Микробиологический препарат для повышения урожайности сельскохозяйственных культур в жидкой форме Российский патент 2017 года по МПК A01N63/02 B09C1/10 C12R1/265 C12R1/80 

Изобретение относится к сельскохозяйственной биотехнологии, а именно к препарату «Микобакт марки РФ» в жидкой форме, состоящему из смеси концентратов суспензий штамма бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 и штамма микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 и способствующему повышению урожайности сельскохозяйственных культур.

Известен биологический препарат Стернифаг СП на основе гриба рода Trichoderma (Триходерма), обладающий фотозащитными и ростостимулирующими свойствами и разлагающий даже высокополимерные компоненты растительных остатков, Стернифаг technologistics.ru/products/…

Известен Триходермин - экологически безопасный биологический препарат, созданный на основе грибов рода (триходерма) Trichoderma lignorum, антагонистические свойства которого проявляются двояко: во-первых, гриб при размножении продуцирует антибиотики, которые уничтожают возбудителей заболеваний растений, во-вторых, гриб, используя чужие грибницы как питательную среду, уничтожает грибы - патогены, обогащая почву питательными веществами, стимулируя рост и развитие растений, Триходермин (Trichoderma lignorum) agrocounsel.ru/trihodermin…

Известен биопрепарат для рекультивации нарушенных объектов окружающей среды и восстановления плодородия почв, включающий пористый носитель на основе стеклообразных метафосфатов и физиологически активные микроорганизмы, в том числе рода Micrococcus, RU №2248255 C1, В09С 1/10, А01B 79/00, 20.03.2005.

Известен штамм гриба Penicillium vermiculatum Dang. BИЗP-24 для получения препарата против фитопатогенных грибов, RU №2322490 С1, C12N 1/14, A01N 63/00, 20.04.2008.

Известен штамм Penicillium funiculosum КМ МГУ 433 - продукт глюкозооксидазы, RU №2170762 С2, C12N 1/14, C12N 9/04, 20.07.2000.

Известен штамм гриба Penicillium chrysogenum BKMF-3330Д, используемый для получения биомассы, извлекающей радионуклиды и тяжелые металлы из жидкостей, RU №2024078 C1, C02F 3/34, 30.11.1994.

Известен штамм Micrococcus luteus, обладающий каталазной активностью, осуществляющий трансформации органических остатков природного происхождения и повышающий продуктивность агроэкосистемы, депонированный в Ведомственной Коллекции Полезных Микроорганизмов Сельскохозяйственного Назначения «Россельхозакадемии (RCAM) (ГНУ ВНИИСХМ) под регистрационным номером RCAM 01016, RU №2488630 C1, C12N 1/26, C02F 3/34, В09С 1/10, C12R 1/265, 27.07.2013.

Известен штамм Penicillium sp., обладающий полифункциональными свойствами, осуществляющий трансформации органических остатков природного происхождения и повышающий продуктивность агроэкосистемы, депонированный в Ведомственной Коллекции Полезных Микроорганизмов Сельскохозяйственного Назначения Россельхозакадемии (RCAM) (ГНУ ВНИИСХМ) под регистрационным номером RCAM 01017, RU №2487933 C1, C12N 1/26, C02F 3/34, В09С 1/10, C12R 1/38, 20.07.2013.

Известные микробиологические препараты и штаммы рода Micrococcus и рода Penicillium индивидуальны и совместное использование штаммов бактерий Micrococcus luteus и микроскопического гриба Penicillium sp. не обнаружено.

Известен биопрепарат для очистки почвы, включающий консорциум штаммов микроорганизмов, культивированных на питательной среде с получением суспензий, с дальнейшей их обработкой и получением жидкой формы микробиологического препарата, RU №2535978 C1, C12N 1/20, C02F 3/34, В09С 1/10, C12R 1/01, 20.12.2014.

Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.

Биопрепарат ближайшего аналога используют совместно с комплексным минеральным удобрением.

Биопрепарат ближайшего аналога содержит консорциум штаммов бактерий: Rhodococcus qingshengii БАК-ПАУ-1 ВКПМ АС-1946, Pusillimonas ginsegisoli БАК-ПАУ-2 ВКПМ В-11370, Shinella granuli БАК-ПАУ-3 ВКПМ В-11371.

