Изобретение относится к биотехнологии, сельскому хозяйству, микробиологической промышленности и может найти свое применение для обработки семян зерновых культур: для стимуляции роста растений, защиты, повышения урожайности сельскохозяйственных культур, при закладке зерна на хранение, при предпосевной обработке семян сельскохозяйственных культур, для снижения пораженности растений и почв фитопатогенными грибами.
В настоящее время для обработки семян применяют многочисленные технологии, основной целью которых является повышение урожайности. Современные разработки в области технологии обработки семян сфокусированы на применении безвредных компонентов обработки с целью возможного дальнейшего скармливания зерна с/х животным и птицам в случае его переизбытка и, как следствие, особый интерес представляют микробиологические препараты. В сельском хозяйстве известно использование инокулятов, содержащих определенные типы микроорганизмов. Как правило, инокуляты наносят на семена или другой репродуктивный материал растения таким образом, что при посеве или посадке можно получать улучшенную окружающую среду, способствующую прорастанию семени, стимулированию роста растения или биологической защите семени и получающегося в результате растений.
Из уровня техники известен штамм гриба Trichoderma asperellum, используемый для получения биопрепарата комплексного действия для защиты сельскохозяйственных растений от болезней, вызываемых фитопатогенными грибами, стимуляции их роста и повышения урожайности, а также биодеградации пожнивных остатков и улучшения фитосанитарного состояния почв (см. патент RU 2634415, опубл. 26.10.2017, бюл. №30).
Известны штаммы Trichoderma viride Pers. ex. S. F. Gray под номерами F-3271Д (патент RU 2013054, опубл. 11.07.1991), F-3269Д (патент РФ 2010528, опубл. 15.04.1994), F-3273Д (патент RU 2013055, опубл. 11.07.1991), а также Trichoderma harzianum Rifai под номерами F-3270Д (патент RU 2010527, опубл. 15.04.1994) и F-3272Д (патент RU 2010526, опубл. 11.07.1991) для получения препаратов против возбудителей серой гнили винограда, в первую очередь для борьбы с Botrytis cinerea, а также некоторыми видами Penicillium spp., Aureobasidium pullulans. Указанные штаммы позволяют снизить потери от гниения во время хранения и повысить выход пригодного для хранения винограда, а также сократить количество химических обработок.
Известен штамм Trichoderma sp. МГ-97 (патент RU 2171580, опубл. 10.08.2001, бюл. №22), используемый для защиты сеянцев хвойных от фузариозов. Штамм проявляет выраженную антагонистическую активность в отношении Fusarium avenacem, F. sporotrichiella v. poae, F. moniliforme v. lactis, F. nivale, F. gibbosum.
Недостатками использования известных штаммов является недостаточная биологическая активность, проявляющаяся только в защите отдельных видов растений лишь от некоторых фитопатогенов. При этом их влияние на рост и урожайность растений остается неизвестным.
Известен препарат, полученный из биомассы гриба триходерма при глубинном культивировании (Патент RU 2658430, опубл. 21.06.2018, бюл. 18), и (Патент RU 2186847, опубл. 10.08.2002, бюл. №22) обработка конидеоспорами, полученными в результате твердофазного или поверхностного культивирования гриба дает возможность подавлять рост и развитие других грибов, но и паразитировать на них, не нанося вреда растениям, триходерма используется в качестве биологического метода защиты растений от грибковых заболеваний, против почвенных нематод в теплицах и открытом грунте.
Недостатком глубинного культивирования является короткий срок хранения полученных препаратов, тем самым сложность получения товарных форм. Недостатком твердофазного культивирования, при котором получают воздушные конидии и конидиоспоры, является отсутствие вторичных метаболитов, накапливающихся при глубинном культивировании. Вторичные метаболиты в культуральной жидкости содержат регуляторы роста, сидерофоры и антибиотики, которые также можно использовать в растениеводстве.
Известен препарат Триходермин, полученный по способу, описанному в патенте RU 2035145, опубл. 20.05.1995, представляющий собой сконцентрированную биомассу грибов Trichoderma lignorum с глицерином, поливинилпирролидоном или полиэтиленоксидом для увеличения срока годности, однако недостатком способа получения является необходимость применения методов концентрирования биомассы и использование дорогостоящих компонентов, для увеличения срока биологической активности. Кроме того, биологическая активность препарата сохраняется не более трех месяцев и требует особых температурных условий хранения.
