СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ Российский патент 2013 года по МПК A01C1/06 A01N63/02 C12N1/20 

Изобретение относится к способам восстановления микробиоценоза почвы и защиты растений, в частности интегрированной защиты яровой пшеницы от комплекса инфекционных заболеваний (листостеблевых, семенных и корневой системы), и может быть использовано в сельскохозяйственной микробиологии, сельскохозяйственной биотехнологии, защите растений.

Известно, что спорообразующие бактерии рода Bacillus, являясь обязательным компонентом почвенного микробиоценоза, обладают, наряду с высокой стабильностью к неблагоприятным факторам внешней среды, широким спектром антагонистической активности по отношению к патогенной, условно патогенной и гнилостной микрофлоре, что делает их незаменимыми биологическими агентами для создания биопрепаратов для применения в сфере защиты растений. Помимо этого, будучи сапрофитными микроорганизмами, спорообразующие бактерии рода Bacillus, являются важными участниками круговорота веществ в биогеоценозах, выступают наряду с макроорганизмами в важной роли деструкторов органического вещества почвы, переводят его в растворимую, доступную для потребления растениями минеральную форму.

В качестве бактериальных удобрений используют как монокультуры, включающие в себя один штамм микроорганизма, так и консорциумы штаммов с различными (твердыми и жидкими) наполнителями.

Известен способ возделывания и защиты сельскохозяйственных культур (Патент РФ №2154935, МПК A01G 1/00, опубл. 27.08.2000), включающий подготовку почвы, посадку или посев растений, периодическую культивацию с применением смеси активаторов, иммуностимуляторов, антагонистов и биоудобрений (Авертроп, Агат-25 или Ризоплан, Ампеломицин, Гербамин, Диприн или Нематол, Комплексное биологическое удобрение (КБУ), Симбионт-Универсал) в половинных дозах от рекомендуемых для данных препаратов, эту же смесь в сочетании с биологическими удобрениями (Биогумус, Корневая смесь в рекомендуемых дозах) вносят в лунки перед посадкой, в почву вместе с биопрепаратами вносят отходы трихограммного производства или отходы производства вирусных биопрепаратов (мертвые бабочки) с сапропелем или с перепревшим куриным пометом, или с порошком из естественно опавших листьев или хвои, в дальнейшем смесью 1 проводят периодические наземные опрыскивания или полив вегетирующих растений (раз в две недели) с предварительным разбрасыванием Биогумуса и внесением в почву Корневой смеси (в тех же нормах), почву заселяют комплексом микроорганизмов, микробиологических антагонистов, содержащихся в биопрепаратах (Алирин-В, Алирин-С, Бацифит, Глиокладин, Микостоп, Нарцисс, Нематофагин или Нематофагин-А (активированный супернатантом - отходом от производства биопрепарата Диприн), Пентофаг, Ризоплан-Ф, различные формы Триходермина, Трихотецин, Фитофлавин, Фитофлавин-Л) (смесь 4), в половинных дозах от рекомендуемых для данного препарата, которую вносят в лунки перед посадкой, в дальнейшем проводят периодические (1 раз в две недели) опрыскивания или полив растений; вводят как элементы фауны хищников и энтомофагов (Афидиусы, Амблисейусы, Божьи коровки, Верблюдки, Галлицы, Златоглазки, Лизефлебусы, Сирфиды, Фитосейулюс) - комплекс 1 - путем периодического выпуска в половинных дозах от рекомендуемых для данного препарата и микроорганизмы, являющиеся действующим началом биопрепаратов (Авертроп, Вертицилин, Цефалоспорин, Энтоморфин, Бикол, Битоксибацилин, Боверин, Вертимекс, Микоафидин-Т, Турицид, Энтофторин) (смесь 5), в половинных дозах от рекомендуемых для данного препарата путем периодических обработок - опрыскивание или полив; перед опрыскиванием Диприном и/или Нематолом используют альгинат натрия для предотвращения высыхания и гибели нематод, а при использовании энтомофагов, в начале вегетационного периода выращивания с/х культур, дополнительно подсаживают в междурядья основных культур сложноцветные и/или зонтичные растения, которые являются дополнительным источником питания для имаго энтомофагов.

