Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть применено в растениеводстве, в т.ч. овощеводстве для предпосевной обработки семян овощных культур.
Основным способом борьбы с инфекционными болезнями растений традиционно является использование химических пестицидов. Широкое развитие химической промышленности привело к значительному удешевлению химических веществ, использующихся для защиты растений, и распространенности их применения.
Известен способ предпосевной обработки семян растений, описанный в заявке ГДР N 268140, пр. 14.01.88 г., опубликованный в бюллетене "ИСМ" N 4 за 1990 г., и называющийся "Способ инкрустации семенного материала".
По этому способу семенной материал протравливается смесью, содержащей инсектициды и фунгициды в соотношении 0,5-10 л протравителя на децитонну семенного материала в зависимости от вида семян.
Недостатками применения фунгицидов, инсектицидов и подобных искусственных препаратов является ухудшение экологической обстановки, нарушение природного баланса, увеличенное содержание вредных для здоровья веществ в собираемой продукции.
В связи с этим в последние годы ведутся интенсивные исследования альтернативных методов защиты растений от инфекционных заболеваний.
Одним из таких методов является использование биологических средств. Обладая относительно высокой антимикробной активностью, они практически не нарушают биологического равновесия, а качество растительной продукции выгодно отличается от продукции, получаемой с помощью минеральных удобрений и химических средств защиты.
Известная немецкая химическая фирма Байер пришла к выводу о перспективности биометода, обладающего высоким экологическим потенциалом в защите растений (Kolb F. "Biologischer Pflanzenschutz als Bestandtiel des integrierten pflazenbaus in Europe", Pflanzenschutz, Nachricht Bayer, 1992, V 45, N 1, p. 99-112).
В литературе описаны многочисленные попытки использования микробов-антагонистов в растениеводстве. Показано, что применение биологических методов экономически более эффективно по сравнению с традиционными химическими методами (Linderman R.S., Moore L.W. "Strategies for detecting and characterizing System for biological control of Soilborne plant pathogens" Plant Discase, 1983, V 67, N 10, p. 1058-1064).
Несмотря на явную предпочтительность биологических мер, они получили ограниченное применение прежде всего из-за отсутствия активных штаммов-продуцентов, технологий производства биопрепаратов и надежных способов их применения в практике растениеводства. Имеющиеся препараты используются, большей частью, для полевых культур (зерновые, технические) и в незначительной мере в овощеводстве. В то же время значимость получения экологически чистой продукции в овощеводстве выше, чем в случае получения таковой с помощью полевых культур.
В России в последние годы нашли применение препараты на основе бактерий из группы Pseudomonas. Препарат под коммерческим названием Ризоплан, действующим началом которого являются живые клетки бактерий Pseudomonas sp., отселектированные на способность подавлять фитопатогены - возбудители корневых гнилей, используются для предпосевной обработки семян преимущественно зерновых культур. Использование Ризоплана предохраняет растения от поражения возбудителями фитофтороза, ложной мучнистой росы, бактериозов (сборник статей "Генетика хозяйственно-ценных признаков высших растений", отв. редакторы Щапова А.И., Колосова Л.Д., ИциГ СО АН СССР, СО ВОГиС им. Н.И.Вавилова, Новосибирск, 1990, с. 194-198).
Известен "Способ обработки семян", описанный в заявке N 2170987 Великобритании с приоритетом от 14.02.85, МКИ 4 A 01 C 1/06, опубликованный в ИСМ N 10 за 1987 г. Указанный способ предусматривает обработку семян составом, состоящим из микроорганизмов, носителя, например отрубей, и клея, такого как смола гатти.
Семена сначала рекомендуется покрывать клеем, а затем связующим и соответствующими микроорганизмами. Наиболее благоприятные результаты получаются при обработке семян пшеницы. Микроорганизмы могут стимулировать их рост (Azospirillum), связывать азот (Rhizobium), предотвращать заболевания растений (Pseudomonas или Bacillus), или же уничтожать насекомых (Streptomyces).
В этом способе наряду с бациллами используют бактерии из родов Pseudomonas, Azospirillum, которые погибают при высушивании, что исключает практически возможность заблаговременной обработки семян (протравливания) и последующего их длительного хранения. Кроме того, в качестве прилипателя в нем используют дорогой и малодоступный клеящий материал - смолу гатти, получаемую из тропических растений.
Существенным недостатком указанного способа является также то, что в случае применения бактерий Bacillus, нанесение на семена такого питательного субстрата, каким являются отруби, вызывает интенсивное развитие на семенах плесневых грибов, что может привести к гибели семян.