Известен биопрепарат по патенту RU 2380906, опубл. 10.02.2010, бюл. №4. Данный препарат представляет собой сконцентрированную биомассу гриба Триходерма или высушенную порошкообразную форму. Недостатком данного препарата являются стадии концентрирования биомассы, что требует дополнительного оборудования, применение солей тяжелых металлов, таких как ртуть и серебро, а также использование дорогостоящих компонентов в качестве наполнителя.
Известен препарат для стимуляции роста и защиты растений пшеницы от болезней (патент RU 2305405, опубл. 2007.09.10). Препарат содержит конидии микромицета антагониста T.viride 81/17 в концентрации 2⋅107-8,7⋅109 кл/мл - 13,3-20, микроэлементы - 0,02-0,05, гуматы - остальное. Недостатком препарата является незавершенность многих технологических процессов - малые объемы препарата.
Известна композиция для защиты растений от парши яблони и/или груши, которая содержит Trichoderma viride, Azotobacter chroococcum, Bacillus pumilus, Pseudomonas fluorescens (Агробиовит) (см. патент RU 2787400, опубл. 09.01.2023, бюл. №1), недостатком способа получения является многоступенчатое получение концентрированной микробной биомассы.
Недостатком является недостаточная биологическая активность, проявляющаяся только в защите отдельных видов растений лишь от некоторых фитопатогенов. При этом их влияние на рост и урожайность растений остается неизвестным.
Из уровня техники известен и наиболее близким к заявляемому средству является биопрепарат на основе продуктов метаболизма Триходермы с минеральной компонентой (см. патент RU 2789123, опубл. 30.01.2023, бюл. №4), получаемый путем глубинного культивирования мицелиальных грибов вида Триходерма с внесением на финальных стадиях культивирования растворов солей в нативной и хелатной форме, Трилона Б, с последующим смешиванием с инертным наполнителем.
Недостатком известного биопрепарата является недостаточная биологическая активность, проявляющаяся в защите отдельных видов растений лишь от некоторых фитопатогенов, водная суспензия известного биопрепарата, предусматривающая короткий период использования, дороговизна техпроцесса получения, характеризующаяся многоступенчатым, трудоемким процессом культивирования с дополнительной аэрацией.
Целью изобретения является разработка средства на основе продуктов метаболизма Trichoderma veride 256 ВКПМ F-294 с учетом устранения вышеизложенных недостатков.
Для достижения поставленной цели разработано средство на основе продуктов метаболизма Trichoderma veride 256 ВКПМ F-294 с минеральной компонентой основой, характеризующейся тем, что содержит зерновой инокулят пшеницы с мицелиальными грибами Trichoderma veride 256 ВКПМ F-294 в концентрации 108 КОЕ/мл, дополнительно внесены Lactobacillus plantarum 376Б ВКПМ B-5337 в концентрации 108 КОЕ/мл и Bacillus amyliguefaciens 3/28 ВКПМ В-3679 в концентрации 108 КОЕ/мл, а в качестве минеральной компонентой основы выступают наночастицы бентонита, полученного в трехконтурном сушильном барабане, при следующем количественном соотношении исходных компонентов, масс. %:
Заявленную кормовую добавку получают путем механического смешивания компонентов.
Многочисленные исследования показывают, что введение в состав разрабатываемого средства инокулята ферментированного зерна пшеницы с мицелиальными грибами Trichoderma veride ВКПМ F-294 и внесение биомассы бактерий Lactobacillus plantarum ВКПМ В-5337, Bacillus amyliguefaciens ВКПМ В-3679 в концентрациях 108 КОЕ/мл, позволяет:
- защитить растения от болезней, вызванных фитопатогенными грибами родов Fusarium, Microdochium, Pyrenophora, Puccinia, Botrytis, Alternaria и Rhizoctonia;
- стимулировать рост и урожайность растений, повысить устойчивость к химическим средствам защиты растений.