Известен способ обогащения почвы и восстановление ее микробиоценоза при возделывании сельскохозяйственных культур, включающий внесение в почву соломы злаковых культур. Кроме того, дополнительно вносят активатор разложения стерни (АРС) и активатор почвенной микрофлоры (АПМ), при этом измельченную солому во время уборки зерновых равномерно разбрасывают по полю в количестве 4-6 т/га с последующей заделкой в почву зяблевой вспашкой, а биопрепараты АРС и АПМ вносят весной под предпосевную культивацию на глубину 6-10 см в норме по 1000 мл/га каждого (патент РФ №2172087, МПК А01С 21/00, C05F 11/08, опубл. 20.08.2001 г.).

Недостатком вышеописанных аналогов является сложность и затратность воспроизведения способов восстановления микробиоценоза почвы и защиты растений.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является способ биологической защиты растений на примере картофеля, включающий обработку клубней и растений картофеля в период вегетации биопрепаратом в смеси с прилипателем, отличающийся тем, что для обработки клубней картофеля в качестве биопрепарата используют планриз из расчета 1000 мл на тонну клубней, а для обработки 1 га посадок растений в период вегетации используют смесь биопрепаратов планриз в количестве 0,5 л и банкол в количестве 0,2 л, разведенных в 300-350 л минеральной воды «Заманкул», при этом в качестве прилипателя используют кукурузный клейстер в количестве 1-1,5% от объема смеси (патент РФ №2343667, МПК А01С 1/00, A01N 63/00, опубл. 20.01.2009 г.).

Однако указанный способ не позволяет одновременно с защитой растений обеспечить возможность восстановления микробиоценоза почвы, на которой выращиваются растения.

Техническим результатом заявляемого технического решения является обеспечение возможности повышения урожайности растений и восстановления микробиоценоза почвы, на которой выращиваются указанные растения путем использования одного комплексного препарата, обладающего свойствами биоудобрения и биопестицида.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе выращивания растений, включающем обработку семян растений перед их посевом и растения в период вегетации биопрепаратом в жидкой форме, согласно изобретению в качестве биопрепарата используют смесь штаммов бактерий В. subtilis ВКПМ В-10641; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642 и В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 с титром не менее 10⁶ КОЕ/мл в виде водной суспензии.

При повышении урожайности растений семена обрабатывают из расчета 2 мл водной суспензии биопрепарата на тонну семян, а внекорневую обработку растений осуществляют из расчета 2 мл водной суспензии биопрепарата на гектар посевов.

При восстановлении микробиоценоза почвы семена обрабатывают из расчета 5 мл водной суспензии биопрепарата на тонну семян, а внекорневую обработку растений осуществляют из расчета 5 мл водной суспензии биопрепарата на гектар посевов.

Используемые штаммы получены заявителем методом направленной селекции штаммов бактерий:

- Bacillus subtilis IC-1435-1-1, обеспечивающий восстановление микробиоценоза почвы и желудочно-кишечного тракта животных, обладающий бактерицидной, фунгицидной и вирулицидной активностью и депонированный во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов ФГУП ГосНИИГенетика под регистрационным номером ВКПМ В-10641 (справка о депонировании прилагается);

- Bacillus amyloliquefaciens IC-1436-1-23, обеспечивающий восстановление микробиоценоза почвы и желудочно-кишечного тракта животных, обладающий бактерицидной и фунгицидной активностью и депонированный во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов ФГУП ГосНИИГенетика под регистрационным номером ВКПМ В-10642 (справка о депонировании прилагается);

- Bacillus amyloliquefaciens IC-1437-1-23, обеспечивающий восстановление микробиоценоза почвы и желудочно-кишечного тракта животных, обладающий бактерицидной и фунгицидной активностью и депонированный во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов ФГУП ГосНИИГенетика под регистрационным номером ВКПМ В-10643 (справка о депонировании прилагается).

Указанные выше штаммы бактерий хранятся в виде чистой культуры и нарабатываются на питательной среде, состоящей из кукурузного экстракта и воды, путем жидкостной ферментации при температуре (30±1)°С в течение 3-4 суток до нарастания титра живых микробных клеток в биомассе порядка 1×10⁹ КОЕ/ мл. Готовый биопрепарат применяется в виде рабочих водных растворов для предпосевной обработки семян; обработки вегетирующей массы сельскохозяйственных растений; полива сельскохозяйственных растений; обработки почвы.

