ПОВЫШЕНИЕ УРОЖАЙНОСТИ РАСТЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ МИКРООРГАНИЗМОВ Российский патент 2020 года по МПК A01C1/06 A01N25/26 A01N63/00 

[0001] Семена часто обрабатывают химическими или биологическими пестицидами, такими как фунгициды, инсектициды и нематоциды, включая каптан, металаксил и Maxim, для борьбы с грибами, насекомыми и нематодами.

[0002] Trichoderma - род грибов, который содержит около 20 видов. Синонимы названия рода включают Aleurisma и Sporoderma. Trichoderma virens, который также называется Gliocladium virens, является представителем рода. Естественные места обитания этих грибов включают почву и растительный материал. Представитель рода, Trichoderma harzianum KRL-AG2 (ATCC 20847), также известный как штамм T-22, используется в качестве инокулянта, который применяется для обработки семян или почвы, а также черенков и сажанцев. Другие известные и коммерчески доступные штаммы Trichoderma virens включают имеющие следующие номера ATCC: 10043, 10044, 10045, 13213, 13362, 204067, 204443, 204444, 204445, 20903, 20904, 20906, 24290, 42955, 44327, 44734, 48179, 52045, 52199, 58676, 58677, 58678, 62399, 64271, 74180, 9645, MYA-297, MYA-298, MYA-649 и MYA-650.

[0003] Bacillus - это род палочковидных, грамположительных, аэробных или (при некоторых условиях) анаэробных бактерий. Виды Bacillus широко распространены в почве. Bacillus amyloliquefaciens является спорообразующим представителем рода. Bacillus amyloliquefaciens L.L. Campbell штамм F (ATCC 23350) является одним из штаммов вида. Другие известные и коммерчески доступные штаммы Bacillus amyloliquefaciens включают имеющие следующие номера ATCC: 23842, 23843, 23844, 23845, 31592, 49763, 53495 и BAA-390 (Int. J. Sys. Bacteriol. 37:69-71, 1987; J. Bacteriol. 94:1124-1130, 1967).

[0004] Bacillus amyloliquefaciens некоторыми исследователями также называется как Bacillus subtilis вар. amyloliquefaciens. Протеаза, полученная из Bacillus subtilis вар. amyloliquefaciens обычно используется в качестве тендеризатора для сырых мясных продуктов. Согласно Агентству по охране окружающей среды США (EPA), штамм Bacillus subtilis вар. amyloliquefaciens FZB24 является естественным микроорганизмом и широко распространен в окружающей среде. Bacillus subtilis вар. amyloliquefaciens FZB24 (регистрационный номер EPA: 72098-5 и утвержденный номер EPA: 73386-DEU-001) известен и коммерчески доступен по разумной цене, продается под торговой маркой Taegro^®.

[0005] Bacillus lentimorbus - еще один спорообразующий представитель рода. Bacillus lentimorbus Dutky 1940 (ATCC 14707) является типичным штаммом вида (Skerman, V. B. D., McGowan, V., and Sneath, P. H. A., Approved lists of bacterial names. Int. J. Syst. Bacteriol. 30: 225-420, 1980). Некоторые исследователи считают Bacillus lentimorbus разновидностью Bacillus popilliae. Недавно Bacillus lentimorbus и Bacillus popilliae были переклассифицированы как Paenibacillus lentimorbus и Paenibacillus popilliae (Pettersson, B., Rippere, K. E., Yousten, A. A. and Priest, F. G., Transfer of Bacillus lentimorbus and Bacillus popilliae to the genus Paenibacillus with emended descriptions of Paenibacillus lentimorbus comb. nov. and Paenibacillus popilliae comb. nov., Int. J. Syst. Bacteriol. 49: 531-540, 1999).

[0006] Известно, что когда одна и та же культура высаживается на одном и том же участке земли в течение последовательных лет, урожайность культуры с данного участка земли уменьшается со временем. Это называется «снижение урожайности». Одним из решений этой проблемы является «севооборот» культур. То есть вместо посадки одной и той же культуры на одном и том же участке земли в течение нескольких лет подряд высаживаются различные культуры на данном участке в течение нескольких лет подряд для уменьшения эффекта снижения урожайности. Снижение урожайности, которое может происходить для различных культур, а также севооборот, могут быть недостатками для фермеров, поскольку это может ограничивать выбор культур, которые можно выращивать на конкретном участке земли в определенное время.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Данное изобретение относится к комбинациям микроорганизмов, семенам или растениям, покрытым указанными комбинациями, и способам использования микробиологических комбинаций в качестве инокулята. В частности, данное изобретение предусматривает и включает комбинации микроорганизмов и их использование для обеспечения улучшенного выхода (урожайности) при посадке одной и той же культуры в последовательные вегетационные периоды. В одном примере описанные способы использования комбинаций микроорганизмов могут использоваться для уменьшения или даже устранения снижения урожайности, которая может иметь место, когда одна и та же культура выращивается на одном участке земли в течение нескольких лет подряд. Предложенные способы описывают метод устранения или частичного устранения снижения урожайности, которое возникает, когда одна и та же культура выращивается на одном участке земли в течение нескольких лет подряд. В одном примере предложенные способы могут использоваться для устранения или частичного устранения снижения урожайности, которое возникает, когда кукуруза высаживается на одном и том же участке земли в течение нескольких лет подряд.