Особенность штамма Trichoderma veride 256 ВКПМ F-294 при обработке семян сельскохозяйственных культур заключается в защите растений от патогенов бактериального происхождения за счет выработки антибиотика, что практически исключает вероятность грибковых заболеваний этих культур.
Продукты жизнедеятельности штамма Trichoderma veride 256 ВКПМ F-294 сдерживают активность насекомых. Известно, что на основе этого штамма производят активаторы роста, концентрируясь на корнях, увеличивает их всасывающую способность.
Техническим результатом изобретения является защита сельскохозяйственных культур за счет повышения уровня резистентности, повышение урожайности за счет ускорения прорастаемости семян и повышения процента всхожести, стимуляции роста растений и снижения пораженности растений и почв фитопатогенными возбудителями и фитогельминтов, вызванных фитопатогенными грибами.
Задача решается за счет создания заявляемого средства на основе продуктов метаболизма Trichoderma veride ВКПМ F-294 с минеральной компонентой основой.
Штамм гриба Trichoderma veride 256 ВКПМ F-294 относится к микроорганизмам 4 группы патогенности согласно классификации микроорганизмов, приведенной в Санитарных правилах СП 1.2.3686-21. Работа со штаммом требует специальных мер предосторожности, соответствующих уровню работы с патогенными микроорганизмами 3-4 групп патогенности.
Область промышленного штамма Trichoderma veride 256 ВКПМ F-294: биоконтроль, защита растений от грибных фитопатогенов и фитогельинтов (нематод).
Штамм Lactobacillus plantarum 376Б ВКПМ В-5337. Продуцент органических кислот, молочной, уксусной, пропионовой кислот, антагонист фитопатогенных бактерий, используется при силосовании кормов. Относится к микроорганизмам непатогенным для человека согласно классификации, приведенной в Санитарных правилах СП 1.3.2322-08. Работа со штаммами не требует специальных мер предосторожности.
Штамм Bacillus amyliguefaciens 3/28, ВКПМ В-3679. Область промышленного применения штамма характеризуется высокой антагонистической активностью в отношении широкого спектра патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Относится к микроорганизмам не патогенным для человека согласно классификации микроорганизмов, приведенных в Санитарных правилах СП 1.2.3686-21. Работа со штаммом не требует специальных мер предосторожности.
Бентонит - природный глинистый минерал, гидроалюмосиликат, не обладает токсичностью, химически стоек. Применяется при хранении зерновых культур в осенне-зимний период. Нанопорошок бентонита получают в трехконтурном сушильном барабане.
Для достижения технического результата разработана рецептура средства на основе продуктов метаболизма Trichoderma veride ВКПМ F-294 с минеральной компонентой основой, содержащая инокулят мицелиальных грибов Trichoderma veride 256 ВКПМ F-294, Lactobacillus plantarum 376Б номер в коллекции ВКПМ В-5337, Bacillus amyliguefaciens 3/28 ВКПМ В-3679 и нанопорошок бентонита, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Биопрепарат состоит на основе зернового инокулята пшеницы, штамма гриба
Биопрепарат готовили следующим образом.
Для получения биопрепарата из мицелиальных грибов Trichoderma veride 256 ВКПМ F-294 отбирали зерна пшеницы, помещали в колбу 30 грамм зерна и 15 мл физиологического раствора, перемешивали, увлажнив зерно, автоклавировали для удаления сопутствующей микрофлоры при режиме: давление 1 А в течение 40 мин. Стерильное зерно заражали 6-суточной культурой мицелиальных грибов Trichoderma veride 256 ВКПМ F-294, культивированных на среде КГА (картофельно-глюкозный агар). Мицелиальную массу термостатировали при температуре 25°С в течение 10-ти суток.
Микробные композиции бактерий Lactobacillus plantarum 376Б ВКПМ В-5337 и Bacillus amyliguefaciens 3/28 ВКПМ В-3679 выращивали отдельно, стерильно на МПБ в конических колбах при температурном режиме 36°С в течение 24 часов. Концентрацию бактерий 108 КОЕ/мл получали путем сравнения со стандартом мутности бактерийных взвесей (комплект БАК) СОП №1-98-15.