На фиг.1 приведена диаграмма количества бактерий рода Bacillus, ×10⁵ KOE/г воздушно сухой почвы (летом и осенью). На фиг.2 приведена диаграмма количества нитрифицирующих бактерий, ×10⁵ KOE/г воздушно сухой почвы (летом и осенью). На фиг.3 приведена диаграмма количества аммонифицирующих бактерий, ×10⁵ КОЕ/г воздушно сухой почвы. На фиг.4 приведена диаграмма индекса гумификации почвы, %.

Пример 1. Способ выращивания растений, обеспечивающий повышение их урожайности

Если почва растений не требует серьезного восстановления микробиоценоза, то способ включает вначале обработку семян растений перед их посевом в жидкой форме в виде водной суспензии биопрепарата, содержащего смесь штаммов бактерий В. subtilis ВКПМ В-10641; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642 и В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 с титром не менее 10⁶ КОЕ/мл из расчета 2 мл водной суспензии биопрепарата на тонну семян и проводят их посев в почву. Затем в период вегетации растений этим же комплексным биопрепаратом осуществляют внекорневую обработку растений из расчета 2 мл водной суспензии биопрепарата на гектар посевов путем наземного механизированного опрыскивания (МТ3-80 и ОВГ-2200) вышеназванными биоагентами.

Пример. 2. Способ выращивания растений, обеспечивающий восстановления микробиоценоза почвы и повышение их урожайности

Если почва растений требует серьезного восстановления микробиоценоза, то способ включает вначале обработку семян растений перед их посевом в жидкой форме в виде водной суспензии биопрепарата, содержащего смесь штаммов бактерий В. subtilis ВКПМ В-10641; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642 и В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 с титром не менее 10⁶ КОЕ/мл из расчета 5 мл водной суспензии биопрепарата на тонну семян и проводят их посев в почву. Затем в период вегетации растений этим же комплексным биопрепаратом осуществляют внекорневую обработку растений из расчета 5 мл водной суспензии биопрепарата на гектар посевов путем наземного механизированного опрыскивания (МТ3-80 и ОВГ-2200) вышеназванными биоагентами.

Ниже приведены примеры 3-6 восстановления микробиоценоза почвы в экспериментальных условиях.

Пример 3. Проводили обработку семян и растений яровой пшеницы сорта Баганская 95 водной суспензией штаммов В. subtilis ВКПМ В-10641; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 по следующей схеме: вариант 1 - контроль; вариант 2 - обработка семян смесью вышеуказанных штаммов из расчета 5 мл/т; 3 - внекорневая обработка вегетирующих растений смесью вышеуказанных штаммов из расчета 5 мл/га; 4 - обработка семян смесью вышеуказанных штаммов из расчета 5 мл/т и внекорневая обработка вегетирующих растений смесью вышеуказанных штаммов из расчета 5 мл/га. В качестве контроля использовали растения, обработанные водой.

В результате проведенных обработок отмечено (фиг.1) достоверное увеличение содержания спорообразующих бактерий рода Bacillus в вариантах опыта 3 (внекорневая подкормка вегетирующих растений смесью штаммов В. subtilis ВКПМ В-10641; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643, на 1,71 млн по сравнению с контролем) и 4 (обработка семян смесью штаммов и подкормка смесью штаммов, на 1,16 млн).

Пример 4. Проводили обработку семян и растений яровой пшеницы сорта Баганская 95 водной суспензией штаммов В. subtilis ВКПМ В-10641; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 по следующей схеме: вариант 1 - контроль; вариант 2 - обработка семян смесью вышеуказанных штаммов из расчета 5 мл/т; 3 - внекорневая обработка вегетирующих растений смесью вышеуказанных штаммов из расчета 5 мл/га; 4 - обработка семян смесью вышеуказанных штаммов из расчета 5 мл/т и внекорневая обработка вегетирующих растений смесью вышеуказанных штаммов из расчета 5 мл/га. В качестве контроля использовали растения, обработанные водой. В результате проведенных обработок отмечено (фиг.2) достоверное увеличение содержания количества нитрификаторов в вариантах обработки семян смесью штаммов (на 3,25 млн относительно контроля), совокупного изучения обработки семян и подкормки смесью штаммов (на 2,99 млн).