[0008] Описание изобретения предусматривает и включает в себя способы повышения урожайности растений и производства семян растений.

[0009] Одним из преимуществ, описанных в данном документе способов является то, что он предлагает инокулят в качестве эффективного средства минимизации воздействия на урожайность без использования севооборота, то есть не требует от фермера выращивать другую культуру при севообороте. Еще одно преимущество вариантов реализации данного изобретения состоит в том, что их использование дает более последовательные результаты, что показано в рабочих примерах, представленных в данном документе. Фактически показано, что использование комбинаций, описанных в данном документе, является функциональным, в то время как использование отдельных составляющих не является таковым.

[0010] Композиции, описанные в данном документе, могут использоваться в комбинации с другими системами модификации урожайности.

[0011] В течение множества лабораторных и полевых испытаний Bacillus subtilis вар. amyloliquefaciens TJ 1000 и Trichoderma virens G1-3 было показано, что такие штаммы совместимы друг с другом и что они действуют сообща для обеспечения повышенной урожайности растений.

[0012] Данное изобретение предусматривает и включает инокулят, посевной материал, покрытый инокулятом, растение, защищенное инокулятом, способ получения инокулята и способ защиты инокулятом семян или растения. Еще один вариант реализации инокулята включает в себя комбинацию вида Trichoderma и вида Bacillus, предпочтительно споровообразущего штамма Bacillus. Более предпочтительно, чтобы штаммом был Trichoderma virens, а другим штаммом - Bacillus subtilis вар. amyloliquefaciens, хотя другие комбинации также предусмотрены. В одном варианте реализации изобретения штамм представляет собой Trichoderma virens G1-3 (ATCC 58678) или Trichoderma virens G1-21 (изолят, который коммерчески доступен у Thermo Trilogy Corporation), а другой штамм - Bacillus subtilis вар. amyloliquefaciens TJ1000 или 1BE (ATCC BAA-390) или Bacillus subtilis вар. amyloliquefaciens FZB24 (штамм, который коммерчески доступен у Earth Biosciences, Inc.).

[0013] Другие варианты реализации изобретения включают объединение гриба Trichoderma virens и бактерии Bacillus amyloliquefaciens и размещение этой комбинации на семенах или вблизи семян или саженцев. Человек, имеющий обычные навыки в данной области техники, должен понимать, что имена Trichoderma virens и Gliocladium virens являются синонимами. Листинг АТСС этого организма под номером АТСС № 58678 подтверждает его предшествующую классификацию как Gliocladium virens.

[0014] В следующем варианте реализации изобретения инокулят получают путем добавления полностью чистой культуры, в значительной степени чистой культуры, аксенической культуры или биологически чистой культуры Trichoderma virens в биореакторе, содержащем среду для роста, содержащую мелассу и дрожжевой экстракт, с использованием стандартной методики инокуляции. Среда перемешивается и аэрируется, и ее температура поддерживается около 28 °C. После того, как Trichoderma virens выращивают в среде в течение приблизительно восьми часов, к среде добавляют полностью чистую культуру, в значительной степени чистую культуру, аксеническую культуру или биологически чистую культуру Bacillus amyloliquefaciens, используя стандартную методику инокуляции. Комбинированная конкурентная культура выращивается в вышеупомянутых условиях и вырабатывает максимальное количество клеток и спор в течение примерно семи дней. Комбинированную культуру затем используют в качестве инокулята и наносят на каждое семя в количестве не менее 1 000 спор на одно семя.

[0015] В следующем варианте реализации изобретения раствор, содержащий полностью чистую культуру, в значительной степени чистую культуру, аксеническую культуру или биологически чистую культуру грибов Trichoderma virens, объединяют с раствором, содержащим полностью чистую культуру, в значительной степени чистую культуру, аксеническую культуру или биологически чистую культуру Bacillus amyloliquefaciens в смесь в соотношении 50/50 по объему и наносят на семена в количестве не менее 10 000 спор на одно семя.

[0016] В одном варианте реализации изобретения растительный инокулят, подходящий для обработки семян растений, содержит гриб Trichoderma virens, выбранный из группы, состоящей из изолята ATCC 58678, изолята G1-21 и его мутантов; Bacillus subtilis вар. amyloliquefaciens, выбранный из группы, состоящей из штамма ATCC BAA-390, штамма FZB24 и его мутантов и подходящего носителя, который не является фитотоксичным, бактериостатическим и бактерицидным. Подходящие носители включают смачиваемые порошки на основе глины, декстрозные гранулы или порошки, гранулы или порошки сахарозы, а также гранулы или порошки мальтозы-декстрозы.

