый, штамм 7Г2К - интенсивно зеленый, штамм 17-2 - пигмент ярко-зеленый.

2. Физиолого-биохимические свойства.

Все штаммы аэробы, оптимум температуры роста 28 - 30^oC, растут до 41^oС, pH 5,5 - 7,5, оптимум 7,0 - 7,2. В качестве источников углерода используют глюкозу, глицерин, маннит и не усваивают рафинозу, галактозу, мальтозу, сахарозу, сорбит, дульцит.

Штаммы устойчивы к антибиотикам: рифампицину, ампициллину, новобиоцину, хлорамфениколу, канамицину и чувствительны к тетрациклину.

Штаммы хранятся в 25%-ном глицерине при (-20) - (70^oC) или в лиофильно-высушенном состоянии. Штаммы непатогенны для теплокровных животных и человека.

Препарат готовят следующим образом. В три колбы емкостью по 750 мл заливают по 250 мл LB бульона, содержащего (г/л): триптон или пептон - 10,0; дрожжевой экстракт - 5,0; натрий хлористый - 10,0; вода - остальное. Затем отдельно в колбы вносят по 1-2 мл стационарной культуры штаммов Pseudomonas sp. 7Г, Pseudomonas sp. 7Г2К и Pseudomonas 17-2. Выращивание трех культур осуществляют при 30^oC на качалках (250 об/мин) с аэрацией в течение 12 - 16 часов до конечного титра (3 - 6 • 10¹⁰ кл/мл).

Затем в емкость объемом 1 дм³ вносят гуматы, микроэлементы, добавляют 200 - 300 мл воды, перемешивают и прибавляют суспензию клеток комплекса штаммов Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2, взятых в определенном соотношении, до 1 л. Концентрация бактериальных клеток в пересчете на сухой вес составляет в препарате 4,5 - 5,5 вес.%, а титр живых клеток pseudomonassp. составляет в препарате (2 - 5) • 10¹⁰ кл/мл суспензии.

Полученный препарат представляет собой водную суспензию желтовато-бурого цвета, со специфическим запахом, хорошо растворимую в воде.

Определяющими отличиями предлагаемого препарата по сравнению с прототипом являются: в качестве бактериальной культуры используют комплекс штаммов Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2, взятых в оптимальном соотношении, что позволяет повысить фунгицидную активность препарата за счет расширения спектра антагонистического действия в отношении фитопатогенных микроорганизмов. Каждый из входящих в препарат штаммов обладает высокой специфичностью по отношению к определенному фитопатогену, а все вместе обеспечивают высокий уровень стимулирующего и фунгицидного действия. Уменьшение содержания комплекса штаммов клеток микроорганизмов в препарате ниже 4,5% приводит к снижению биологической активности препарата, а увеличение - выше 5,5% практически не приводит к увеличению биологического действия, но может угнетающе действовать на растения, поэтому экономически и практически не целесообразно, в качестве полезной добавки введены гуматы и микроэлементы в экспериментально подобранной оптимальной концентрации, что позволяет повысить стимулирующую активность препарата на рост и развитие растений. Гуматы, выделяемые из почв и торцов, представляют собой смесь высокомолекулярных гуминовых и фульвокислот, а также низкомолекулярных органических кислот (аминокислот, щавелевой, лимонной и др.) и их комплексов с металлами - железом, алюминием, марганцем, цинком, медью. Под влиянием гуматов в организме растений активируются процессы обмена веществ, усиливается дыхание и поступление минерального питания из внешней среды.

Добавка микроэлементов в препарат в количестве 0,02 - 0,05% позволяет повысить стимулирующую активность последнего за счет сбалансированного минерального питания растений.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1. Получение препарата. В мерную колбу объемом 1 л вносят 50 г гуматов, 0,3 г микроэлементов и 200 - 300 мл воды, затем суспензией клеток (с титром 3 - 6 • 10¹⁰ клеток/мл), состоящей из смеси штаммов Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2, в соотношении 1:2:1 доводят объем до 1 л. В результате получают препарат со следующим содержанием компонентов, вес.%:
Комплекс штаммов Pseudomonas sp. 7Г. 7Г2К, 17-2 при соотношении 1:2:1 - 5,0
Гуматы - 5,0
Микроэлементы - 0,03
Вода - 89,97
Полученным препаратом преимущественно обрабатывают семена и вегетирующие растения зерновых культур.