Консорциум штаммов бактерий ближайшего аналога включает штаммы бактерий родов Rhodococcus, Pusillimonas и Shinella, и иного в нем не предусмотрено.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей получить новый микробиологический препарат «Микобакт марки КФ», усовершенствовать технологический процесс, повысить и расширить возможности при использовании.

Технический результат настоящего изобретения заключается в осуществлении совместного культивирования штаммов бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 и микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2, в обеспечении проведения максимального режима культивирования и получения микробиологического препарата «Микобакт марки КФ» высокой концентрации, в трансформации органических остатков, в ускорении разложения органических остатков, в увеличении урожайности последующей культуры, в расширении возможности использования его как в сельскохозяйственном производстве, так и личном подсобном хозяйстве.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что микробиологический препарат для повышения урожайности сельскохозяйственных культур в жидкой форме состоит из смеси концентрата бактериальной суспензии штамма Micrococcus luteus ПБТ-1 и концентрата суспензии штамма микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2, продуктов метаболизма и стерильной питательной среды при конечном титре жизнеспособных клеток в жидкой форме штамма бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 не меньше 20,0×10⁶ КОЕ/мл и штамма микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 не меньше 10,0×10³ КОЕ/мл.

Заявителями не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.

Микробиологический препарат «Микобакт марки РФ» в жидкой форме является новым микробиологическим препаратом, полученным при совместном культивировании штаммов бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 и микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2.

Микробиологический препарат «Микобакт марки РФ» получен при оптимальном времени культивирования штаммов.

Микробиологический препарат «Микобакт марки РФ» увеличивает урожайность сельскохозяйственных культур.

Микробиологический препарат «Микобакт марки РФ» имеет возможности использования как в сельскохозяйственном производстве, так и личном подсобном хозяйстве.

Заявителям не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителей, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».

Настоящее изобретение осуществляют следующим образом.

В микробиологическом препарате «Микобакт марки РФ» взяты штамм бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 и штамм микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2.

Штаммы бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 и микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 депонированы в Ведомственной Коллекции Полезных Микроорганизмов Сельскохозяйственного Назначения «Россельхозакадемии (RCAM) (ГНУ ВНИИСХМ).

Штамм бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 депонирован под регистрационным номером RCAM 01016.

Штамм микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 депонирован под регистрационным номером RCAM 01017.

Штаммы бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 и микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 хранятся в коллекции ООО «Петербургские Биотехнологии».

Штаммы бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 и микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 состоят из биомассы бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 с титром 2,0×10⁶ КОЕ/мл - 4,0×10⁶ КОЕ/мл и биомассы микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 с титром 1,0×10 КОЕ/мл - 3,0×10³ КОЕ/мл соответственно.

Штаммы бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 и микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 совместно культивированы в стерильной питательной среде с получением концентрата бактериальной суспензии Micrococcus luteus ПБТ-1 и концентрата суспензии микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 с достижением титров 20,0×10⁶ КОЕ /мл - 40,0×10⁶ КОЕ/мл и 10,0×10³ КОЕ/мл - 30,0×10³ КОЕ/мл соответственно.

Микробиологический препарат «Микобакт марки КФ» имеет жидкую форму, состоящую из смеси концентрата бактериальной суспензии Micrococcus luteus ПБТ-1 и концентрата суспензии микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2, продуктов метаболизма и стерильной питательной среды, при достижении конечного титра жизнеспособных клеток в жидкой форме Micrococcus luteus ПБТ-1 не меньше 20,0×10⁶ КОЕ/мл и Penicillium sp. ПБТ-2 не меньше 10,0×10³ КОЕ/мл.

Получение микробиологического препарата «Микобакт марки КФ» осуществляют следующим образом.

В состав микробиологического препарата «Микобакт марки КФ» входит:

- биомасса бактерий Micrococcus luteus штамм ПБТ-1, RCAM 01016 (RU №2488630 C1, C12N 1/26, C02F 3/34, В09С 1/10, C12R 1/265, 27.07.2013);

- биомасса микроскопического гриба Penicillium sp. штамм ПБТ-2, RCAM 01017 (RU №2487933 C1, C12N 1/26, C02F 3/34, В09С 1/10, C12R 1/38, 20.07.2013.);

- метаболиты, образующиеся при культивировании;

- остатки питательной среды.