[0017] Еще одним вариантом реализации изобретения является композиция вещества, содержащая семена растения, инокулированные комбинацией, содержащей антагонист Trichoderma virens, выбранный из группы, состоящей из изолята ATCC 58678, изолята G1-21 и его мутантов и антагониста Bacillus amyloliquefaciens, выбранного из группы, состоящей из штамма ATCC BAA-390, штамма FZB24 и его мутантов, причем указанная комбинация увеличивает урожайность.

[0018] Еще один вариант реализации изобретения представляет собой способ получения композиции, включающий введение полностью чистой культуры Bacillus amyloliquefaciens (штамм FZB24) в среду для роста примерно через восемь часов после того, как в значительной степени чистую культуру Trichoderma virens (изолят G1-21) вводят в среду для роста и дальнейшее выращивание культуры как конкурентной культуры.

[0019] Еще один вариант реализации изобретения представляет собой способ, включающий получение композиции путем объединения полностью чистой культуры Trichoderma virens G1-3 (изолят G1-21) и в значительной степени чистой культурой Bacillus amyloliquefaciens (штамм FZB24) в смесь в соотношении 50:50 и нанесение указанной композиции на семена в количестве не менее 100 000 спор на семя.

[0020] В одном варианте реализации изобретения количество спор, применяемое на семя, колеблется от около 1 000 до около 1 000 000, независимо от размера семян. В другом варианте реализации изобретения согласно данному описанию количество спор на семя составляет от около 1 000 до около 10 000. В следующем варианте реализации изобретения количество спор на семя составляет от около 10 000 до около 100 000. В еще одном варианте реализации изобретения количество спор на семя составляет от около 100 000 до около 1 000 000. В еще одном варианте реализации изобретения, предложенном данным изобретением, количество спор на семя составляет от около 1 000 000 до около 2 000 000.

[0021] Еще один вариант реализации изобретения представляет собой способ повышения урожайности кукурузы и предотвращения снижения урожайности кукурузы, включающий размещение в среде роста в непосредственной близости от растения, подлежащего защите, эффективного количества одной из предложенных здесь микробиологических комбинаций.

[0022] Еще один вариант реализации изобретения представляет собой способ увеличения урожайности кукурузы и снижения потерь кукурузы за счет снижения урожайности, включающий добавление одной из описанных в данном документе микробиологических комбинаций в эффективном количестве к субстрату, такому как гранулированный сульфат кальция или гранулированная известь, и размещение гранул в непосредственной близости к защищаемому растению. Гранулы могут содержать или не содержать другие питательные вещества.

[0023] Еще один вариант реализации изобретения представляет собой способ увеличения урожайности кукурузы, включающий добавление одной из предложенных в данном документе микробиологических комбинаций в эффективном количестве к жидкому раствору, такому как вода, и нанесению жидкого раствора в непосредственной близости от подлежащего защите растения.

[0024] В следующем варианте реализации изобретения описанные в данном документе композиции могут содержать или не содержать дополнительные питательные вещества и могут включать один или несколько химических пестицидов, применяемых к семенам, таких как, например, иконазол, металаксил, трифлоксистробин, клотианидин, VOTiVO, тиаметоксам, циантранилипрол, азоксистробин, флудиоксонил, или тиоксазафен. Описанная комбинация может также быть добавлена к растительному питательному раствору (азот-фосфор-калий (NPK)) плюс растительный микроэлементный раствор, который совместим с комбинацией и применяется как обработка в бороздах. Описанные комбинации могут также быть добавлены к биологически активным ингредиентам, включающим один или несколько липохитоолигосахаридов и их производных, один или несколько микоризов (Myc-факторы) и их производные, одно или несколько хитиновых соединений и их производных, один или несколько хитоолигосахаридов и производных, один или несколько флавоноидов и их производных, один или несколько не флавоноидных индукторов nod-генов и их производных, один или несколько каррикинов и их производных или любую комбинацию сигнальных молекул.

[0025] Еще один вариант реализации изобретения представляет собой способ, включающий инокуляцию семян растения эффективным количеством микробиологического инокулята, содержащего комбинацию микроорганизмов, имеющих все идентифицирующие характеристики Trichoderma virens и Bacillus amyloliquefaciens, причем указанная инокуляция приводит к повышению доступности или поглощению растением питательных веществ, или улучшению характеристик почвы.

