СПОСОБ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЯЧМЕНЯ Российский патент 2003 года по МПК A01C1/02 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам защиты растений в условиях возрастающего техногенного загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами.

Известны различные способы снижения токсического воздействия тяжелых металлов на сельскохозяйственные культуры: внесение повышенных доз органических удобрений (навоз, торф, смесь торфа с минеральными добавками, осадок сточных вод и т. д.) для связывания тяжелых металлов в органические комплексы, известкование и внесение цеолитов для снижения подвижности катионов металлов в малорастворимые комплексы и т.д. (Ю.В. Алексеев. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: ВО "Агропромиздат". ЛО. - 1987, с.99-133).

Однако эффективность снижения токсического действия тяжелых металлов с помощью указанных методов зависит от многих факторов: вида металла, свойств почвы, вида растений и т.д., и обычно невелика. Основным недостатком указанных способов является воздействие не на растения непосредственно, а на среду их обитания, в результате чего уровень снижения токсичности тяжелых металлов малоэффективен. Обычно эффективность указанных средств не превышает 20% в том смысле, что урожай увеличивается не более чем на 20%.

Известен штамм дрожжей Exophiala nigrum, используемый для обработки семян и выращивания растений (патент РФ 2103872, кл. 6 A 01 N 63/00, С 12 N 1/16// (С 12 N 1/16, С 12 R 1/00), 1993, прототип), обеспечивающий при инокуляции семян улучшение роста и развития растений, повышающий урожай растений и устойчивость их к заболеваниям.

Однако действие данного штамма на снижение токсического действия тяжелых металлов на сельскохозяйственные культуры не показано.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в повышении урожайности ячменя в условиях повышенного содержания тяжелых металлов в почве путем снижения токсического действия на ячмень.

Поставленная в изобретении задача решена путем предпосевной инокуляции семян ячменя культурой штамма 10 Agrobacterium radiobacter Д-325, депонированного в Коллекции Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии. Инокуляция указанным штаммом устраняет недостатки применения суспензии А-26 Exophiala nigrum. Бактерии 10 Agrobacterium radiobacter Д-325 способствуют повышению поступления в растения жизненно необходимых макро- и микроэлементов, что эквивалентно внесению в корнеобитаемый слой дополнительного макро- и микроудобрений, что повышает устойчивость растений в стрессовых ситуациях при воздействии тяжелых металлов в высоких концентрациях, в частности свинца и кадмия.

В отношении других тяжелых металлов, кроме свинца и кадмия, из существующего ряда токсичности (Ю.В. Алексеев. Тяжелые металлы в почвах и растениях. - Л.: ВО "Агропромиздат" ЛО, 1987, с.88)
Ag>Hg²⁺>Cd>Ni²⁺>Zn>Tl>Pb>Be>Cr³⁺>Bd>Sr>Li
было выявлено положительное влияние штамма относительно действия свинца и одного из наиболее токсичных элементов - кадмия, следовательно, аналогичный положительный эффект проявляется относительно действия Ni, Zn, Tl, Be, Cr, Ba, Sr, Li и др.

Для бактерий установлен следующий ряд токсичности металлов: Ag>Hg и т.д. Проявление токсичности различных тяжелых металлов относительно идентичны, что свидетельствует о сходстве механизмов воздействия тяжелых металлов на растения. Поэтому воздействие штамма 10 Agrobacterium radiobacter Д-325 на другие тяжелые металлы аналогично.

Пример использования.

Проверка эффективности действия штамма 10 Agrobacterium radiobacter Д-325 проводилась на ячмене сорта "Абава". Азотфиксирующими бактериями 10 Agrobacterium radiobacter Д-325 проведена предпосевная обработка семян. Контрольный вариант - без бактериазации. Перед посевом в почву вносили растворы уксуснокислого свинца и азотнокислого кадмия в дозах 10 ПДК (свинца 300 мг/кг, кадмия 50 мг/кг). В контрольном варианте фон по свинцу составил 18,0 мг/кг, по кадмию - 0,084 мг/кг.

Результаты анализа содержания жизненно необходимых элементов в растениях ячменя после учета урожая приведены в табл 1.

Из табл.1 следует, что на фоне свинца 10 ПДК инокуляция семян штаммом 10 Agrobacterium radiobacter Д-325 способствует возрастанию содержания жизненно необходимых микроэлементов на 50-235%, жизненно необходимых микроэлементов на 16-100%. На фоне кадмия 10 ПДК в почве инокуляция семян штаммом бактерий 10 Agrobacterium radiobacter Д-325 способствует возрастанию в растениях ячменя жизненно необходимых макроэлементов на 10-12%, жизненно необходимых микроэлементов на 10-44%.

Таким образом, под влиянием штамма 10 Agrobacterium radiobacter Д-325 в растениях ячменя возросло содержание жизненно необходимых макро- и микроэлементов, что эквивалентно дополнительному внесению в почву макро- и микроудобрений. Это привело к укреплению физиологических функций организма растений и возрастанию устойчивости в условиях стресса под влиянием тяжелых металлов, что проявилось не только в сохранении, но даже некотором увеличении урожая ячменя (см. табл.2).

Из табл. 1 следует, что на фоне дозы свинца 10 ПДК инокуляция семян 10 Agrobacterium radiobacter Д-325 способствует возрастанию содержания жизненно необходимых макроэлементов Р, S, Cl, К, Са на 50-235%, жизненно необходимых микроэлементов Fe, Mn, Сu, Со, Zn, Mo, J на 16-100%. На фоне кадмия 10 ПДК в почве инокуляция семян штаммом бактерий 10 Agrobacterium radiobacter Д-325 способствует возрастанию в растениях ячменя жизненно необходимых макроэлементов на 10-20%, жизненно необходимых микроэлементов на 10-44%.

Кроме того, под влиянием бактеризации содержание свинца в растениях снижается на 28%, содержание кадмия - на 5%.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что инокуляция семян растений штаммом бактерий 10 Agrobacterium radiobacter способствует снижению токсического действия высоких доз тяжелых металлов свинца и кадмия, в результате чего урожай ячменя не только не снизился, но и несколько увеличился.

Изобретение предназначено для использования в области сельского хозяйства. Способ включает бактериальное воздействие на семена путем предпосевной инокуляции штаммом 10 Agrobacteium radiobacter Д-325, депонированным в коллекции Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии. Изобретение позволяет повысить урожайность ячменя, снизив при этом токсическое действие повышенного содержания тяжелых металлов в почве на растения. 2 табл.

Способ предпосевной обработки семян ячменя, включающий бактериальное воздействие на семена путем предпосевной инокуляции, отличающийся тем, что воздействие осуществляют штаммом 10 Agrobacteium radiobacter Д-325, депонированным в коллекции Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии.