Способ повышения приживаемости саженцев сосны обыкновенной Российский патент 2024 года по МПК A01N63/00 A01G23/00 

Изобретение относится к областям биотехнологии и лесного хозяйства, в частности, к способам повышения приживаемости саженцев сосны обыкновенной.

Низкое качество работ по лесовосстановлению приводит к повсеместному процессу замещения хвойных пород лиственными, переводу лесных участков в лесные насаждения без учета породной структуры, отсутствию дальнейшего обеспечения восстановленных лесов надлежащим уходом.

В то же время хвойные леса, в особенности сосновые, поставляют в атмосферу огромное количество биологически активного кислорода и поглощают углекислый газ. Сосна обладает широким антимикробным спектром действия: ее насаждения выделяют в атмосферу большое количество летучих веществ, токсичных для многих микроорганизмов. Велико значение сосны и для защиты почвы от эрозии и водного режима территорий. Она широко применяется при создании полезащитных полос, укреплении подвижных песков, облесении берегов рек и овражно-балочных систем. Древесина сосны отличается высокими физико-механическими свойствами, прочна, устойчива к гнили, относительно мягкая и хорошо обрабатывается, поэтому нашла широкое применение в различных отраслях промышленности (Побединский А.В. Сосна. М., 1979. 125 с.).

Однако хвойные деревья невозможно вырастить без природных эктомикоризообразующих грибов. Мицелий гриба проникает в корень, выполняет функцию корневых волосков и позволяет в малые сроки нарастить полезную микоризную среду для корневой системы и корневую массу растения. В связи с этим взаимодействие между бактериями и растениями является перспективной стратегией для производства устойчивого посадочного материала.

Вместе с тем, микоризообразующие грибы не всегда оказывают положительное воздействие на растения из-за недостаточной эффективности микоризной колонизации, поэтому поиски новых технологий в сфере повышения уровня микоризации и роста мицелия позволят обеспечить создание качественного посадочного материала с высоким уровнем приживаемости.

Известен способ подготовки мицелия базидиомицетов для микоризации почвы при искусственном выращивании хвойных растений (Пат. РФ № 2751481; МПК А01Н 1/00; опубл. 14.07.2021), включающий использование мицелиальных культур базидиомицетов трех видов грибов - Tricholoma equestre, Lactarius rufus, Suillus bovinus, полученных при выращивании на чашках Петри с сусло-агаром, содержащим пивное сусло в концентрации 8° по Баллингу, в термостате при температуре 25±1°С в течение 5 суток. Выросшие мицелиальные культуры смываются с поверхности среды 10 мл пивного сусла в концетрации 8° по Баллингу и подлежат гомогенизации при режиме 800 об/мин в течение 2 мин. Суспензии гомогенизированных фрагментов мицелия каждого вида гриба доводят до концентрации стандарта мутности ОСО 42-28-85-2014 10 МЕ 0,9%-ным раствором натрия хлорида. Из полученной суспензии для грибов Tricholoma equestre и Lactarius rufus готовят 5-е разведение, для Suillus bovinus - 8-е разведение суспензии фрагментов мицелия и в объеме 7,5 мл засевают на 25 г почвы.

Недостатками данного способа являются сложность и многостадийность технологического процесса выращивания мицелиальных культур грибов, что приводит к удорожанию конечного продукта.

Известен биотехнологический способ оптимизации производства привитых саженцев винограда на основе применения гриба Glomus intraradices Shenck & Smith, штамм RCAM02146 (Пат. РФ № 2672381; МПК A01N 65/00; опубл. 14.11.2018), включающий посадку саженцев винограда в почву школки, при этом перед посадкой саженцев в почву школки корни привитых виноградных саженцев замачивают на 50-60 мин в 2%-ном растворе биопрепарата, состоящего из 200 г почвенно-корневого субстрата при соотношении почвы и корней люцерны хмелевидной 1:1, 75% и более корней которой микоризовано штаммом гриба арбускулярной микоризы Glomus intraradices Shenck & Smith, депонированным в ВНИИСХМ под номером RCAM02146, и 1 л воды, или перед посадкой саженцев в почву школки корни привитых виноградных саженцев замачивают на 20-30 мин в приготовленном 2%-ном растворе биопрепарата на основе штамма гриба арбускулярной микоризы Glomus intraradices Shenck & Smith, депонированного в ВНИИСХМ под номером RCAM02146, и сразу после посадки дополнительно производят полив почвы 2%-ным раствором биопрепарата в районе корней из расчета 150-200 л на 1 га.

Недостатками этого способа являются многостадийность процесса обработки саженцев и специальный состав почвенно-корневого субстрата.

Известен способ увеличения приживаемости и стимуляции роста сеянцев и саженцев сосны сибирской (Пат. РФ № 2434938; МПК C12N 1/14, A01N 63/00; опубл. 27.11.2011), включающий обработку сеянцев или саженцев сосны сибирской микоризообразователем. В качестве микоризообразователя используют штамм эктомикоризообразующего гриба Suillus sibiricus (6) №LE(BIN)2178, который может быть выращен на твердой или жидкой питательной среде. При выращивании на твердой питательной среде для масштабирования гриба проводят пересев из исходной пробирки с чистой матричной культурой на чашки Петри со стерильной агаризованной питательной средой. На питательную среду обожженным пламенем горелки копьем помещают кусочек агара с мицелием размером 1×1 см или 1×2 см. Засеянные чашки Петри выдерживают в термостате при температуре +24°С в течение месяца. Жидкую культуру грибов выращивают на модифицированной питательной среде Худякова-Возняковской с помощью термостатируемого шейкера при режиме работы 180-220 об/мин и температуре +25-28°С в течение 14-16 суток. Соотношение объема питательной среды к объему качалочной колбы составляет 1:10. Затравка для масштабирования биомассы - 1-2% инокулята от объема среды. Мицелий вносят в почву в районе междурядий на глубину 5-10 см одним из двух способов: культуральной жидкостью гриба (гелевой формой) или кусочками твердой питательной среды с мицелием гриба (твердой формой). Принят за прототип.

Недостатком данного способа является длительное предварительное выращивание штамма эктомикоризообразующего гриба на многокомпонентных питательных средах определенного состава, что приводит к удорожанию и увеличенным срокам получения конечного продукта.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении приживаемости саженцев сосны обыкновенной без предварительного выращивания культур микоризообразующих грибов.

Это достигается тем, что в способе повышения приживаемости саженцев сосны обыкновенной, включающем обработку саженцев сосны обыкновенной микоризообразователем, согласно изобретению, перед посадкой саженцев сосны обыкновенной в грунт их корни помещают на 30 мин в емкость с высококонцентрированными сточными водами мясоперерабатывающих предприятий, имеющими концентрацию белковых примесей 80%, после чего в каждую лунку вносят микоризообразователь - препарат «Кормилица Микориза», содержащий мицелий и споры гриба рода Glomus, в количестве 1 г на лунку.

В стоках мясоперерабатывающих предприятий содержатся ценные органические вещества естественного происхождения. Однако прямое выделение какого-либо вещества или группы веществ из стоков, чаще всего, является экономически невыгодным из-за сравнительно низких концентраций компонентов сточных вод. В то же время общее количество органических веществ в сточных водах предприятий довольно велико и возрастает с увеличением объема производства (Пальгунов Н.В. Промышленные сточные воды. М., 2000. 415 с.).

Проблема выделения ценных органических веществ из стоков предприятий мясоперерабатывающей промышленности может быть решена путем использования сточных вод с целью накопления биомассы, ферментов, витаминов и т.п. Такой путь переработки стоков облегчает их последующую очистку, так как снижает общую загрязненность органическими веществами. Образующаяся в процессе культивирования биомасса может использоваться как стимулятор роста растений.

В таблице 1 представлен аминокислотный состав белковых примесей высококонцентрированных сточных вод (ВКС) мясоперерабатывающих предприятий.

Таблица 1

Аминокислотный состав белковых примесей высококонцентрированных сточных вод мясоперерабатывающих предприятий

Данные, представленные в таблице 1, показывают высокое содержание аминокислот в ВКС.

В то же время пересадка растений в открытый грунт является для них стрессовой ситуацией, на подавление которой требуется большое количество аминокислот, а выработка собственных аминокислот создает дополнительную энергетическую нагрузку на ослабленное растение. В свою очередь, предварительная обработка корневой системы растения в растворе ВКС усиливает его защиту от стресса.

Препарат «Кормилица Микориза», в свою очередь, содержит мицелий и споры гриба рода Glomus, колонизированные фрагменты корней и торф. В результате образования микоризы грибница становится продолжением корневой системы растений, тем самым, в несколько раз увеличивая площадь, с которой происходит поглощение ими питательных веществ и воды. Кроме того, грибы своим присутствием не дают развиваться болезнетворным микробам (Кормилица Микориза Башкирская - 30 г, 1 л. Режим доступа: https://www.bashinkom.ru/products/ojz/KormilitsaMikoriza?parent-baobab-id=lqnn21xzoi).

Способ повышения приживаемости саженцев сосны обыкновенной заключается в следующем.

Перед посадкой саженцев сосны обыкновенной в грунт их корни помещают на 30 мин в емкость с высококонцентрированными сточными водами мясоперерабатывающих предприятий, имеющими концентрацию белковых примесей 80%, после чего в каждую лунку вносят микоризообразователь - препарат «Кормилица Микориза», содержащий мицелий и споры гриба рода Glomus, в количестве 1 г на лунку и осуществляют посадку саженцев сосны обыкновенной в подготовленные лунки.

