ШТАММ БАКТЕРИЙ Agrobacterium radiobacter Ag 1108, ОБЛАДАЮЩИЙ ПОВЫШЕННЫМИ АЗОТФИКСИРУЮЩИМИ СВОЙСТВАМИ, И УДОБРЕНИЕ НА ЕГО ОСНОВЕ Российский патент 2011 года по МПК C12N1/20 C05F11/08 

Настоящее изобретение относится к сельскохозяйственной микробиологии, в частности к штамму бактерий Agrobacterium radiobacter Ag 1108 (номер ВКПМ В-10210 от 16.02.09), обладающему повышенными азотфиксирующими свойствами и удобрению на его основе, применение которого позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур и снизить дозы внесения азотных минеральных удобрений при их выращивании.

Из уровня техники (SU 1756318 А1, 23.03.89, Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии) известен штамм бактерий Agrobacterium radiobacter ВНИИСХМ-10 для получения удобрения под овощные культуры.

Из уровня техники (RU 2322061 С2, 27.10.2007, Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение «Экобиотех+») известен биопрепарат для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и улучшения качества продукции, содержащий молочнокислые, фотосинтезирующие, азотсодержащие бактерии, отличающийся тем, что он дополнительно содержит штаммы родов Agrobacterium, Bacillus, Bradyrhizobium, Ervinia, Rhodopseudomonas.

Документ JP 10007483 (A 13.01.1998, JAPAN TOBACCO) раскрывает штамм Agrobacteium radiobacter H3501 или TBR27, получаемый путем размножения на среде М523 или среде Кинга.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является штамм бактерий Azotobacter chroococcum BH-1811 ВКПМ В-9029, используемый для получения биологического препарата, предназначенного для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур и повышения их устойчивости к различным заболеваниям и биологический препарат, раскрытые в документе RU 2289620 (С1, 20.12.2006, Закрытое акционерное общество «Промышленно-инновационно-техническая компания «ПИТком»»).

Однако в ходе проведенных исследований было обнаружено, что прибавка урожая при использовании известных решений незначительна.

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание удобрения на основе штамма бактерий Agrobacterium radiobacter Ag 1108, применение которого повысило урожайность сельскохозяйственных культур и позволило бы снизить количество используемых азотных минеральных удобрений при их выращивании.

Штамм бактерий Agrobacterium radiobacter - Ag 1108 (номер ВКПМ В-10210 от 16.02.09) был выделен из почвы и культивирован на среде Федорова.

Культурально-морфологические признаки штамма Agrobacterium radiobacter-Ag 1108 (номер ВКПМ В-10210 от 16.02.09):

При выращивании на агаризованной питательной среде Федорова, при температуре 28±5°C в течение 90-100 часов культура образует круглые выпуклые блестящие слизистые колонии 2-4 мм, гладкие с ровным краем, непрозрачные, тягучей консистенции, при микроскопировании на 18-20 часу роста мелкие подвижные палочки 1,0×2,0 мкм длина варьирует вплоть до кокковидной формы, в зрелой культуре (на 48-50 часу роста) укороченные клетки в основном единичные, неповижные.

Было обнаружено, что штамм Agrobacterium radiobacter - Ag 1108 обладает повышенными азотфиксирующими свойствами.

На основе штамма бактерий Agrobacterium radiobacter - Ag 1108 (номер ВКПМ В-10210 от 16.02.09) создано удобрение, применение которого позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур и снизить дозы внесения азотных минеральных удобрений при их выращивании.

Удобрение получают следующим образом.

Стерильную жидкую питательную среду состава, мас.%: KH₂PO₄ - 0,02-0,06; NaCl - 0,01-0,05; Fe₂(SO₄)₃ - 0,0001-0,0007; CaCO₃ - 0,1-0,8; меласса - 1,0-10,0; pH 6,0-7,5 в инокуляторе засевают посевной культурой Agrobacterium radiobacter - Ag 1108 (номер ВКПМ В-10210 от 16.02.09) из расчета 10±3% от объема питательной среды. Выращивают в течение 35±5 часов при температуре 30±5°C, непрерывном перемешивании и аэрации, равной 1 объем воздуха/1 объем питательной среды в минуту.