Пример 5. Проводили обработку семян и растений яровой пшеницы сорта Баганская 95 водной суспензией штаммов В. subtilis ВКПМ В-10641; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 по следующей схеме: вариант 1 - контроль; вариант 2 - обработка семян смесью вышеуказанных штаммов из расчета 5 мл/т; 3 - внекорневая обработка вегетирующих растений смесью вышеуказанных штаммов из расчета 5 мл/га; 4 - обработка семян смесью вышеуказанных штаммов из расчета 5 мл/т и внекорневая обработка вегетирующих растений смесью вышеуказанных штаммов из расчета 5 мл/га. В качестве контроля использовали растения, обработанные водой. В результате проведенных обработок отмечено (фиг.3) достоверное увеличение содержания количества азотфиксирующих (аммонифицирующих) микроорганизмов в вариантах с обработкой семян смесью штаммов и подкормкой вегетирующих растений смесью штаммов (на 33,4 млн по сравнению с контролем).

Пример 6. Проводили обработку семян и растений яровой пшеницы сорта Баганская 95 водной суспензией штаммов В. subtilis ВКПМ В-10641; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 по следующей схеме: вариант 1 - контроль; вариант 2 - обработка семян смесью вышеуказанных штаммов из расчета 5 мл/т; 3 - внекорневая обработка вегетирующих растений смесью вышеуказанных штаммов из расчета 5 мл/га; 4 - обработка семян смесью вышеуказанных штаммов из расчета 5 мл/т и внекорневая обработка вегетирующих растений смесью вышеуказанных штаммов из расчета 5 мл/га. В качестве контроля использовали растения, обработанные водой. В результате проведенных обработок отмечено (рис.4) достоверное увеличение индекса гумификации к моменту уборки урожая относительно контроля в варианте с применением подкормки вегетирующих растений смесью штаммов (на 33,9%). Таким образом, из всех изученных вариантов использования штаммов В. subtilis ВКПМ В-10641; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 наибольшее положительное влияние на состав показательный состав микрофлоры почвы оказало использование штаммов для обработки семян и подкормки вегетирующих растений. Ниже приведены примеры 7-9 повышения урожайности пшеницы за счет защиты растений от разных инфекций.

Пример 7. С целью повышения урожайности за счет обеспечения защиты яровой пшеницы в период вегетации от грибных болезней проводили обработку семян яровой пшеницы сорта Баганская 95 водной суспензией штаммов В. subtilis ВКПМ В-10641; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 по следующей схеме: вариант 1 - контроль; вариант 2 - обработка семян смесью вышеуказанных штаммов из расчета 2 мл/т; 3 - обработка семян смесью вышеуказанных штаммов из расчета 2 мл/т и внекорневая обработка вегетирующих растений смесью вышеуказанных штаммов из расчета 2 мл/га. В качестве контроля использовали растения, обработанные водой. В результате установлено достоверное увеличение (табл.1) урожайности яровой пшеницы сорта Баганская 95 на 13,8% и увеличение содержания сырой клейковины в зерне на 2%.

Таблица 1 Яровая пшеница сорт Баганская 95. Сев 22 мая, уборка урожая 15 сентября (ЗАО «Скала»). Фоновое внесение аммиачной селитры 1,7 ц/га в физическом весе Определяемые показатели эффективности применения удобрения Контроль 20 га Опыт 492 га Фунгицидная обработка семян+гербицидная обработка растений Фунгицидная обработка семян смесью штаммов бактерий (2 мл/т)+гербицидная обработка растений смесью штаммов бактерий (2 мл/га) Урожайность 20,0 ц/га 22,7 ц/га Содержание сырой клейковины 27% 29%

Пример 8. С целью повышения урожайности за счет обеспечения защиты яровой пшеницы в период вегетации от грибных болезней и повышения урожайности проводили обработку семян яровой пшеницы сорта Баганская 95 водной суспензией штаммов В. subtilis ВКПМ В-10641; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 по следующей схеме: вариант 1 - контроль; вариант 2 - обработка семян смесью вышеуказанных штаммов из расчета 2 мл/т; 3 - обработка семян смесью вышеуказанных штаммов из расчета 2 мл/т и внекорневая обработка вегетирующих растений смесью вышеуказанных штаммов из расчета 2 мл/га. В качестве контроля использовали растения, обработанные водой. В результате установлено достоверное увеличение (табл.2, 3) урожайности яровой пшеницы сорта Баганская 95 на 20-25% и увеличение содержания сырой клейковины в зерне на 3-6%.