[0026] Еще один вариант реализации изобретения включает комбинацию гриба Trichoderma virens и бактерии Bacillus amyloliquefaciens для повышения простоты использования и увеличения срока пригодности как в виде хранимого продукта, так и при нанесении на семена. В следующем варианте реализации изобретения данное описание предусматривает и включает применение описанного микроорганизма Trichoderma и микроорганизма Bacillus со смачиваемым порошком, в форме, в которой он применяется.

[0027] Еще одним вариантом реализации изобретения является композиция вещества, полученная путем объединения: композиции, полученной путем комбинирования множества микроорганизмов, выбранных из группы, состоящей из гриба Trichoderma virens, выбранного из группы, состоящей из изолята G1-21, его групп или мутантов и бактерии Bacillus amyloliquefaciens, выбранной из группы, состоящей из штамма FZB24, его групп или мутантов; гриба Trichoderma virens, выбранного из группы, состоящей из изолята ATCC 58678, его групп или мутантов и бактерии Bacillus amyloliquefaciens, выбранной из группы, состоящей из штамма FZB24, его групп или мутантов; и гриба Trichoderma virens, выбранного из группы, состоящей из изолята ATCC 58678 и его мутантов, и бактерии Bacillus amyloliquefaciens, выбранной из группы, состоящей из штамма FZB24, его групп или мутантов; и подходящего носителя, который не является фитотоксичным, бактериостатическим и бактерицидным.

[0028] Еще одним вариантом реализации изобретения является микробиологическая комбинация, увеличивающая урожайность растений той же культуры, что была высажена и в предыдущий год путем объединения эффективных количеств: гриба, выбранного из группы изолята Trichoderma virens (изолят G1-21), его групп или мутантов; бактерии, выбранной из группы Bacillus amyloliquefaciens (штамм FZB24), его групп или мутантов; и подходящего носителя, который не является фитотоксичным, бактериостатическим и бактерицидным.

[0029] Еще один вариант реализации изобретения представляет собой группу семян, полученную объединением семян растения с эффективными количествами гриба Trichoderma virens и бактерии Bacillus subtilis вар. amyloliquefaciens. В следующем варианте реализации изобретения семена представляют собой семена растения, выбранного из группы, состоящей из однодольных и двудольных. В следующем варианте реализации изобретения семена представляют собой семена растения, выбранного из группы, состоящей из бобовых и не бобовых растения. В следующем варианте реализации изобретения семена представляют собой семена растения, выбранного из группы, состоящей из кукурузы, подсолнечника, сои, полевого гороха и пшеницы.

[0030] Еще один вариант реализации изобретения представляет собой способ, включающий: создание композиции путем объединения полностью чистой культуры Trichoderma virens (изолят G1-21) и полностью чистой культурой Bacillus amyloliquefaciens (штамм FZB24) в смеси; и нанесение указанной композиции на семена; где указанная смесь содержит от 10 до 90 процентов Trichoderma virens (изолят G1-21) по объему и от 90 до 10 процентов Bacillus amyloliquefaciens (штамм FZB24) по объему.

[0031] Еще один вариант реализации изобретения представляет собой способ, включающий: создание композиции путем объединения полностью чистой культуры Trichoderma virens (изолята G1-21) с множеством полностью чистых культур бактерий в смеси; и нанесение указанной композиции на семена; где указанная смесь содержит от 10 до 90 процентов Trichoderma virens (изолят G1-21) по объему культуры.

[0032] В одном варианте реализации изобретения смесь содержит от 10 до 90 процентов Trichoderma virens по объему и от 90 до 10 процентов Bacillus amyloliquefaciens по объему. В другом варианте реализации изобретения смесь содержит около 20 процентов Trichoderma virens по объему и 80 процентов Bacillus amyloliquefaciens по объему. В следующем варианте реализации изобретения смесь содержит около 30% Trichoderma virens по объему и 70% Bacillus amyloliquefaciens по объему. В еще одном дополнительном варианте реализации изобретения смесь содержит около 40% Trichoderma virens по объему и 60% Bacillus amyloliquefaciens по объему.

[0033] В одном варианте реализации изобретения способ включает объединение спорообразующего грибкового штамма и спорообразующего бактериального штамма с получением продукта, включающего композицию вещества, описанного в данном документе; и нанесение продукта на растение или на часть растения, которое представлено той же культурой, что и годом ранее; в результате чего нанесение продукта дает повышение урожайности растения даже при известном снижении урожайности в результате повторного выращивания кукурузы.

[0034] В другом варианте реализации изобретения описание предлагает и включает способ, включающий применение микроорганизмов Trichoderma spp. и микроорганизма Bacillus spp. со смачиваемым порошком для получения комбинации, содержащей композицию, описанную в данном документе; и применение комбинации к семенам; благодаря чему применение комбинации дает положительный отклик в виде увеличения урожайности растений, растущих из этих семян, которые представлены той же культурой, что выращивалась непосредственно в предыдущем вегетационном периоде.