Перед применением препарат разводят водой в соотношении 1:200. Рабочая концентрация раствора заявляемого препарата составляет (1 - 2,5) • 10⁸ кл/мл.

Пример 2. Препарат готовят аналогично примеру 1 и получают целевой продукт со следующим содержанием компонентов, вес.%:
Комплекс штаммов Pseudomonas sp. 7Г. 7Г2К, 17-2 при соотношении 1:1:2 - 4,5
Гуматы - 5,5
Микроэлементы - 0,02
Вода - 89,98
Препарат с данным соотношением компонентов преимущественно используют для предпосевной обработки семян и вегетирующих растений зернобобовых и масличных культур.

Пример 3. Препарат готовят аналогично примеру 1 и получают целевой продукт со следующим соотношением компонентов, вес.%:
Комплекс штаммов Pseudomonas sp. 7Г. 7Г2К, 17-2 при соотношении 2:1:2 - 5,5
Гуматы - 10,0
Микроэлементы - 0,05
Вода - 84,45
Препарат с данным соотношением компонентов наиболее эффективно проявил себя на картофеле и овощных культурах.

Пример 4. Полевые испытания препарата, полученного по примеру 1, содержащего, вес.%:
Комплекс штаммов Pseudomonas sp. 7Г. 7Г2К, 17-2 в соотношении 1:2:1 с концентрацией (2) • 10⁹ кл/мл - 5,0
Гуматы - 5,0
Микроэлементы - 0,03
Вода - 89,97
провели в АОЗТ "Кирзинский" Ордынского района Новосибирской области на поле площадью 3,6 тыс.га для стимуляции роста и защиты мягкой яровой пшеницы Новосибирская-89 от поражения корневыми гнилями. Для этого осуществили предпосевную обработку семян заявляемым препаратом из расчета 50 мл на 1 т. Перед обработкой препарат развели в 10 л воды, рабочая концентрация раствора препарата составила 1 • 10⁸ кл/мл. Контрольные семена обрабатывали химическим препаратом - витавакс 200 фф.

Результаты представлены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что обработка семян заявляемым препаратом позволяет снизить развитие корневых гнилей на первичных и вторичных корнях, способствует лучшему развитию вторичных корней и позволят повысить урожайность на 3 ц/га (в условиях холодной весенне-летней засухи).

Пример 5. Деляночные испытания препарата, полученного по примеру 1, провели в ОПХ Института земледелия и химизации сельского хозяйства РАСХН. Размер учетных делянок - 30 м², повторность четырехкратная, семена обрабатывали методом полусухого протравления.

Для стимуляции роста и защиты яровой пшеницы Лютесценс-25 от поражения корневыми гнилями осуществили предпосевную обработку семян заявляемым препаратом из расчета 50 мл на тонну семян. Перед обработкой препарат развели водой (10 л) в соотношении 1:200. Контрольные семена обрабатывали водой. Для сравнения эффективности заявляемого комплексного препарата, провели аналогичную обработку семян следующими препаратами: Витаваксом 200 фф (3 кг/т), суспензией комплекса штаммов (СКШ) Pseudomonas sp. 7г, 7Г2К, 17-2, взятых в соотношении 1:2:1 в концентрации 5 • 10¹⁰ кл/мл в дозе 50 мл/т; водным раствором гуматов в концентрации 0,025%.

Результаты представлены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что заявляемый препарат характеризуется более высоким стимулирующим и фунгицидным действием, чем препараты, содержащие суспензию клеток бактерий или гуматы по отдельности (синергизм).

Данные по влиянию предпосевной обработки семян яровой пшеницы Лютесценс-25 на развитие корневой гнили на первичных и вторичных корнях в мае-июне 1997 г. представлены в табл. 3.

Из табл. 3 видно, что заявляемый препарат обладает повышенной фитосанитарной фунгицидной активностью, чем препараты - эталоны.

Пример 6. Деляночные испытания препарата, полученного по примеру 2, проводили на опытном участке Института земледелия и химизации сельского хозяйства РАСХН на пшенице Новосибирская 89, кукурузе гибрид Молдавский-23, сое сорта СБНИИК-315. Перед посевом семена пшеницы, кукурузы и сои обработали препаратом из расчета 50 мл на 1 т семян, причем перед обработкой препарат развели водой в соотношении 1:200 (50 мл препарата на 10 л воды), а контролем служили семена, обработанные водой. Повторность опыта 4-х кратная. Площадь каждой делянки 30 м².