Инокулят гриба Trichoderma veride 256 ВКПМ F-294 высушивали при температуре 40°С и измельчали на механической мельнице. Консорциум суточной культуры бактерий Lactobacillus plantarum 376Б ВКПМ В-5337, Bacillus amyliguefaciens 3/28 ВКПМ В-3679 напыляли на наночастицы бентонита. Гомогенизировали до однородной массы. Полученный продукт герметично упаковывали в бумажные пакеты.
Пример 1. Антагонистические свойства заявляемого средства
Для выявления антагонизма изучаемого препарата к фитопатогенам использовали метод агаровых блоков. Данный метод нагляден и широко используется при оценке влияния веществ различной природы на рост фитопатогенных грибов.
На чашках Петри со средой картофельно-глюкозным агаром высевали сплошным газоном суспензию спор мицелия гриба Fusarium sporotrichioides и одновременно в отдельную чашку Петри на среду КГА (картофельно-глюкозный агар) высевали заявляемое средство. Микромицеты термостировали 6 часов при температуре 26°С для лучшего прорастания конидий. По истечении шести часов из среды, на которой было посеяно заявляемое средство, стерильным пробочным сверлом вырезали агаровые блоки и посредством микробиологической иглы помещали их в чашки Петри с грибом Fusarium sporotrichioides, так чтобы сторона блока, на которой находилось заявляемое средство, оказалась непосредственно прилегающей к поверхности среды с развивающейся культурой Fusarium sporotrichioides. Контролем служили газоны с чистой культурой грибами Fusarium.
Проведенный опыт агаровых блоков показал, что заявленное средство обладает ингибирующим свойством развития патогенного гриба Fusarium sporotrichioides, образуя замедление и отсутствия роста зоны патогена.
Пример 2. Безвредность заявляемого средства
Вирулентность и диссеминацию заявляемого биопрепарата изучали при однократном введении в желудок белым мышам по 0,5 мл, крысам по 1 мл - 108 КОЕ/мл, а внутрибрюшинно по 0,5 мл - 108 КОЕ/мл на животное. В опыте использовали по 12 животных на дозу (6 самцов и 6 самок). В период наблюдения клинических симптомов заболевания животных не наблюдалось, гибель отсутствовала. Через 30 суток после введения заявляемого средства животных умерщвляли ингаляцией эфира и методом отпечатков делали посев из крови и внутренних и паренхиматозных органов (легкие, печени, почек и селезенки) на чашки со средой Чапека и Сабуро. Рост культуры из органов животных при обоих способах введения микромицетов не обнаружено.
Таким образом, по показателям безвредности заявляемого биопрепарата Trichoderma veride не является патогененным для теплокровных животных и удовлетворяет требованиям, предъявляемым к промышленным микроорганизмам.
Пример 3. Влияние заявляемого средства для снижения продуцирования микотоксинов токсинообразующими грибами Fusarium sporotrichioides
Для определения влияния токсинообразования гриба Fusarium sporotrichioides по отношению заявляемого биопрепарата брали колбы с зерном пшеницы автоклавировали при давлении 1 А в течение 45 мин для удаления сопутствующей микрофлоры. Четыре флакона по 500 мл массы стерильного зернового инокулята заражали микроорганизмами.
Первый флакон мицелием гриба Fusarium sporotrichioides. Второй флакон содержал консорциум микроорганизмов Fusarium sporotrichioides и заявляемое средство. Третий флакон - заявляемое средство. Четвертый флакон - автоклавированное зерно пшеницы - контроль.
В каждые флаконы добавляли физиологический раствор для улучшения роста микроорганизмов. Инокуляты термостатировали при температуре 26°С в течение 45 дней. Результаты влияния на продуцирование микотоксинов (Т-2, Зеараленон) токсинообразующими грибами Fusarium sporotrichioides представлены в таблице 2.
Таким образом, установлено, что при контаминации патогенных грибов Fusarium sporotrichioides с заявляемым биопрепаратом, образование Т-2 токсина снижается с 0,487 мг/кг до 0,043 мг/кг, а токсинообразование Зеараленона снижается с 2,62 мг/кг до 0,35 мг/кг, соответственно в 11,3 и 7,5 раза.