[0035] В еще одном варианте реализации изобретения композиция вещества, описанная в данном документе, содержится в количестве от 1 до 99 процентов Trichoderma virens по объему культуры и от 99 до 1 процента Bacillus amyloliquefaciens по объему культуры.

[0036] В другом варианте реализации изобретения композиция вещества содержит: растительные семена, инокулированные растительным инокулятом, описанным в данном документе; причем указанная комбинация увеличивает урожайность растений. В другом варианте реализации изобретения описание включает в себя способ увеличения урожайности растений, причем способ включает: покрытие семян растения эффективным количеством растительного инокулята, описанного в данном документе; и культивирование растения.

[0037] В еще одном варианте реализации изобретения описание предусматривает и включает композицию, полученную объединением эффективных количеств: спорообразующего гриба; и спорообразующей бактерии; где спорообразующий грибок не продуцирует вещество, которое в значительной степени ингибирует рост спорообразующей бактерии, и спорообразующая бактерия не продуцирует вещество, которое существенно ингибирует рост спорообразующего гриба; и где композиция эффективна для увеличения урожайности растений, выращенных из семян, к которым была применена композиция.

[0038] Агенты, содержащие описанные композиции, могут применяться для сельскохозяйственных, садовых растений и саженцев. Это обычно включает применение агентов к почве, семенам, целым растениям или частям растений (включая, но не ограничиваясь ими, корни, клубни, стебли, цветы и листья). Микробиологические комбинации могут использоваться отдельно, однако их можно дополнительно изготовить в виде обычных продуктов, таких как пыль, гранулы, микрогранулы, пеллеты, смачиваемые порошки, сыпучие порошки, эмульсии, микрокапсулы, масло или аэрозоль. Чтобы улучшить или стабилизировать действие инокулята, агент можно смешивать с подходящими адъювантами, а затем использовать как таковой или же после разбавления, если это необходимо.

[0039] Специалист в данной области должен понимать, что микробиологические комбинации могут быть составлены для обработки семян либо в качестве предварительной обработки для хранения или посева. Семена могут составлять часть гранулированной композиции или, в качестве альтернативы, могут быть пропитаны, обрызганы, посыпаны или фумигированы композициями согласно данному изобретению. Кроме того, композиции по данному изобретению могут быть нанесены на почву или торф, растение, культуру или плантацию. В некоторых областях может дополнительно потребоваться, чтобы вариант реализации изобретения обеспечивал материалы с медленным высвобождением, так чтобы агент был рассчитан на длительный период высвобождения.

[0040] При использовании описание изобретения предусматривает и включает нанесение водной или неводной композиции для распыления на культуру. Например, композицию можно наносить на почву и/или на растительную часть (например, стебель, корень или лист) в качестве водного аэрозоля, содержащего распылительные адъюванты, такие как поверхностно-активные вещества и эмульгированные сельскохозяйственные растительные масла, которые обеспечивают осаждение агента в виде капли, которая смачивает стебель или лист и удерживается на растении для обеспечения абсорбции агента.

[0041] Специалист в данной области должен понимать, что описанные в данном документе композиции могут применяться в сочетании с питательными веществами (удобрениями), гербицидами или ими обоими, или могут быть частью композиции, содержащей композицию по данному изобретению, в сочетании с удобрением, гербицидом или ими обоими. Такая композиция может быть изготовлена ​​в форме жидкости, покрытия, гранулы или в любой форме, известной в данной области.

[0042] Специалист в данной области поймет, что описанные в данном документе композиции могут быть применены к семенам как часть стратификации, высушивания, гормональной обработки или механического процесса для стимулирования прорастания или прекращения покоя. Рассматриваются способы обработки, включая агенты по данному изобретению в сочетании с гормонами, ПЭГ или изменяющейся температурой, или в сочетании с механическим манипулированием семенем (т.е. нарушение целостности оболочки (piercing)).

[0043] Дальнейшие аспекты данного описания изобретения будут очевидны из рассмотрения фигур и последующего описания дополнительных вариантов реализации изобретения. Специалист в данной области техники поймет, что возможны другие варианты реализации данного изобретения и что детали различных аспектов данного описания могут быть изменены в некоторых отношениях, причем все они будут входить в объем данного изобретения. Таким образом, следующие фигуры и описания должны рассматриваться как иллюстративные по своей природе, а не ограничивающие.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0044] На Фиг. 1 показана взаимосвязь между длительностью выращивания кукурузы (в годах) и снижением урожайности кукурузы. Адаптировано по Gentry et al., 2013.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0045] В одном варианте реализации изобретения композиция содержит грибковый изолят Trichoderma virens G1-3 (АТСС 58678) или другие изоляты. Эти микроорганизмы могут быть получены из American Type Culture Collection (АТСС), 12301 Parklawn Drive, Rockville, Md., 20852-1776 и других коллекций культур или изолированы из природной среды.

