СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕПАРАТА ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН И ВЕГЕТИРУЮЩИХ РАСТЕНИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР, ПЛОДОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ И ЯГОДНЫХ КУСТАРНИКОВ Российский патент 2003 года по МПК A01N63/00 A01C1/06 C12N1/20 C12N1/20 C12R1/07 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть применимо в растениеводстве, в том числе в картофелеводстве и овощеводстве, в садоводстве, виноградарстве для предпосевной обработки семян и опрыскивания вегетирующих растений.

Основным способом борьбы с инфекционными болезнями растений традиционно является использование химических препаратов. Использование пестицидов в больших объемах породило проблему резистентности вредных объектов и экономическую проблему роста затрат на защитные мероприятия и экологическую безопасность загрязнения окружающей среды.

Недостатками применения фунгицидов, инсектицидов и подобных искусственных препаратов является ухудшение экологической обстановки, нарушение природного баланса, увеличенное содержание вредных для здоровья веществ в сельскохозяйственной 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 значительно улучшается.

В литературе описаны многочисленные попытки использования микробов-антагонистов в растениеводстве. Показано, что применение биологических методов экономически более эффективно по сравнению с традиционными химическими методами (Защита и карантин растений. 2 - 1997. - С. 13. Вторая Всероссийская; научно-теоретическая конференция "Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности", Ч.II, 1-4 октября 1996 г.).

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.

В России в последние годы стали появляться 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. Ризоплан предохраняет растения от поражения возбудителями фитофтороза, ложной мучнистой росы, бактериозов (Защита и карантин растений. - 8, 1996 - С. 14-15). Однако препарат имеет следующие недостатки: во-первых, культивирование бактерий "Pseudomonas sp. ВКПМ B-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 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.

Биологический препарат Псевдобактерин-2 защитного и стимулирующего действия на основе клеток бактерий рода Pseudomonas aureofaciens. Действующим началом препарата являются живые бактериальные клетки, колонизирующие корни, стебли и листья растений, подавляя при этом рост и развитие патогенов. Препарат практически полностью избавляет растение от корневых гнилей, прибавка урожая огурца и томатов в теплицах при применении Псевдобактерина-2 составила 18-20% (Защита и карантин растений. - 7, - 1999. - С. 14-15). Недостатком этого препарата, как и в первом случае, является то, что ограничен срок жизнедеятельности бактериальных клеток, что для сельскохозяйственного производителя крайне нежелательно.

Эффективность и рентабельность биологических препаратов можно повысить, если использовать их в комплексе с регуляторами роста растений. Такой прием направленно воздействует на рост и развитие растений от всходов до получения урожая, активизирует их иммунитет. Регуляторы роста, как правило, оказывают многофункциональное действие на растения - увеличивают их высоту, массу надземной части и корней, продуктивную кустистость, озерненность колоса, способствуют формированию более крупных зерновок, повышают устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды и заболеваниям. В последнее время создаются биологические препараты комплексного действия, сочетающие в себе как фунгицидные, так и стимулирующие признаки. К ним относятся Фитоспорин, Агат-25К, Альбит.

В качестве прототипа выбрано изобретение 2099947 от 27.12.97 г. (Российские патенты и заявки на изобретения, 1994-2001 г.) "Биопрепарат Фитоспорин для защиты растений от болезней". Препарат содержит штамм споровой бактерии-антагониста "Bacillus subtilis ВНИИСХМ 128" с концентрацией клеток 1•10⁹-1•10¹⁰ клеток в 1 мл физиологического раствора в количестве 92-98 об. % и наполнитель в количестве 2-8 об.%. Вышеуказанный штамм характеризуется высокой антогонистической активностью в отношении широкого спектра фитопатогенных бактерий и грибов и может быть использован для защиты различных видов растений, в частности сельскохозяйственных, декоративных, древесных. Фитоспорин является экологически чистым препаратом и безвредным как для растений, так и для теплокровных.

Недостаток препарата Фитоспорин - присутствуют только споровые бактерии, в то время как для повышение иммунитета, усиленного роста и развития растений желательны дополнительно микроэлементы и стимуляторы.

Задачей заявляемой группы изобретений является повышение эффективности защиты зерновых, овощных культур, картофеля, плодовых деревьев и ягодных кустарников от инфекционных болезней путем предпосевной обработки их семян, опрыскивания вегетирующих растений.

Указанная задача решается за счет того, что семена их обрабатывают биофунгицидным препаратом, содержащим штамм бактерии-антогониста, причем в качестве штамма бактерии-антогониста используют штамм споровой бактерии "Bacillus subtilis 24Д (ВНИИСХМ 129)", гуматы и микроэлементы (биопрепарат Интеграл), этим же составом проводят опрыскивание вегетирующих растений с целью стимуляции и защиты взошедших растений от патогенной микрофлоры.