Пример 4. Исследование стимулирующего и фунгицидного влияния обработки семян пшеницы заявляемым средством
В качестве тест-объекта исследования использовали семена бобовых.
Семена были отобраны случайным способом и поделены на три группы: первая - контроль, вторая - в кюветах с почвой были обработаны полусухим способом заявляемым средством с титром 1×108 КОЕ/мл, третья - семена замачивали в водном концентрате известного промышленного средства Байкал ЭМ-1 в соответствии с инструкцией.
Через 24 часа после обработки зерна помещали во влажную камеру и выдерживали при 26°С. Учет развития растений и вегетативные изменения ростовых функций учитывали на 6 сутки. Результаты приведены в таблице 3.
Результат стимулирующего влияния обработки зерновых заявляемым биопрепаратом иллюстрируется графическим материалом, где
на фиг. 1 представлено развитие корневой системы: 1 - контроль (семена без обработки), 2 - семена, обработанные промышленным средством Байкал ЭМ-1, 3 - семена, обработанные заявляемым средством;
на фиг. 2 показаны вегетативные изменения ростовых функций на 6 сутки: 1 - контроль (семена без обработки), 2 - семена, обработанные промышленным средством Байкал ЭМ-1, 3 - семена, обработанные заявляемым средством.
Таким образом, мы можем констатировать, что стимулирующее действие обработки семян заявляемым средством превышает показатели контроля и известного промышленного средства Байкал ЭМ-1, способствует стимуляции роста и повышению всхожести семян бобовых.
Заявляемое средство на основе продуктов метаболизма Trichoderma veride с минеральной компонентой основой оказывает стимулирующее действие на рост и защиту растений, способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур при предпосевной обработке семян сельскохозяйственных культур. Заявляемое средство обладает комплексным воздействием стимуляции роста растений, защиты, повышения урожайности сельскохозяйственных культур, позволяет регулировать и снижать пораженность растений и почв фитопатогенными грибами.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Средство на основе продуктов метаболизма Trichoderma veride с минеральной основой характеризуется тем, что содержит зерновой инокулят пшеницы с мицелиальными грибами Trichoderma veride 256 ВКПМ F-294 в концентрации 108 КОЕ/мл, дополнительно включены штаммы Lactobacillus plantarum 376Б ВКПМ В-5337 в концентрации 108 КОЕ/мл и Bacillus amyliguefaciens 3/28 ВКПМ В-3679 в концентрации 108 КОЕ/мл, а в качестве минеральной основы выступает нанопорошок бентонита. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Изобретение позволяет защитить сельскохозяйственные культуры, повысить урожайность и всхожесть сельскохозяйственных культур, стимулировать рост растений и снизить пораженность растений и почв фитопатогенными возбудителями. 2 ил., 3 табл., 4 пр.
Средство на основе продуктов метаболизма Trichoderma veride с минеральной основой, характеризующееся тем, что содержит зерновой инокулят пшеницы с мицелиальными грибами Trichoderma veride 256 ВКПМ F-294 в концентрации 108 КОЕ/мл, дополнительно включены штаммы Lactobacillus plantarum 376Б ВКПМ В-5337 в концентрации 108 КОЕ/мл и Bacillus amyliguefaciens 3/28 ВКПМ В-3679 в концентрации 108 КОЕ/мл, а в качестве минеральной основы выступает нанопорошок бентонита, при следующем количестве исходных компонентов, масс. %:
| Биопрепарат на основе продуктов метаболизма триходермы с минеральной компонентой и способ его получения | 2021 |
|
RU2789123C1 |
| МИКРООРГАНИЗМЫ - СТИМУЛЯТОРЫ РОСТА РАСТЕНИЙ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ | 2012 |
|
RU2664863C2 |
| CN 101935236 B, 29.05.2013 | |||
| US 20200131096 A1, 30.04.2020 | |||
| Басулифор-А | НИИ ПРОБИОТИКОВ | |||
| Производство, Басулифор-А | |||
| Пробиотическая кормовая добавка "Басулифор™-А", 28.02.2024 [онлайн], [найдено 26.11.2024] | |||
| Найдено из: | |||