Полученной посевной культурой засевают ферментер с предварительно простерилизованной жидкой питательной средой, имеющей состав, мас.%: KH₂PO₄ - 0,02-0,06; NaCl - 0,01-0,05; Fe₂(SO₄)₃ - 0,0001-0,0007; CaCO₃ - 0,1-0,8; меласса - 1,0-10,0; pH 6,0-7,5 из расчета 5-10% от объема питательной среды. Выращивание проводят при температуре 28±5°C, непрерывном перемешивании и аэрации, равной 1 объем воздуха/1 объем питательной среды в минуту. Продолжительность выращивания 50±10 часов. Получают вязкую жидкую культуру с титром 5-50 млрд/мл нитрогеназной активностью 2135 мкг N² и содержанием ИУК 12,1 мкг/мл.

При проведении ферментации на среде Федорова возможно добавление мас.%: MgSO₄ - 0,01-0,05; MnSO₄ - 0,0001-0,0007; (NH₄)₂MoO₇ - 0,0001-0,0008; H₃BO₃ - 0,0001-0,0007. Данные соединения усиливают действие получаемого препарата.

В качестве готового продукта используют вязкую жидкую культуру Agrobacterium radiobacter - Ag 1108 (номер ВКПМ В-10210), с pH 6,0-8,0 и активностью КОЕ не менее 5 млрд/мл.

Показано, что готовый продукт сохраняет свою активность в течение 6 месяцев при температуре от +5 до +30°C. При 0 - +5°C - до года.

Готовый продукт фасуют в заранее простерилизованные канистры и сдают на склад.

Пример 1

Стерильную жидкую питательную среду состава, мас.%: KH₂PO₄ - 0,02; MgSO₄ - 0,01; NaCl - 0,01; Fe₂(SO₄)₃ - 0,0001; CaCO₃ - 0,1; меласса - 1,0; pH 6,0 в инокуляторе засевают посевной культурой Agrobacterium radiobacter - Ag 1108 (номер ВКПМ В-10210 от 16.02.09) из расчета 11% от объема питательной среды. Выращивают в течение 35 часов при температуре 35°C, непрерывном перемешивании и аэрации, равной 1 объем воздуха/1 объем питательной среды в минуту.

Полученной посевной культурой засевают ферментер с предварительно простерилизованной жидкой питательной средой, имеющей состав, мас.%: KH₂PO₄ - 0,02; NaCl - 0,01; Fe₂(SO₄)₃ - 0,0001; CaCO₃ - 0,1; меласса - 1,0; pH 6,05 из расчета 5% от объема питательной среды. Выращивание проводят при температуре 29°C, непрерывном перемешивании и аэрации, равной 1 объем воздуха/1 объем питательной среды в минуту. Продолжительность выращивания 50 часов. Получают вязкую жидкую культуру с титром 8-25 млрд/мл нитрогеназной активностью 2135 мкг N₂ и содержанием ИУК 12,1 мкг/мл.

Пример 2

Стерильную жидкую питательную среду состава, мас.%: KH₂PO₄ - 0,06; MgSO₄ - 0,05; NaCl - 0,05; Fe₂(SO₄)₃ - 0,0007; MnSO₄ - 0,0007; (NH₄)₂MoO₇ - 0,0008; CaCO₃ - 0,8; H₃BO₃ - 0,0007; меласса - 10,0; pH 7,5 в инокуляторе засевают посевной культурой Agrobacterium radiobacter - Ag 1108 (номер ВКПМ В-10210 от 16.02.09) из расчета 13% от объема питательной среды. Выращивают в течение 35 часов при температуре 30°C, непрерывном перемешивании и аэрации, равной 1 объем воздуха/1 объем питательной среды в минуту.