Результаты испытаний представлены в табл. 4.

Из табл. 4 видно, что препарат оказывает стимулирующее действие на рост и развитие растений; предпосевная обработка семян в 2 раза ускоряет появление всходов после высева семян.

Пример 7. Полевые испытания препарата, полученного по примеру 3, проводили в АОЗТ "Пригородный" Новосибирской области для защиты растений картофеля от поражения болезнями, вызываемыми фитопатогенными грибами рода Phytophora и Rizoctonia. Для этого провели предпосевную обработку семенного материала препаратом, полученным по примеру 3 из расчета 50 мл на 1 т клубней.

Посадочный материал весом 3,6 т высадили на опытном участке площадью 0,4 га. Данные сравнения урожая с опытного и контрольного участка той же площади представлены в табл. 5.

Из табл. 5 видно, что предлагаемый препарат позволяет защитить растения картофеля от фитопатогенов и повысить урожайность картофеля на 25 - 30%.

Таким образом, использование предлагаемого препарата позволяет по сравнению с препаратом-прототипом обеспечить более широкое антагонистическое действие на фитопатогены (не только на грибы рода Fusarium, но и на фитопатонены рода Alternaria, Bipolaris, Rizoctonia, Phytophora и др.); обеспечить более сильную стимуляцию роста и развития растений за счет оптимального набора основных стартовых компонентов для питания растений (гуматы и микроэлементы) и бактерий, стимулирующих развитие корневой системы, особенно вторичных корней.

Сочетание всех компонентов заявляемого препарата полезно и обосновано тем, что они проявляют заметный синергизм, а препарат в целом характеризуется высокими показателями стимулирующего и фунгицидного действия. При этом норма расхода препарата может быть снижена в 4 - 10 раз по сравнению с препаратом-прототипом (рабочая концентрация водного раствора заявляемого препарата составляет (1 - 2,5) • 10⁸ кл/мл, а прототипа - 1 • 10⁹ кл/мл.

Источники информации
1. Алешина О.А., Биологические методы борьбы с болезнями и вредителями с/х растений. М., "Знание", 1974.

2. Хижняк П.Л. и др. Химическая и биологическая защита растений, 1971, 171 - 172.

3. Заявка Японии N 1-193203A, кл. A 01 N 63/00.Средство для борьбы с паршой картофеля, опубл. 03.08.89.

4. Патент РФ N 200195-C, кл. A 01 N 63/00 "Штамм бактерий Pseudomonas aureofaciens - для получения стимулятора роста растений; опубл. 30.10.93. БИ N 39-40/
5. Заявка Японии N 2-91010A, кл. A 01 N 63/04. Препарат для борьбы с болезнями растений, опубл. 30.03.90 г.

6. Патент РФ N 1805849A3, кл. A 01 N 63/00. Штамм бактерий pseudomonas putida для получения препарата, используемого для стимуляции роста растений и защиты растений от грибов рода Fusarium и бактерий Erwinia; опубл. 30.03.93, БИ N 12.

Изобретение относится к микробиологической промышленности и сельскому хозяйству. Препарат содержит следующие компоненты, вес. %: комплекс штаммов бактерий Pseudomonas species 7Г, 7Г2К, 17-2, взятых в соотношении 1:2:1-2:1: 2 с концентрацией (2-5)х10¹⁰ кл/мл 4,5-5,5, гуматы 5,0-10,0, микроэлементы 0,02-0,05, вода - остальное. Препарат позволяет снизить поражаемость растений болезнями, вызванными широким спектром фитопатогенов, и увеличить урожайность сельскохозяйственных культур, 5 табл.

Препарат для стимуляции роста и защиты растений от болезней, включающий бактериальные клетки микроорганизма рода Pseudomonas и воду, отличающийся тем, что в качестве культуры микроорганизма препарат содержит комплекс штаммов бактерий Pseudomonas species 7Г, Pseudomonas sp. 7Г2К, Pseudomonas sp. 17-2, взятых в соотношении 1:2:1-2:1:2 с концентрацией (2-5)•10¹⁰ кл/мл и дополнительно содержит гуматы с микроэлементами при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Комплекс штаммов Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2 - 4,5 - 5,5
Гуматы - 5,0 - 10,0
Микроэлементы - 0,02 - 0,05
Вода - Остальное