Пример.

С целью определения эффективности заявляемого способа повышения приживаемости саженцев сосны обыкновенной была произведена их посадка в открытый грунт в серые лесные почвы лесостепной зоны Воронежской области в апреле 2022 г. Перед посадкой 25 саженцев сосны обыкновенной в открытый грунт их корни помещали на 30 мин в емкость с высококонцентрированными сточными водами мясоперерабатывающих предприятий, имеющими концентрацию белковых примесей 80%, после чего в каждую лунку вносили микоризообразователь - препарат «Кормилица Микориза», содержащий мицелий и споры гриба рода Glomus, в количестве 1 г на лунку и осуществляли посадку саженцев сосны обыкновенной в подготовленные лунки. Еще 25 саженцев сосны обыкновенной были контрольными: ВКС и препаратом «Кормилица Микориза» их не обрабатывали. Микробиологические исследования были проведены в конце сентября 2022 г.

В таблице 2 представлены результаты исследований влияния обработки корней ВКС и препаратом «Кормилица Микориза» на почвенный микробиоценоз в ризосфере саженцев сосны обыкновенной в сравнении с контрольными саженцами.

Таблица 2

Влияние обработки корней ВКС и препаратом «Кормилица Микориза» на почвенный микробиоценоз в ризосфере саженцев сосны обыкновенной в сравнении с контрольными саженцами

Исследование Иммобилизаторы азота на среде КАА,
млн. КОЕ/г а.с.п. Олигоазофилы на среде Эшби,
млн. КОЕ/г а.с.п. ВКС + «Кормилица Микориза» 20,3 14,3 Контроль 5,7 0,8

Результаты, представленные в таблице 2, показывают активизацию почвенной микробиоты в ризосферной зоне саженцев сосны обыкновенной после их обработки ВКС и препаратом «Кормилица Микориза». ВКС, являясь дополнительным источником азота, существенно влияли на численность иммобилизаторов азота и олигоазофилов. Их доля увеличилась в сравнении с контролем в 3,6 и 17,9 раз, соответственно. Активизация иммобилизаторов азота связана с завершением вегетационного периода в конце сентября, что привело к росту олигоазофильных микроорганизмов в ризосферной зоне, которые могут использовать широкий набор азотсодержащих соединений (от минеральных солей и простых органических веществ до сложных высокомолекулярных соединений). Очевидным является и то, что после отмирания этой многочисленной группы микроорганизмов почва обогащается белковыми веществами, которые затем минерализуются.

В таблице 3 представлены результаты определения прироста по высоте и приживаемости саженцев сосны обыкновенной, корни которых были обработаны ВКС и препаратом «Кормилица Микориза», в сравнении с контрольными саженцами.

Таблица 3

Прирост по высоте и приживаемость саженцев сосны обыкновенной, корни которых были обработаны ВКС и препаратом «Кормилица Микориза», в сравнении с контрольными саженцами

Исследование Прирост по высоте, см Приживаемость, % ВКС + «Кормилица Микориза» 32,5±0,1 100 Контроль 5,2±0,1 60

Оценка исследуемых показателей саженцев сосны обыкновенной показала, что заявляемый способ обеспечивает 100%-ную приживаемость, при этом их прирост по высоте увеличился в 6,3 раза в сравнении с контрольными саженцами.

Заявляемый способ позволяет повысить приживаемость саженцев сосны обыкновенной без предварительного выращивания культур микоризообразующих грибов и, как следствие, снизить его стоимость.

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ повышения приживаемости саженцев сосны обыкновенной, заключающийся в том, что перед посадкой саженцев сосны обыкновенной в грунт их корни помещают на 30 мин в емкость с высококонцентрированными сточными водами мясоперерабатывающих предприятий, имеющими концентрацию белковых примесей 80%, после чего в каждую лунку вносят микоризообразователь – препарат «Кормилица Микориза», содержащий мицелий и споры гриба рода Glomus, в количестве 1 г на лунку и осуществляют посадку саженцев сосны обыкновенной в подготовленные лунки. Заявляемый способ позволяет повысить приживаемость саженцев сосны обыкновенной без предварительного выращивания культур микоризообразующих грибов. 3 табл.

Способ повышения приживаемости саженцев сосны обыкновенной, включающий обработку саженцев сосны обыкновенной микоризообразователем, отличающийся тем, что перед посадкой саженцев сосны обыкновенной в грунт их корни помещают на 30 мин в емкость с высококонцентрированными сточными водами мясоперерабатывающих предприятий, имеющими концентрацию белковых примесей 80%, после чего в каждую лунку вносят микоризообразователь – препарат «Кормилица Микориза», содержащий мицелий и споры гриба рода Glomus, в количестве 1 г на лунку.