По органолептическим, физико-химическим и биологическим показателям микробиологический препарат должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице 1.

Для хранения штамма бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 используют мясо-пептонный агар с глицерином.

Для штамма микроскопических грибов Penicillium sp. ПБТ-2 используют среду Чапека.

Получение штамма бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 и штамма микроскопических грибов Penicillium sp. ПБТ-2 осуществляют следующим образом.

Штамм бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 и штамм микроскопических грибов Penicillium sp. ПБТ-2 получают в колбах.

Готовят жидкую питательную среду следующего состава, г/л очищенной воды (1 л): KН₂РO₄ - 1,0; СаСО₃ - 0,3; MgSO₄ - 0,3; NaCl - 0,1; NaNO₃ - 2,0; целлюлоза - 5,0. До стерилизации рН питательной среды подводят до 6,0-6,5. Питательную среду стерилизуют при 1 атм 30 минут.

Засев колб производят по 10 мл суспензий штамма бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 и штамма микроскопических грибов Penicillium sp. ПБТ-2 соответственно.

Выращивают культуры до достижения титров биомассы бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 до 5,0×10⁶ КОЕ/мл - 7,0×10⁶ КОЕ/мл и биомассы микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 до 5,0×10³ КОЕ/мл - 7,0×10³ КОЕ/мл соответственно.

Штамм бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 и штамм микроскопических грибов Penicillium sp. ПБТ-2 хранят в холодильнике до 3 месяцев при температуре +4°С и используют для получения концентрата бактериальной суспензии Micrococcus luteus ПБТ-1 и концентрата суспензии микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2.

Получение концентрата бактериальной суспензии Micrococcus luteus ПБТ-1 и концентрата суспензии микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 осуществляют следующим образом. Концентрат бактериальной суспензии Micrococcus luteus ПБТ-1 и концентрат суспензии микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 получают в бутылях или ферментерах на аналогичных средах (допускается разбавление питательной среды в 2 раза).

Продолжительность культивирования - 10 суток при температуре 28°С.

Получают концентрат бактериальной суспензии Micrococcus luteus ПБТ-1 и концентрат суспензии микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 с достижением титров 50,0×10⁶ КОЕ/мл - 70,0×10⁶ КОЕ/мл и 50,0x10³ КОЕ/мл - 70,0×10³ КОЕ/мл, которые используют для получения жидкой формы микробиологического препарата «Микобакт марки КФ».

Получение жидкой формы микробиологического препарата «Микобакт марки КФ» осуществляют следующим образом.

Концентрат бактериальной суспензии Micrococcus luteus ПБТ-1 и концентрат суспензии микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 вносят в стерильную питательную среду с целлюлозой.

Состав стерильной питательной среды (г/л): KН₂РO₄ - 1,0; СаСО₃ - 0,3; MgSO₄ - 0,3; NaCl - 0,1; NaNO₃ - 2,0; целлюлоза - 5,0. До стерилизации рН питательной среды подводят до 6,0-6,5. Питательную среду стерилизуют при 1 атм 30 минут.

Для смешивания используют емкости из нержавеющей стали, объемом 200-400 л, предварительно стерилизованные паром. Смешивание концентрата бактериальной суспензии Micrococcus luteus ПБТ-1 и концентрата суспензии микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 со стерильной питательной средой ведут при соотношении 1:20 соответственно для достижения конечного титра в жидкой форме Micrococcus luteus ПБТ-1 не меньше 20,0×10⁶ КОЕ/мл и Penicillium sp. ПБТ-2 не меньше 10,0×10³ КОЕ/мл.

Через 10 дней хранения микробиологического препарата «Микобакт марки КФ» отбирают единицы фасовки и передают в лабораторию для анализа качества. При соответствии препарата ТУ от каждой партии отбирают дополнительно не менее двух единиц фасовки и хранят до истечения гарантийного срока.