Таблица 2 Опытное поле 36 га. Предшественник - пар, посев 18 мая, культура - яровая пшеница Баганская 95 (ЗАО «Толмачевское»). Уборка 10 сентября Определяе-
мые показатели эффективнос-
ти применения удобрения Варианты опыта Контроль Фунгицидная обработка семян смесью штаммов бактерий (2 мл/т) Фунгицидная обработка семян смесью штаммов бактерий (2 мл/т)+гербицидная обработка растений смесью штаммов бактерий (2 мл/га) Урожайность 38 ц/га 42 ц/га 48 ц/га Содержание сырой клейковины 21% 24% 23%

Таблица 3 Предшественники зерно-бобовые, культура - яровая пшеница Баганская 95 (ЗАО «Толмачевское»). Уборка 5 октября Определяемые показатели эффективности применения удобрения Контроль 20 га Опыт 492 га Фунгицидная обработка семян+гербицидная обработка растений Фунгицидная обработка семян смесью штаммов бактерий (2 мл/т)+гербицидная обработка растений смесью штаммов бактерий (2 мл/га) Урожайность 34,3 ц/га 40,7 ц/га Содержание сырой клейковины 20% 24%

Пример 9. С целью защиты яровой пшеницы в период вегетации от грибных болезней и повышения урожайности проводили обработку семян яровой пшеницы сорта Новосибирская 29 водной суспензией штаммов В. subtilis ВКПМ В-10641; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 по следующей схеме: вариант 1 - контроль; вариант 2 - обработка семян смесью вышеуказанных штаммов из расчета 2 мл/т; 3 - обработка семян смесью вышеуказанных штаммов из расчета 2 мл/т и внекорневая обработка вегетирующих растений смесью вышеуказанных штаммов из расчета 2 мл/га. В качестве контроля использовали растения, обработанные водой.

Таблица 4 Урожайность пшеницы по вариантам опыта № п/п Варианты опыта Урожайность, ц/га 1 контроль 17,8 2 обработка семян химическим протравителем 18,5 3 обработка семян смесью штаммов бактерий (2 мл/т) 21,3 4 обработка семян смесью штаммов бактерий (10 мл/т) 19,8

Самая высокая урожайность была получена при обработке семян смесью вышеуказанных штаммов (2 мл/т), она составила 21,3 ц/га, т.е. увеличилась на 3,5 ц по сравнению с контролем.

Таблица 5 Данные о длине стебля, колоса и количество колосьев в колосе № п/п Варианты опыта Длина стебля, см Длина колоса, см Количество колосков в колосе, шт. 1 контроль 57,8 5,0 9,4 2 обработка семян химическим протравителем 57,1 5,7 9,1 3 обработка семян смесью штаммов бактерий (2 мл/т) 56,5 4,8 8,7 4 обработка семян смесью штаммов бактерий (10 мл/т) 57,2 5,8 10,1

Лучшим вариантом оказался вариант при обработке семян смесью вышеуказанных штаммов (2 мл/т)+подкормка смесью штаммов (2 мл/га), длина стебля составила 63 см, длина колоса 6,6 см и количество колосков в колосе 11,6 шт.

Способ выращивания растений включает обработку семян растений перед их посевом и растения в период вегетации биопрепаратом в жидкой форме. В качестве биопрепарата используют смесь штаммов бактерий В. subtilis ВКПМ В-10641, В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642 и В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 с титром не менее 10⁶ КОЕ/мл в виде водной суспензии. Изобретение обеспечивает повышение урожайности растений и восстановление микробиоценоза почвы. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 5 табл., 9 пр.

1. Способ выращивания растений, включающий обработку семян растений перед их посевом и растения в период вегетации биопрепаратом в жидкой форме, отличающийся тем, что в качестве биопрепарата используют смесь штаммов бактерий В. subtilis ВКПМ В-10641; В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642 и В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 с титром не менее 10⁶ КОЕ/мл в виде водной суспензии.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для повышения урожайности растений семена обрабатывают из расчета 2 мл водной суспензии биопрепарата на тонну семян, а внекорневую обработку растений осуществляют из расчета 2 мл водной суспензии биопрепарата на гектар посевов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для восстановления микробиоценоза почвы семена обрабатывают из расчета 5 мл водной суспензии биопрепарата на тонну семян, а внекорневую обработку растений осуществляют из расчета 5 мл водной суспензии биопрепарата на гектар посевов.