[0046] Другой вариант реализации изобретения включает композицию изолята Trichoderma (Gliocladium) virens G1-21, который продается под торговой маркой SoilGuard™ 12G у Thermo Trilogy Corporation, 9145 Guilford Road, Suite 175, Columbia, Md. 21046.

[0047] Еще один вариант реализации изобретения также включает композиционную бактерию Bacillus lentimorbus TJ1000, которая переименована в данном документе как Bacillus amyloliquefaciens TJ1000 или 1BE, на основе более точного определения названия видов рода Bacillus, которое имело место до подачи патентной заявки. Этот микроорганизм был депонирован в ATTC 31 октября 2001 года и ему был присвоен номер доступа ATCC BAA-390. Альтернативные варианты реализации изобретения включают другие штаммы, которые могут быть выделены из природной среды или получены из АТСС или других коллекций культур.

[0048] Другой вариант реализации изобретения включает композицию Bacillus subtilis вар. amyloliquefaciens FZB24, который продается под торговой маркой Taegro^® Earth Bioscience, Inc., 26 Sherman Court, PO Box 764, Fairfield, Conn. 06430.

[0049] Еще один вариант реализации изобретения включает сочетание полностью чистой культуры Trichoderma virens и полностью чистой культуры Bacillus amyloliquefaciens в процессе конкурентного культивирования. Процесс конкурентного культивирования включает добавление Bacillus amyloliquefaciens в среду для роста примерно через восемь часов после добавления к среде Trichoderma virens. Затем объединенную культуру наносят на семена, например, на кукурузные семена. Комбинация, выращенная в конкурентной культуре, обеспечивает защиту урожайности семян и растений.

[0050] Еще один вариант реализации изобретения включает выращивание полностью чистой культуры Trichoderma virens и полностью чистой культуры Bacillus amyloliquefaciens TJ1000 отдельно в течение пяти дней. После выращивания культур отдельно, композиции, которые содержат их, объединяют в соотношении 50/50 по объему, а затем комбинацию наносят на семена, например, на кукурузные семена. Комбинированные культуры применяются к семенам, обеспечивая защиту урожайности семян и растений.

[0051] Следующая стадия в этом процессе включает применение любой из вышеуказанных комбинаций к семенам, включая добавление водного раствора, содержащего 30 г/л мелассы к раствору, содержащему комбинацию, для получения соответствующего количества спор в полученной композиции. Полученную композицию затем наносят на семена в виде тумана для достижения оптимальных скоростей нанесения на семена, с использованием мелассы в качестве клеевой основы для прилипания спор к семенам.

[0052] В следующем варианте реализации изобретения биореактор, используемый для культивирования культур микроорганизмов, представляет собой биореактор New Brunswick Bioflow III. Для достижения оптимальных результатов скорость перемешивания биореактора устанавливается на уровне 350 об/мин, уровень аэрации биореактора устанавливается равным около 3,0 при давлении воздуха аэрации около 15 фунтов на квадратный дюйм, а температурный режим равен около 28 °C. Далее среда для выращивания для каждой из отдельных культур и комбинированной конкурентной культуры содержит около 30 г на литр мелассы и около 5 г на литр дрожжевого экстракта и именуется как среда MYE. В следующем варианте реализации изобретения среда содержит около 5 миллилитров пеногасителя. В следующем варианте реализации изобретения продуцирование спор определяют путем подсчета спор с использованием гемацитометра, изготовленного Hausser Scientific.

[0053] Разные варианты обработки семян необязательно могут быть применены ​​до инокулирования семян описанным инокулятом. В некоторых других вариантах реализации изобретения обработка семян включает осмотическую предварительную обработку и предварительное проращивание семян. Поскольку Trichoderma virens и Bacillus amyloliquefaciens являются спорообразователями, указанный инокулят не требует высоких уровней влажности для выживания и поэтому может быть применен к семенам и другим материалам без связующего вещества, например, такого как продаваемые под торговыми названиями Pelgel (LipaTech), Keltrol (Xanthan) Cellprill или Bond.

[0054] В следующем варианте реализации изобретения описание предусматривает и включает в себя объединение грибкового штамма, продуцирующего споры, и бактериального штамма, продуцирующего споры, для повышения простоты использования и увеличения срока пригодности как в качестве хранимого продукта, так и при нанесении на семена. В следующем варианте реализации изобретения описание включает применение описанного микроорганизма Trichoderma и описанного микроорганизма Bacillus со смачиваемым порошком и продажу смачиваемого порошка.

ПРИМЕРЫ

[0055] Пример иллюстрирует вариант реализации изобретения и не должен рассматриваться как ограничивающий.