Полученной посевной культурой засевают ферментер с предварительно простерилизованной жидкой питательной средой, имеющей состав, мас.%: KH₂PO₄ - 0,06; MgSO₄ - 0,05; NaCl - 0,05; Fe₂(SO₄)₃ - 0,0007; MnSO₄ - 0,0007; (NH₄)₂MoO₇ - 0,0008; CaCO₃ - 0,8; H₃BO₃ - 0,0007; меласса - 10,0; pH 7,5 из расчета 10% от объема питательной среды. Выращивание проводят при температуре 28°C, непрерывном перемешивании и аэрации, равной 1 объем воздуха/1 объем питательной среды в минуту. Продолжительность выращивания 60 часов. Получают вязкую жидкую культуру с титром 10-20 млрд/мл нитрогеназной активностью 2135 мкг N₂ и содержанием ИУК 12,1 мкг/мл.

При обработке бактериальным удобрением на основе штамма Agrobacterium radiobacter - Ag 1108 (номер ВКПМ В-10210 от 16.02.09) получены следующие результаты.

В 2008 году в Краснодарском крае (Динской район, станица Васюринская, ОАО «Племзавод им. В.И.Чапаева») была произведена уборка посевов озимой пшеницы сорта «Фортуна». Посевы, обработанные удобрением на основе штамма Agrobacterium radiobacter - Ag 1108 (номер ВКПМ В-10210) в стадии возобновления весенней вегетации, при уборке показали урожайность 60 ц/га, необработанный участок показал урожайность 51,3 ц/га. Прибавка урожая составила 8,7 ц/га.

В 2008 году в Курской области (Поныровский район, ООО «Агро-Грейн») была произведена уборка посевов ярового ячменя сорта «Суздалец». Посевы, обработанные удобрением на основе штамма Agrobacterium radiobacter - Ag 1108 (номер ВКПМ В-10210) в стадии вегетации, при уборке показали урожайность 47,5 ц/га, необработанный участок показал урожайность 38 ц/га. Прибавка урожая составила 9,5 ц/га.

В 2008 году в Курской области (Поныровский район, ООО «Агро-Грейн») была произведена уборка посевов сахарной свеклы сорта «Шериф». Посевы, обработанные удобрением на основе штамма Agrobacterium radiobacter - Ag 1108 (номер ВКПМ В-10210) в стадии вегетации, при уборке показали урожайность 541 ц/га, необработанный участок показал урожайность 450 ц/га. Прибавка урожая составила 91 ц/га.

Сравнительный анализ настоящего изобретения с ближайшим аналогом показал следующие результаты:

Обрабатываемые культуры Урожай, ц/га Прибавка урожая контроль препарат ц/га Яровая пшеница 31,2 35,7 4,5 Яровой ячмень 17,8 21,2 3,4 Сахарная свекла 279,0 349,0 70,0

Настоящее изобретение относится к сельскохозяйственной микробиологии, в частности к штамму бактерий Agrobacterium radiobacter, и удобрению на его основе. Штамм бактерий Agrobacterium radiobacter - Ag 1108 депонирован 16.02.09 в ВКПМ под номером ВКПМ В-10210. Удобрение для выращивания сельскохозяйственных культур получают путем ступенчатой ферментации указанного штамма на питательной среде Федорова. Изобретение позволяет получить удобрение, применение которого позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур и снизить дозы внесения азотных минеральных удобрений при их выращивании. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Штамм бактерий Agrobacterium radiobacter - Ag 1108, номер ВКПМ В-10210 для получения удобрения, повышающего урожайность сельскохозяйственных культур, позволяющего снизить дозы внесения азотных минеральных удобрений.

2. Удобрение, повышающее урожайность сельскохозяйственных культур, позволяющее снизить дозы внесения азотных минеральных удобрений, полученное путем ступенчатой ферментации штамма по п.1 на питательной среде Федорова, в условиях непрерывного перемешивания и аэрации, соответствующей 1 объему воздуха/1 объем питательной среды в минуту, при проведении первой ферментации в течение 35±5 ч при температуре 30±5°С, и второй ферментации - в течение 50±10 ч при температуре 28±5°С.

3. Удобрение по п.2, отличающееся тем, что оно получено при проведении ступенчатой ферментации на питательной среде Федорова с добавлением мас.%: MgSO₄ - 0,01-0,05; МnSO₄ - 0,0001-0,0007; (NH₄)₂MoO₇ - 0,0001-0,0008; Н₃ВО₃ - 0,0001-0,0007.