Способ мелиорации засоленных почв под культуру риса Советский патент 1992 года по МПК C05F11/08 C12N1/22 C12S3/04 

ел

С

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности рисовому земледелию при мелиорации затопляемых почв Солому инокулируют жидкой культурой штамма бактерий Cellufomonas effusa ВКПМ В-4465 из расчета 10 клеток на 1 г соломы и запахивают обработанную солому в сильнозасоленную такыровидную почву Внесение обработанной соломы в почву позволяет увеличить минерализацию почвенных фильтратов Содержание СГ возросло на 72% S042 - на 75 %, - на 22 % №+ - на 88 %, суммы солей - на 35% по сравнению с внесением соломы, обработанной известным штаммом Зс, что способствует увеличению выживаемости проростков риса на 16% 3 та б л

Изобретение относится к сельскому хозяйству, преимущественно к способам почвенной биотехнологии, и может быть использовано в рисовом земледелии при1 мелиорации затопляемых почв.

Известен способ мелиорации почв путем весенней заделки соломы

Недостатком этого способа является замедленная деструкция соломы в начальные фазы развития риса. т. е в период наибольшей подверженности растений солевому токсикозу.

Известен также способ мелиорации затопляемых почв путем запашки соломы, обработанной культурой молочнокислых бактерий. Мелиорирующий эффект такой соломы ограничен тем. что молочнокислые бактерии не обладают гидролитической активностью по отношению к полисахаридам соломы и используют сахара, содержание которых не

превышает 0.5-0,8%, этим количеством субстрата и ограничена возможность их развития. Деградаций соломы в почве осуществляется представителями спонтанной микрофлоры, являющимися продуцентами различных токсических веществ и их бурное развитие становится причиной угнетения проростков риса при весеннем внесении соломы Кроме того, способ невозможно применять на сильно засоленных почвах, так как молочнокислые бактерии не выдерживают повышенного засоления и при засолении почв свыше 1,5% эффективность применения бактеризованной соломы аналогична применению нативной соломы. Цель настоящего изобретения - ускорение процессов рассоления почв путем активации микробной деструкции соломы и предотвращение гибели риса от солевого токсикоза

ч|

4 О

ы ел

00

Поставленная цель достигается тем, что одновременно с запашкой соломы проводят ее инокуляцию целлюлолитическими бактериями рода Cellulomonas effusa штамма 60 CS, в дозе 104 клеток на 1 г соломы.

Согласно предлагаемому способу используется новый штамм целлюлолитиче- ских бактерий Cellulomonas effusa 60 CS. Штамм депонирован в качестве перспективного для биоконверсии целлюлозосо- держащего сырья в ЦМПМ института ВНИИгенетика. коллекционный номер ВКПМ В-4465.

Характеристика штамма Cellulomonas effusa 60 CS.

Штамм выделен в 1984 году из разрушенной древесины (является музейным).

Мелкие подвижные палочки 1,7x0,4 мкм., 1-6 полярных жгутика, грамположи- тельные, неспороносные. На плотных средах (МПА, среда Гетчинсона, соломеный агар) колонии желтого цвета, гладкие, блестящие, выпуклые, с хорошим ростом, субстрат не окрашивается. Культура выращена на средах в течение 3 сут при 28-30°С. Желатину разжижает, молоко подкисляет, крахмал гидролизует, нитраты восстанавливает до нитритов. Дает положительную реакцию на каталазу. Образует кислоту на глюкозе, мальтозе, крахмале, манните и других углеводах. Энергично разлагает целлюлозу. Факультативный анаэроб. Растет в широких пределах рН от 3,0 до 8.5 (оптимально рН 6,0). Температурный диапазон роста штамма 12-47°С, (оптимально 25- 30°С). Продуцирует целлюлолитические ферменты: эндо-1,4-/ -глкжаназа - 4-6 ед/г. целлобиаза - 30 ед/г.

Активность штамма определяют по степени деградации целлюлозы в целлюлоэо- содержащем сырье.

Культуру выращивают и хранят на косяках с 0,7% соломеным агаром. Температура хранения Н5°С. Состав среды, г: К2НР04 1.0 0.1; MgSO-q 0,3: NaCI 0.1: МаМОз 2,5; FeCl2 0,01; солома пшен. 2,5; вода диет. 1 л. Жидкую культуру бактерий для инокуляции соломы выращивают на соломеном отваре. Приготовление соломеного отвара: 100 г сухой соломы заливают 1 литром воды. кипятят, фильтруют, обьем полученной жидкости доводят до 1 л, добавляют NaCI 0,1 г. Выращивают на качалке в течение 3 сут. Титр культуры - 106 - 10е клеток.