Пример 1. Урожайность кукурузы, при выращивании без севооборота

[0056] Хорошо документировано, что непрерывная посадка кукурузы (кукуруза высаживается после кукурузы в течение нескольких последовательных сезонов посадки (без севооборота)) демонстрирует возрастающий уровень снижения урожайности из года в год. Например, исследование, которое было опубликовано в Gentry et al.; Identifying Factors Controlling the Continuous Corn Yield Penalty, Agronomy Journal • Volume 105, Issue 2 • 2013 pp295-303, показало корреляцию снижения урожайности кукурузы, выращиваемой без севооборота с количеством лет непрерывной посадки кукурузы и показывает, что снижение урожайности продолжает увеличиваться с каждым годом непрерывной посадки кукурузы.

[0057] В ходе испытания коммерческой рецептуры QuickRoots^®, содержащей Trichoderma virens G1-3 и Bacillus subtilis вар. amyloliquefaciens TJ1000 ее применяли к необработанным семенам кукурузы при количестве нанесения 7,2 г на 80 000 зерен кукурузы. Контроль, используемый для сравнения в каждом испытании, представлял собой необработанное зерно кукурузы того же гибрида, что и обрабатываемое с помощью QuickRoots^®. Один гибрид был оценен на каждом из двенадцати полевых участков с тремя различными гибридами SmartStax^® (DK53-56, DK61-16 и DK63-33), используемыми в разных экспериментальных локациях для обеспечения соответствующих относительных сроков созревания. В 2014 году на каждом из двенадцати сайтов, охватывающих восемь штатов в США (MN, CO, WI [2], MI, IL [4], NE, IA и TX), были проведены небольшие повторяемые исследования уровня урожайности, используя стандартные методы исследования небольших участков и оборудование. Каждое из этих мест в предыдущий сезон было засажено кукурузой и рассматривалось для повторной посадки кукурузы. Эксперимент был спланирован по схеме Randomized Complete Block Design (RCBD) с двумя повторами на каждом участке. Данные о урожайности кукурузы были проанализированы после сбора урожая с использованием смешанной линейной модели наилучшей линейной несмещенной оценки (BLUE), а средний урожай был рассчитан для необработанных семян и семян, обработанных QuickRoots. Уровень статистической значимости определяли путем вычисления p-значений для условий обработки и отсутствия таковой.

[0058] В этом исследовании была отмечена положительная дельта по сравнению с необработанным контролем 9,89 бушелей/акр (значение р=0,056), что было неожиданным результатом, показывающим значительное снижение ожидаемого снижения урожайности кукурузы на кукурузных полях без севооборота.

[0059] Множество вариаций вариантов реализации данного изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники. Некоторые вариации включают неконкурентное культивирование инокулирующих организмов. Другие вариации требуют конкурентного культивирования. Все такие варианты должны быть включены в объем данного изобретения.

[0060] Хотя примерные системы, способы и т. д. проиллюстрированы описывающими примерами, и хотя примеры были описаны достаточно подробно, заявители не намерены держать в определенных пределах или каким-либо образом ограничивать объем прилагаемой формулы изобретения указанными подробностями. Разумеется, невозможно описать каждую возможную комбинацию компонентов или способов в целях описания раскрытых в данном документе систем, способов и т. д. Дополнительные преимущества и модификации будут очевидны для специалистов в данной области техники. Следовательно, описание не ограничивается конкретными деталями, представительным устройством и иллюстративными примерами, показанными и описанными. Таким образом, объем данной заявки должен охватывать изменения, модификации и варианты, которые входят в объем прилагаемой формулы изобретения. Кроме того, предыдущее описание не предназначено для ограничения объема данного изобретения. Скорее, объем данного изобретения должен определяться прилагаемой формулой изобретения и указанными в ней эквивалентами.

[0061] Термин «включает» или «включая» используемый в подробном описании сущности изобретения или формуле изобретения, должен рассматриваться как инклюзивный, как и термин «содержащий», поскольку этот термин интерпретируется при использовании в качестве переходного слова в формуле изобретения. Кроме того, термин «или» используемый в подробном описании сущности изобретения или формуле изобретения (например, A или B), означает «A или B или оба». Когда заявители намерены указать «только A или B, но не оба», тогда будет использоваться термин «только A или B, но не оба». Таким образом, использование термина «или» здесь является инклюзивным, а не исключительным использованием. См., Bryan A. Garner, A Dictionary of Modern Legal Usage 624 (2d. Ed. 1995). Термин «в» используемый в данном описании или формуле изобретения, должен рассматриваться как дополнительно означающий «на». Кроме того, термин «связано» используемый в описании или формуле изобретения, подразумевает не только «напрямую связано с», но также и «косвенно связанно», например, связанное через другой компонент или компоненты.