Данный способ защиты и стимуляции растений испытан в полевых опытах в различных почвенно-климатических условиях и на различных культурах с высокой эффективностью. Бактерии данного штамма активны в отношении широкого спектра фитопатогенных бактерий из родов Erwinia, Pectobacterium, Pseudomonas, Xanthomonas, а также грибов классов фикомицеты и несовершенные грибы. Бактерии "Bacillus subtilis 24Д (ВНИИСХМ 129)" образуют споры, что значительно повышает сохранность препарата 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 сельскохозяйственных культур осуществляют препаратом, содержащем штамм бактерии "Bacillus subtilis 24Д (ВНИИСХМ 129)", гуматы и микроэлементы. Опытным путем установлено, что для обработки зерновых культур и картофеля оптимальная доза препарата составила 1,5 литра на тонну семян.

В частном случае реализации способ предпосевной обработки семян овощных культур состоит из их обработки препаратом, содержащим штамм бактерии "Bacillus subtilis 24Д (ВНИИСХМ 129)", гуматы, микроэлементы в дозе 20 мл на 1 кг семян.

В частном случае реализации способ предпосевной обработки семян и опрыскивания вегетирующих растений состоит из обработки посевов зерновых, овощных культур, картофеля препаратом, содержащим штамм бактерии "Bacillus subtilis 24Д (ВНИИСХМ 129)", гуматы, микроэлементы из расчета 2,0 л/га.

В частном случае реализации способ предпосевной обработки семян и опрыскивания вегетирующих растений состоит из обработки плодовых деревьев и ягодных кустарников препаратом, содержащим штамм бактерии "Bacillus subtilis 24Д (ВНИИСХМ 129)", гуматы, микроэлементы из расчета 50 мл на 2-3 дерева/кустарника.

Реализация заявляемого способа осуществляется при помощи препарата для предпосевной обработки семян и вегетирующих растений сельскохозяйственных культур, плодовых деревьев и ягодных кустарников, способ получения которого заключается в смешивании биологически активных веществ, в качестве которых используют смесь из культуральной жидкости, содержащей штамм бактерий "Bacillus subtilis 24Д (ВНИИСХМ 129)" в концентрации 5•10⁹ кл./мл, гуматов, микроэлементов, причем штамм бактерий "Bacillus subtilis 24Д (ВНИИСХМ 129)" культивируют в жидкой питательной среде на ферментерах в течение 48 часов, а компоненты для получения препарата смешивают в следующих соотношениях, выраженных в процентах от итогового веса препарата: культуральная жидкость - 70-75, гуматы - 20, микроэлементы - 5-10.

Штамм бактерий "Bacillus subtilis 24Д (ВНИИСХМ 129)" выращивают на доступной питательной среде с мелассой, что является значительным преимуществом по сравнению со способов культивирования псевдомонад, в котором используют дефицитные и дорогие питательные среды.

Гуматы, входящие в состав препарата, выполняю двойную роль: во-первых, для бацилл они являются консервантом, что препятствует падению титра клеток продолжительное время - 6 месяцев, и во-вторых, прекрасным стимулятором роста и развития для растений на первом этапе развития. Впоследствии эту функцию выполняют микроорганизмы.

Микроэлементы - бор, молибден, магний, медь, цинк, кобальт и др. необходимы семенам для полноценного формирования будущего урожая. Они непосредственно участвуют во всех реакциях фотосинтеза. Их дефицит в почве невозможно заменить каким-либо другим агротехническим приемом, недобор урожая при их отсутствии может достигать 50%.

Пример 1.

Выращивают культуру бактерий "Bacillus subtilis 24Д (ВНИИСХМ 129)" в жидкой стерильной питательной среде в ферментере в течение 48 часов. В культуральной жидкости накапливаются клетки в концентрации 5•10⁹. Путем смешивания гуматов, микроэлементов получаем препарат. Готовим рабочий раствор для обработка семян: 1,5 литра полученного препарата разбавляем в 10 литрах воды. Раствор заправляем в протравочную машину ПС-10 и проводим полусухую обработку семян пшеницы или ячменя. По аналогичной схеме обрабатываем клубни картофеля. Посевной материал высевается в поле.

Пример 2.

Выращивают культуру бактерий "Bacillus subtilis 24Д (ВНИИСХМ 129)" в жидкой стерильной питательной среде в ферментере в течение 48 часов. В культуральной жидкости накапливаются клетки в концентрации 5•10⁹. Путем смешивания гуматов, микроэлементов получаем препарат. Готовим рабочий раствор для обработки семян: 200 мл препарата на 10 кг семян овощных культур (морковь, свекла). Семена помещают во вращающийся барабан (30 об/мин) диаметром 700 мм и порциями вносится препарат, барабан вращают 2-3 мин. Затем семена высыпают с барабана на поддон и подсушивают в потоке воздуха температурой 40-50^oС до влажности 12%. Обработанные таким способом семена хранятся до посева.