Известен также и наиболее близок по технической сущности к заявляемому способу "Способ защиты капусты от бактериальных болезней" по патенту N 1793878 с приоритетом от 10.12.90 г., опубликованному 07.02.93 г. в Бюллетене изобретений РФ N 5 (прототип для способа).
По названному способу для защиты капусты от бактериозов семена капусты после гидротермической обработки обрабатывают суспензией штамма бактерий "Pseudomonas sp. BKПM В-3481" в концентрации 106 - 109 клеток/мл из расчета 20 мл на 1 кг семян. Перед высадкой в поле корневую систему саженцев капусты обрабатывают вновь бактериальной суспензией, а затем ею опрыскивают растения в фазе кочанообразования.
Применение бактериальной суспензии "Pseudomonas sp.BKПM В-3481" снижает развитие сосудистого и слизистого бактериозов и увеличивает урожайность капусты.
Однако Ризоплан имеет следующие недостатки:
- во-первых, культивирование бактерий "Pseudomonas sp. BKПM В-3481" производится на богатых питательных средах (глицерин, пептон (среда Кинг Б), которые дефицитны и дороги;
- а, во-вторых, в связи с тем, что бактерии Pseudomonas являются неспоровыми бактериями, после обработки (инокуляции) семян Ризопланом, последующее высушивание этих обработанных семян приводит практически к полной гибели бактерий в течение 2-3 дней. Это предопределяет невозможность заблаговременной обработки семян Ризопланом, что создает большие неудобства при работе с этим препаратом.
К заявляемому способу получения препарата для предпосевной обработки семян наиболее близок по технической сущности состав протравителя, описанный в указанной выше заявке ГДР N 268140 (прототип для препарата).
В соответствии с ней протравитель представляет собой смесь из следующих компонентов, взятых в соотношениях: 5-20 г жидкого стекла на 100 мл дисперсии поливинилацетата (ПВА) с фунгицидами и инсектицидами, концентрация которых составляет 3-16%. Адгезионная способность фунгицидов и инсектицидов состава с семенным материалов составляет в среднем 99,5 %.
Недостатки применения фунгицидов и инсектицидов указаны выше.
Задачей заявляемой группы изобретений является повышение эффективности защиты овощных культур от инфекционных болезней путем предпосевной обработки их семян, ускорение всхожести и повышение урожайности.
Указанная задача решается за счет того, что в способе предпосевной обработки семян, их обрабатывают биофунгицидным препаратом, содержащим штамм бактерии-антагониста, причем в качестве штамма бактерии-антагониста используют штамм споровой бактерии "Bacillus subtilis Ч-13".
Штамм "Bacillus subtilis Ч-13" депонирован под регистрационным номером ВНИИСХМ Д-606 от 10 сентября 1998, в группе эпифитных микроорганизмов.
Экспериментально установлено, что штамм бактерии "Bacillus subtilis Ч-13" обладает четко выраженным антибиотическим действием относительно всех основных фитопатогенных грибов: фузарий, ризоктоний, вертицилла, обитающих в почве или на поверхности семян. При этом бактерии образуют споры, что позволяет сохранить и сам препарат, приготовленный на их основе, и обработанные этим препаратом семена без потери жизнеспособности бактерий в течение длительного срока. Гарантийный срок хранения состава составляет 6 месяцев с момента его получения.
В частном случае реализации заявляемого способа предпосевную обработку семян овощных культур осуществляют препаратом, содержащим штамм бактерии "Bacillus subtilis Ч-13", в соотношении с весом обрабатываемых семян, которое зависит от размера семян и степени шероховатости их поверхности. Опытным путем установлено, что для разных видов семян требуются следующие соотношения:
- для мелких и шероховатых семян, например таких, как семена моркови, свеклы, томатов, салата, петрушки, сельдерея - 110-130 г препарата на 1 кг семян;
- для средних гладких семян, например таких, как семена капусты, редиса, огурцов, кабачков, репы, укропа - 70-90 г препарата на 1 кг семян;
- для крупных семян с гладкой поверхностью, например таких, как семена кукурузы, гороха, фасоли - 30-50 г препарата на 1 кг семян.
Таким образом оптимальный результат предпосевной обработки достигается в зависимости от вида семян при соотношении 30-130 г препарата на 1 кг семян.