Разовую пробу для анализа берут от каждой единицы фасовки после тщательного перемешивания. Масса разовой пробы должна составлять не менее 30 мл.

Внешний вид и цвет микробиологического препарата «Микобакт марки КФ» определяют визуально по каждой единице фасовки в момент отбора пробы.

Оценку физических и биологических показателей проводят на основании лабораторного анализа разовой пробы каждой единицы фасовки.

Определяют влажность исследуемого микробиологического препарата «Микобакт марки КФ», помещенного в сушильный шкаф, по способности отдавать влагу при нагревании до температуры 105°С.

Определение числа клеток бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1, микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 и посторонних микроорганизмов проводят известными методами, основанными на приготовлении ряда последовательных разведений микробиологического препарата «Микобакт марки КФ» в стерильной воде и высевом в чашки Петри с последующим внесением соответствующей агаровой питательной среды и подсчетом выросших бактерий или микроскопических грибов.

Готовый микробиологический препарат «Микобакт марки КФ» разливают в емкости. Хранение микробиологического препарата «Микобакт марки КФ» обеспечивается в специально предназначенных для этих целей помещениях.

На каждую единицу упаковки в потребительской таре должна быть нанесена маркировка в виде тарной этикетки, которая должна содержать рекомендации о транспортировке, применении и хранении.

Микробиологический препарат «Микобакт марки КФ» содержит в своем составе консорциум штаммов микроорганизмов, запрограммированный на выполнение конкретных задач по трансформации растительных остатков.

В результате совместная организованная деятельность этого консорциума штаммов микроорганизмов в виде бактерий и микроскопических грибов позволяет эффективно и ускоренно трансформировать растительные остатки до гумусовых форм.

Микробиологический препарат «Микобакт марки КФ» позволяет осуществлять и ускорять биологическую трансформацию органических остатков после уборки урожая или перед посевом (посадкой) следующей культуры не позднее, чем за сутки до посева (посадки) и не ранее, чем через сутки после посева (посадки). Микробиологический препарат «Микобакт марки КФ» увеличивает урожайность последующей культуры.

Микробиологический препарат «Микобакт марки КФ» имеет высокую концентрацию, что повышает его качество.

Микробиологический препарат «Микобакт марки КФ» используют как в сельскохозяйственном производстве, так и личном подсобном хозяйстве для повышения плодородия почвы.

Регламенты применения микробиологического препарата «Микобакт марки КФ» представлены в таблице 2.

Экспериментальные исследования по использованию микробиологического препарата «Микобакт марки КФ» подтверждают примеры 1-2.

Пример 1

В ГНУ Всероссийском научно-исследовательском и конструкторском проектно-технологическом институте органических удобрений и торфа (г. Владимир) были проведены испытания нового микробиологического препарата «Микобакт марки КФ».

Была поставлена задача определения эффективности послеуборочной обработки соломы ячменя, яровой пшеницы и озимой ржи микробиологическим препаратом «Микобакт марки КФ».

Концентрированный микробиологический препарат «Микобакт марки КФ» использовали для получения рабочего раствора, содержащего наиболее оптимальные дозы, для обработки измельченной соломы зерновых культур.

Полевые опыты были заложены после уборки ячменя сорта Гончар, яровой пшеницы сорта Ирень, озимой ржи сорта Таловская 29 для каждой зерновой культуры.

Размеры опытных делянок 100 м², размеры учетной делянки 25 м², повторность в опыте четырехкратная.

Обработка микробиологическим препаратом «Микобакт марки КФ» проводилась последовательно сразу же после уборки зерна.

Разложение соломы наблюдали через 30 дней после обработки и весной во второй декаде мая (через 9 месяцев).

Результаты разложения соломы зерновых культур при обработке микробиологическим препаратом «Микобакт марки КФ» приведены в таблице 3.

Из таблицы 3 видно, что разложение растительных остатков зерновых культур происходит интенсивнее в летне-осенний период. К весне количество неразложившихся остатков соломы составило 1,7-3,5 т/га. Их разложение заканчивается в почве при предпосевной обработке поля.

Внесение микробиологического препарата «Микобакт марки КФ» в дозе 2 л/га на измельченную солому яровых и озимых зерновых культур приводит к трансформации соломы в гумусовые формы через 30 дней.