Пример. Проведенные модельные опыты показали возможность регуляции направленности микробной деструкции соломы путем ее бактеризации штаммом Cellulomonas effusa 60 CS (ВКПМ В-4465). Жидкую культуру бактерий выращивают в

колбах со средой, приготовленной из отвара соломы. Обработку соломы целлюлолитическими бактериями проводят из расчета 104 клеток на 1 г соломы. В сосуды помещают

инокулированную солому и плотно утрамбовывают. После 3-месячной инкубации в анаэробных условиях трансформация целлюлозы возрастает на 27%, а гемицеллюло- зы на 6.5% по сравнительно с контрольным

0 штаммом ЗС. На фоне значительного уменьшения содержания масляной кислоты заметно возрастает концентрация молочной кислоты.

В табл. 1 представлены данные о влия5 нии обработки целлюлолитическими бактериями на биохимические показатели сбраживаемой в анаэробных условиях рисовой соломы.

П ример2. Весеннюю запашку соломы

0 проводят на сильнсзасоленной такыровид- ной почве (сумма солей 2,8 рН 8,1). Солому инокулируют жидкой культурой штамма Cellulomonas effusa 60 CS из расчета 10V клеток на 1 г соломы непосредственно пе5 ред заделкой соломы в почву.

Для изучения влияния инокулирован- ной соломы на процессы транзитного выноса из пахотного горизонта токсичных солей и выживаемости проростков риса ставили

0 вегетационные опыты на Акдалинском массиве орошения Алма-Атинской области. Солому вносили из расчета 7 т/га. Мелиоративное действие соломы на почву проявилось в том, что инокуляция соломы

5 целлюлолитическими бактериями ока- з ывала существенное влияние на минерализацию почвенного раствора сильнозасоленной такыровидной почвы (табл. 2).

Результаты опытов показывают, что

0 обработка соломы целлюлолитическими бактериями уже в самом начале вегетационного периода увеличивала минерализацию почвенных фильтратов относительно соломы инокулированной штаммом ЗС. Так, со5 держание СГ возросло на 72%, $0л2 - на 75%. Мд+2 - на 22%, Na+ - на 88% сумма солей - на 35%. Увеличение общей щелочности в НСОз на протяжении всего вегетационного периода свидетельствует о сдвиге

0 значения рН почвы в нейтральную сторону. Таким образом, весеннее внесение .в сильнозасоленную такыровидную почву соломы, обработанной целлюлолитическими бактериями Cellulomonas effusa штамм 60

5 CS (ВКПМ В-4465) создает условия повышенной минерализации почвенных фильтратов, способствует выносу токсичных ионов, снижает рН почвы и увеличивает процент выживаемости проростков риса (таблица 3),

Инокуляция целлюлолитическими бактериями увеличивает выживаемость растений по фону соломы, обработанной штаммом ЗС, на 16,0 %.

Применение предлагаемого способа приводит к возрастанию минерализации почвенного раствора и созданию условий для рассоления пахотного горизонта за счет усиленного транзитного выноса токсичных солей и ионов, благодаря чему снимается щелочной токсикоз растений и увеличивается выживаемость проростков риса на 16,0 %. Кроме того, целлюлолитические бактерии являются естественным компонентом биогеоценоза и их применение соответствует требованиям охраны окружающей среды.

Влияние обработки бактериями на биохимические показатели сбраживаемой рисовой соломы (%)

Минерализация почвенных фильтратов при внесении под рис соломы, инокулированной штаммом 60 CS (М, экв)

0

Таким образом, удается избежать применения химических мелиорантов, нарушающих систему почва - растение - потребитель и ухудшающих качество продуктов питания.

Формула изобретения Способ мелиорации засоленных почв под культуру риса, включающий весеннее внесение в пахотный горизонт соломы, предварительно обработанной бактериями, и запашку ее, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса рассоления почвы и увеличения выживаемости растений риса, из бактерий используют штамм Cellufomonas effusa ВКЛМ В-4465 в дозе 104 клеток на 1 г соломы.

Т а б.л и ц а 1

Таблица 2

Влияние бактеризованной соломы на выживаемость проростков риса

Примечание. Рис сеяли из расчета 250 растений на 1м2

Продолжение табл. 2

Таблица 3