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству, а именно к выращиванию кукурузы. Способ выращивания кукурузного растения включает выбор поля, на котором кукуруза выращивалась в предыдущем году и которое имеет ожидаемое снижение урожайности кукурузы, посадку семян кукурузы и применение комбинации Trichoderma virens и Bacillus subtilis вар. аmyloliquifaciens, где ожидаемое снижение урожайности кукурузы уменьшается по сравнению с необработанной культурой кукурузы, выращиваемой на поле, на котором ожидается снижение урожайности кукурузы. Применение комбинации Trichoderma virens и Bacillus subtilis вар. amyloliquifaciens выбирают из группы, состоящей из покрытия указанного кукурузного зерна перед посевом, нанесения на почву до посадки, нанесения на почву при посадке и нанесения на листву кукурузного растения, растущего в указанном поле. Обеспечивается повышение урожайности кукурузы. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

1. Способ выращивания кукурузного растения, включающий:

выбор поля, на котором кукуруза выращивалась в предыдущем году и которое имеет ожидаемое снижение урожайности кукурузы;

посадку семян кукурузы; и

применение комбинации Trichoderma virens и Bacillus subtilis вар. аmyloliquifaciens;

где ожидаемое снижение урожайности кукурузы уменьшается по сравнению с необработанной культурой кукурузы, выращиваемой на поле, на котором ожидается снижение урожайности кукурузы.

2. Способ по п. 1, в котором указанное применение комбинации Trichoderma virens и Bacillus subtilis вар. amyloliquifaciens выбирают из группы, состоящей из покрытия указанного кукурузного зерна перед посевом, нанесения на почву до посадки, нанесения на почву при посадке и нанесения на листву кукурузного растения, растущего в указанном поле.

3. Способ предотвращения или уменьшения снижения урожайности кукурузы у культуры кукурузы, включающий:

применение комбинации Trichoderma virens и Bacillus subtilis вар. amyloliquifaciens к указанной культуре кукурузы при посадке;

выращивание указанной культуры кукурузы в поле, на котором в предыдущем сезоне выращивалась кукуруза,

где урожайность указанной культуры кукурузы увеличивается по меньшей мере на 5% по сравнению с необработанной культурой кукурузы, выращенной на поле, на котором ожидается снижение урожайности кукурузы, тем самым уменьшая указанное снижение урожайности кукурузы.

4. Способ по п. 3, в котором урожайность указанной культуры кукурузы равна или превышает урожайность культуры кукурузы, выращенной без комбинации Trichoderma virens и Bacillus subtilis вар. amyloliquifaciens.

5. Способ по п. 3, в котором семена дополнительно покрывают или обрабатывают одним или несколькими пестицидами, выбранными из группы, состоящей из фунгицида, гербицида, инсектицида, акарицида и нематоцида.

6. Способ по п. 3, в котором семена дополнительно покрывают липохитоолигосахаридом (LCO).

7. Способ, включающий:

посадку семян кукурузы в почву поля, имеющего ожидаемое снижение урожайности кукурузы; и

применение Trichoderma virens и Bacillus subtilis вар. amyloliquifaciens к почве, семенам или растениям, которые прорастают из семян;

где указанная комбинация применяется в количестве спор на семя от 10000 до 100000;

где указанное снижение урожайности кукурузы уменьшается на по меньшей мере 5% по сравнению с необработанной культурой кукурузы, выращенной на поле, на котором ожидается снижение урожайности кукурузы.

8. Способ по п. 7, в котором Trichoderma virens и Bacillus subtilis вар. amyloliquifaciens применяются к семенам до посадки.

9. Способ по п. 7, в котором указанное применение включает применение указанной комбинации к почве или к семенам по меньшей мере за 0,25 месяца или более до посадки.

10. Способ по п. 7, в котором Trichoderma virens и Bacillus subtilis вар. amyloliquifaciens применяется к листьям растения, которое прорастает из указанных семян.

11. Способ по п. 7, в котором кукурузу высевали в указанную почву в течение по меньшей мере предшествующих двух или более сезонов вегетации.

12. Способ по п. 11, в котором снижение урожайности уменьшается по меньшей мере на 5%.

13. Способ по п. 7, в котором одна или несколько характеристик роста растений, выбранных из группы, состоящей из высоты растений, веса растений, количества початков, веса початка, количества зерен, веса зерен и срока созревания, увеличены по меньшей мере на 5%.

14. Способ по п. 7, в котором урожай увеличивается по меньшей мере на 5%.

15. Способ по п. 1, в котором применение осуществляется к семенам и указанная комбинация применяется в количестве спор на семя от 10000 до 100000.

16. Способ по п. 3, дополнительно включающий стадию выбора поля, имеющего ожидаемое снижение урожайности кукурузы.

17. Способ по п. 7, в котором семена дополнительно покрывают липохитоолигосахаридом (LCO).

18. Способ по п. 7, в котором указанная комбинация, которую применяют к семенам, дополнительно включает клеевую основу для прилипания спор к семенам.

19. Способ по п. 18, в котором указанная клеевая основа включает мелассу.

20. Способ по п. 3, в котором снижение урожайности уменьшается на 5%.