Пример 2

Были проведены производственные испытания микробиологического препарата «Микобакт марки КФ» в Краснодарском крае на различных полевых культурах.

Концентрированный микробиологический препарат «Микобакт марки КФ» использовали для получения рабочего раствора в каждом случае индивидуально.

В КФХ «Универсал» Кущевского района Краснодарского края на площади 30 га вносили микробиологический препарат «Микобакт марки КФ» по растительным предшествующим отходам под посев подсолнечника, урожайность семян которого составила 23,1 ц/га, а без внесения микробиологического препарата - 20,2 ц/га.

В ЗАО «Фирма «Агрокомплекс» Выселковского района Краснодарского края обработали солому зерновых культур в измельченном виде микробиологическим препаратом «Микобакт марки КФ» под посев озимого ячменя и получили 58,5 ц/га зерна ячменя, а без обработки - 57,0 ц/га.

В ООО «Альфа» Крыловского района Краснодарского края микробиологический препарат «Микобакт марки КФ» вносили на площади 10,0 га под посев подсолнечника, урожайность семян подсолнечника составила 28,5 ц/га, а без обработки - 24,0 ц/га.

В ООО «Универсал» Краснодарского края провели обработку растительных остатков подсолнечника, урожайность озимой пшеницы составила 47,1 ц/га, а без обработки - 45,6 ц/га.

Вышеуказанные результаты производственных испытаний микробиологического препарата «Микобакт марки КФ» зарегистрированы актами внедрения в хозяйствах.

Производственные испытания микробиологического препарата «Микобакт марки КФ» в Краснодарском крае на различных полевых культурах показали положительное влияние на урожайность и качество зерновых культур и подсолнечника, ускорение разложения растительных послеуборочных отходов и повышение почвенного плодородия и урожая сельскохозяйственных культур не менее 5-10%.

Примеры 1-2 подтверждают целесообразность использования микробиологического препарата «Микобакт марки КФ» для ускорения биологической трансформации органических остатков природного происхождения, повышения урожайности последующих культур, внедрения его как в сельскохозяйственном производстве, так и личном подсобном хозяйстве.

Предложенный микробиологический препарат «Микобакт марки КФ» относится к микробиологической промышленности, включает известные штаммы бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 и микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2, способы их культивирования, технологию получения и ее внедрение, подтвержденные проведенными опытными работами и исследованиями ООО «Петербургские Биотехнологии», что обусловливает, по мнению заявителей, соответствие его критерию «промышленная применимость».

Микробиологический препарат «Микобакт марки КФ» имеет высокую концентрацию и позволяет:

- осуществлять совместное культивирование штаммов бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 и микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2;

- усовершенствовать технологический процесс;

- обеспечить проведение максимального режима культивирования;

- трансформировать органические остатки природного происхождения;

- ускорить разложение остатков природного происхождения;

- увеличить урожайность последующей культуры;

- использовать его как в сельскохозяйственном производстве, так и личном подсобном хозяйстве.

Изобретение относится к биотехнологии. Микробиологический препарат для повышения урожайности сельскохозяйственных культур состоит из смеси концентрата суспензии штамма Micrococcus luteus ПБТ-1 и концентрата суспензии штамма микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2, продуктов метаболизма и стерильной питательной среды при конечном титре жизнеспособных клеток в жидкой форме штамма бактерий Micrococcus luteus ПБТ-1 не меньше 20,0×10⁶ КОЕ/мл и штамма микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 не меньше 10,0×10³ КОЕ/мл. Изобретение позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур. 3 табл., 2 пр.

Микробиологический препарат для повышения урожайности сельскохозяйственных культур в жидкой форме, состоящей из смеси концентрата бактериальной суспензии штамма Micrococcus luteus ПБТ-1 и концентрата суспензии штамма микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2, продуктов метаболизма и стерильной питательной среды при конечном титре жизнеспособных клеток в жидкой форме штамма Micrococcus luteus ПБТ-1 не меньше 20,0х10⁶ КОЕ/мл и штамма микроскопического гриба Penicillium sp. ПБТ-2 не меньше 10,0х10³ КОЕ/мл.