Пример 3. Два литра препарата, приготовленного по вышеописанной схеме, разводится в 200-300 литрах воды. Штанговым опрыскивателем данное количество раствора разбрызгивается на вегетирующие растения зерновых культур, овощных, картофеля. Предпочтительнее первое опрыскивание проводить на ранних этапах развития растений (у зерновых - фаза кущения) с целью недопущения развития патогенных микроорганизмов и для усиления роста растений. Второе опрыскивание вегетирующих растений проводится с целью повышения урожая и его качества. Препарат на 80% состоит из живых микроорганизмов, поэтому наиболее благоприятное время проведения обработок - вечерние или утренние часы (тихая, безветренная погода, отсутствие прямого солнечного сияния).

Пример 4. Препарат, приготовленный по вышеописанной схеме, используется на ягодных кустарниках, плодовых деревьях. Берется 50 мл препарата и разводится в двух литрах воды. Данным раствором поливают 2-3 дерева/кустарника или 100 м² посадок земляники.

В таблице 1 представлены результаты научного эксперимента по влиянию биопрепаратов посредством обработки семенного материала ячменя на рост и развитие растений, распространение корневой гнили.

В таблице 2 представлены результаты производственного опыта по влиянию предлагаемого препарата на снижение поражения растений картофеля болезнями.

В таблице 3 представлены результаты опытов по влиянию предпосевной обработки семян биопрепаратом на урожайность овощных культур.

4. Пример способа получения препарата.

Получение маточной культуры.

В стерильную питательную среду, в состав которой входит (в г/л воды): нитрат натрия 3, калий фосфорнокислый однозамещенный 1, сульфат магния 0,3, мел 1, меласса 20, и рН которой доведен до 7,0-7,2, вносят бактерии Basillus subtilis 24Д в количестве 2-3% (к объему) и выращивают в течение 44-48 часов при 32±1^oС.

Производственное выращивание штамма в ферментере.

Готовят питательную среду указанного состава, стерилизуют. Охлаждают до 28-30^oС и вносят 3-4 об.% посевного материала, полученного вышеуказанным способом. Культивирование осуществляют при 32±1^oC в течение 44-48 часов при постоянной аэрации (0,6 атм) и перемешивании.

Полученную культуральную жидкость захолаживают. Берут 70% культуральной жидкости, добавляют гуматы в количестве 20% и микроэлементы в количестве 10%; или 75% культуральной жидкости, добавляют гуматы в количестве 20% и микроэлементы в количестве 5%. Биологический препарат, состоящий из культуральной жидкости, гуматов и микроэлементов (70+20+10)% и (75+20+5)%, является одним и тем же препаратом, обладает равнозначными фунгицидными свойствами на растения.

Препарат представляет собой жидкость светло-коричневого цвета с осадком питательной среды и возможной тонкой бактериальной пленкой на поверхности и содержит клетки Basillus subtilis 24Д в концентрации 5•10⁹, гуматы и микроэлементы.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть применено в растениеводстве, картофелеводстве, овощеводстве, садоводстве, виноградарстве. Способ получения препарата для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур и опрыскивания вегетирующих растений заключается в смешивании биологически активных веществ. В качестве биологически активных веществ используют смесь из культуральной жидкости, содержащей штамм бактерии Bacillus subtilis 24Д (ВНИИСХМ 129) в концентрации 5•10⁹ кл/мл, гуматы, микроэлементы. Штамм бактерий Bacillus subtilis 24Д (ВНИИСХМ 129) культивируют в жидкой питательной среде на ферментерах в течение 48 ч, а компоненты для получения препарата смешивают в следующих соотношениях, % от итогового веса препарата: культуральная жидкость 70-75; гуматы 20; микроэлементы 5-10. Бактерии указанного штамма активны в отношении широкого спектра фитопатогенных бактерий грибов, образуют споры, что значительно повышает сохранность препарата на обработанных семенах. Гарантийный срок хранения препарата составляет 6 месяцев с момента его получения. Оптимальная доза препарата для обработки семян зерновых культур и картофеля 1,5 л/т, семян овощных культур 20 мл/кг, опрыскивание вегетирующих растений 2,0 л/га, плодовых деревьев и ягодных кустарников 50 мл на 2-3 дерева/кустарника. Изобретение позволяет повысить эффективность защиты зерновых, овощных культур, картофеля, плодовых деревьев и ягодных кустарников от инфекционных болезней путем предпосевной обработки их семян и опрыскивания вегетирующих растений для стимуляции и повышения иммунитета к неблагоприятным условиям произрастания. 3 табл.

Способ получения препарата для предпосевной обработки семян и вегетирующих растений сельскохозяйственных культур, плодовых деревьев и ягодных кустарников, заключающийся в смешивании биологически активных веществ, отличающийся тем, что в качестве биологически активных веществ используют смесь из культуральной жидкости, содержащей штамм бактерий Bacillus subtilis 24Д (ВНИИСХМ 129) в концентрации 5•10⁹ кл/мл, гуматов, микроэлементов, причем штамм бактерий Bacillus subtilis 24Д (ВНИИСХМ 129) культивируют в жидкой питательной среде на ферментерах в течение 48 ч, а компоненты для получения препарата смешивают в следующих соотношениях, % от итогового веса препарата:
Культуральная жидкость - 70-75
Гуматы - 20
Микроэлементы - 5-10