В частном случае реализации способ предпосевной обработки семян овощных культур состоит из их обработки препаратом, содержащим штамм бактерии "Bacillus subtilis Ч-13", и последующего их подсушивания одним из известных способов при температуре 40-50oC до влажности семян 12-14%.
Операция подсушивания семян после их обработки жидким антибактериальным препаратом позволяет высевать эти семена не только сразу после их обработки, но и спустя достаточно продолжительный срок - до полугода после обработки, что позволяет осуществлять обработку семян впрок с последующим их хранением до посева.
При этом подсушивание проводят любым способом при температуре, не оказывающей термотравмирующего воздействия на семена растений, то есть не превышающей 55oC. Опытным путем установлено, что оптимальный результат получается, если семена подсушивают одним из известных способов при температуре 40-50oC.
Кроме того, подсушивание семян проводят любым способом до состояния их влажности, не ниже естественной, то есть до влажности не менее 12%. Опытным путем установлено, что оптимальный результат получают при подсушивании семян до влажности 12-14%.
Реализация заявляемого способа осуществляется при помощи препарата для предпосевной обработки семян овощных культур, способ получения которого заключается в смешивании эмульсии поливинилацетата (ПВА) и биологически активных веществ, в качестве которых используют смесь из культуральной жидкости, содержащей штамм бактерии "Bacillus subtilis Ч-13" в концентрации 106 - 107 кл/мл, наполнителя (стерильного мела или доломита) и водного разбавителя (воды или водного раствора веществ, нетоксичных для семян и бактерий), причем штамм бактерии "Bacillus subtilis Ч-13" культивируют в жидкой стерильной питательной среде, содержащей 4% пшеничных отрубей и 0,3% мела, на качалке или в ферментере при 30±1oC в течение 24-36 часов, а компоненты для получения препарата смешивают в следующих соотношениях, выраженных в процентах от итогового веса препарата:
эмульсия ПВА - 20 ± 2%,
культуральная жидкость - 20 ± 2%
водный разбавитель - 20 ± 2%
наполнитель (стерильный мел или доломит) - остальное
Штамм бактерии "Bacillus subtilis Ч-13" выращивают на доступной питательной среде, состоящей из отрубей и мела, что является значительным преимуществом по сравнению, например, со способом культивирования псевдомонад, в котором используют дефицитные и дорогие питательные среды.
При таком способе культивирования питательные вещества отрубей практически полностью утилизируются бактериями, что предотвращает развитие плесневых грибов на семенах после их обработки биофунгицидным препаратом.
Концентрация (количество жизнеспособных клеток и спор) штамма бактерии "Bacillus subtilis Ч-13" должна составлять 106 - 107 клеток на 1 мл культуральной жидкости. Использование концентрации менее 106 кл/мл ведет к снижению эффекта, а увеличение концентрации свыше 107 кл/мл не приводит к увеличению эффективности защитного действия.
В качестве наполнителя в препарате используют природный мел (строительный) или доломит из-за способности указанной бактерии активно колонизировать эти материалы. При этом мел предварительно подлежит обязательной стерилизации (термической или радиационной) с целью удаления микрофлоры, включая банальные бактерии.
Прикрепление к семенам бактерий и мела осуществляется с помощью адгезива (прилипателя). В качестве адгезива используют 15% водный раствор поливинилацетатной эмульсии (ПВА) благодаря ее нетоксичности для предлагаемых бактерий и обрабатываемых семян, а также невысокой стоимости.
В качестве водного разбавителя используют воду или водные растворы безвредных веществ для семян растений и бактерии "Bacillus subtilis Ч-13".
Процентное соотношение компонентов для получения биофунгицидного препарата определено опытным путем. Использование компонентов в меньшем количестве чем указано ведет к снижению эффекта, а их использование в большем количестве - не приводит к увеличению эффективности защитного действия препарата.
В частном случае реализации способа получения препарата для предпосевной обработки семян овощных культур, в качестве водного разбавителя используют водный раствор красителя, нетоксичного для семян растений и бактерии "Bacillus subtilis Ч-13".
Краситель используют для маркировки обработанных семян, которая позволяет легко отличать обработанные семена от необработанных и придает им хороший товарный внешний вид. В качестве красителя могут быть использованы практически любые водорастворимые краски, нетоксичные для бактерий и растений. При этом предпочтения отдают пищевым красителям, например таким как "зеленый прочный" (E143), "эритрозин" и другие.
Пример 1.
Выращивают культуру бактерий "Bacillus subtilis Ч-13" в жидкой стерильной питательной среде, содержащей 4% пшеничных отрубей и 0,3% мела, на качалке или в ферментере при 30±1oC в течение 24-36 часов. В культуральной жидкости накапливают 107 клеток/мл. Затем получают биофунгицидный препарат путем смешивания:
50 мл - культуральной жидкости,
107 г - стерильного мела (тонкий порошок),
50 мл - эмульсии ПВА (15% водный раствор),
50 мл - воды.
10 кг семян капусты помещают во вращающийся барабан (30 об/мин), диаметром 700 мм и порциями вносят 800 г биофунгицидного препарата; барабан вращают 2-3 минуты. Обработанные семена высевают.
Пример 2.
Выращивают культуру бактерий "Bacillus subtilis Ч-13" как указано в примере 1, и получают культуральную жидкость с титром 106 кл/мл.
Затем получают биофунгицидный препарат путем смешивания:
50 мл - культуральной жидкости,
110 г - доломита (тонкий порошок),
50 мл - эмульсии ПВА (15% водный раствор),
50 мл - краситель зеленый прочный E-143 (1% водный раствор).
Полученным препаратом обрабатывают 8 кг семян моркови или свеклы (кормовая, столовая), как описано в примере 1, взяв 960 г препарата к указанному весу семян. Затем семена высыпают из барабана на поддон и подсушивают в потоке воздуха температурой 40-50o до исходной влажности (12-13%). Хранят семена до посева в течение 6 месяцев (гарантийный срок).
В таблице 1 представлены некоторые результаты, характеризующие степень эффективности биологической защиты овощей путем предпосевной обработки их семян препаратом Ризоплан и предлагаемым способом по отношению к основным фитопатогенным грибам.
В таблице 2 приведены сравнительные данные показателя всхожести некоторых видов овощей в зависимости от того, обрабатывались их семена биофунгицидным препаратом или нет, а также от того, каким биопрепаратом они обрабатывались.
Из приведенных таблиц видно, что эффективность предлагаемого способа обработки семян овощей с помощью препарата, содержащего "Bacillus subtilis Ч-13", полученного предлагаемым способом, выше, чем при обработке препаратом Ризоплан.
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть применено в овощеводстве. Предпосевную обработку семян осуществляют биофунгицицным препаратом, содержащим штамм споровой бактерии-антагониста "Bacillus subtilis Ч-13". Оптимальный результат предпосевной обработки достигается при соотношении 30 - 130 г препарата на 1 кг семян, в зависимости от их размера и шероховатости поверхности. Семена после непосредственной обработки препаратом подсушивают одним из известных способов при 40 - 50°С до влажности семян 12-14%. Способ получения биофунгицидного препарата заключается в смешивании эмульсии поливинилацетата (ПВА) и биологически активных веществ. В качестве последних используют смесь из культуральной жидкости, содержащей штамм бактерии "Bacillus subtilis Ч-13" в концентрации 106 - 107 кл/мл, наполнителя (стерильного мела или доломита) и водного разбавителя (воды или водного раствора веществ, нетоксичных для семян и бактерий). Причем штамм бактерии "Bacillus subtilis Ч-13" культивируют в жидкой стерильной питательной среде, содержащей 4% пшеничных отрубей и 0,3% мела, на качалке или в ферментере при 30 ±1°С в течение 24 - 36 ч. Компоненты для получения препарата смешивают в следующих соотношениях, выраженных в процентах от итогового веса препарата: эмульсия ПВА - 20 ±2%, культуральная жидкость - 20 ±3%, водный разбавитель - 20 ±2%, наполнитель (стериальный мел или доломит) - остальное. В качестве водного разбавителя используют водный раствор красителя, нетоксичного для семян растений и бактерии "Bacillus subtilis Ч-13". Изобретение позволит повысить эффективность защиты овощных культур от инфекционных болезней путем предпосевной обработки их семян, ускорение всхожести и повышение урожайности. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 2 табл.
Эмульсия ПВА - 20±2
Культуральная жидкость - 20±2
Водный разбавитель - 20±2
Стерильный мел или доломит - Остальное
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве водного разбавителя используют водный раствор красителя, нетоксичного для семян растений и микроорганизмов.
| Способ защиты капусты от бактериальных болезней | 1990 |
|
SU1793878A3 |
| СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ | 0 |
|
SU268140A1 |
| ЦВЕТНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ИНДИКАТОРНАЯ ПАНЕЛЬ | 1998 |
|
RU2170987C2 |
