Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Біопрепарат для підвищення продуктивності пшениці та якості зерна, що містить рістстимулювальні мікроорганізми та продукти їх життєдіяльності, який відрізняється тим, що як рістстимулювальні мікроорганізми він містить життєздатні клітини штаму Agrobacterium radiobacter IMB В-7246 в концентрації 20-40 млрд. кл./мл.

Текст

Реферат: Винахід належить до сільськогосподарської мікробіології та біотехнології, а саме до мікробіологічних засобів, призначених для обробки культурних рослин. Біопрепарат для підвищення продуктивності пшениці та якості зерна, що містить рістстимулювальні мікроорганізми та продукти їх життєдіяльності, як рістстимулювальні мікроорганізми він містить життєздатні клітини штаму Agrobacterium radiobacter IMB В-7246 в концентрації 20-40 млрд. кл./мл. UA 102914 C2 (12) UA 102914 C2 UA 102914 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до сільськогосподарської мікробіології та біотехнології, а саме до мікробіологічних засобів, призначених для обробки культурних рослин і стосується нового штаму рістстимулювальних бактерій Agrobacterium radiobacter 1MB В-7246, який використовується для одержання біопрепарату для підвищення продуктивності злакових культур, зокрема, пшениці. Одним із перспективних шляхів підвищення продуктивності рослинництва є розробка екологічно безпечних способів підвищення продуктивності рослин. Обов'язковим заходом у біотехнології вирощування злакових культур є застосування препаратів, що сприяють підвищенню їх врожайності. Більшість препаратів, які нині використовують з цією метою, є продуктами хімічного синтезу. Їх застосування пов'язане з накопиченням у ґрунті та продуктах рослинництва сполук, що можуть мати шкідливий вплив на довкілля і здоров'я людини. Тому актуальною та екологічно доцільною є розробка препаратів на основі мікроорганізмів з ризосфери рослин, які здатні синтезувати біологічно активні речовини і стимулювати розвиток рослин та підвищувати врожай та його якість. Саме мікроорганізми можуть створити оптимальні умови для живлення рослин, що залежить від наявності поживних речовин у ґрунті та їх доступності. Мікробні препарати знаходять широке застосування у способах інтенсифікації росту сільськогосподарських рослин, покращення їх живлення. Відомий препарат "Біогет", розроблений Науково-технологічним інститутом "Біотехніка", що призначений для передпосівної обробки насіння та містить культури мікроорганізмів Pseudomonas aureofaciens, Agrobacterium radiobacter та Enterobacter nimipressuralis (UA65639, опубл. 15.04.2004). Вказаний препарат підвищує схожість зерна, проте його властивості щодо стимуляції продуктивності продемонстровані лише стосовно підвищення кількості зернин у колосі. У спеціальній науковій літературі показано, що деякі штами Pseudomonas, мають комплекс корисних для рослин властивостей стимуляції росту та розвитку, захисту рослин від різних фітопатогенів, поліпшення мінерального та водного живлення рослин, а також підвищення продуктивності. Зокрема, є відомим штам Pseudomonas aureofaciens BKM-1973Д, що виділений із ризоплани кореневищ пирію повзучого (патент RU2001950, опубл. 30.10.1993). Вказаний штам використовується у складі біопрепарату БПМ-Агат-25 для обробки насіння зернових, овочевих та технічних культур. Він стимулює проростання насіння, забезпечує здоровий розвиток рослин та сприяє підвищенню їх врожайності. Проте не було продемонстровано впливу запропонованого препарату на якість урожаю. Є відомим також еталонний препарат Агат-25К, створений на основі ґрунтових бактерій Pseudomonas aureofaciens штаму Н16 та продуктів їх життєдіяльності (Перелік пестицидів і агрохімікатів, дозволених до використання в Україні.- Київ, 2010, с. 354). Складовими частинами 10 препарату є культуральна рідина інактивованих (убитих) бактерій (титр 5-8 × 10 в мл до інактивації); збалансовані стартові дози макро- та мікроелементів, біоактивні речовини з паростків рослин; природні флавоноїдні речовини; активні фракції хвойного екстракту. Поєднання комплексу таких компонентів визначає широкий спектр та ефективність дії препарату: як фунгіцидних та імуномодулюючих функцій проти кореневих і листових грибкових хвороб, так і властивостей стимулятора росту рослин при абсолютній безпеці для людей, тварин, бджіл та навколишнього середовища. Такий мультисистемний препарат дає максимальний ефект при мінімальних затратах - одночасно вирішуються проблеми захисту, підживлення та стимуляції рослин. Недоліком вказаного препарату є те, що він не містить живих мікроорганізмів-біоагентів, які б забезпечували більш пролонгований позитивний ефект на агрофітоценози. На Україні широкого застосування набув штам Bacillus polymyxa KB (або Bacillus polymyxa ВНИИСХМ В-324 Д) (UA20206, опубл. 15.07.1997), що застосовується у складі еталонного мікробного препарату Поліміксобактерин (Перелік пестицидів і агрохімікатів, дозволених до використання в Україні. - Київ, 2010, с.357). Вказаний штам був селекціонований в Інституті сільськогосподарської мікробіології УААН, він є здатним виділяти в середовище органічні кислоти, що є основним чинником розчинення важкодоступних мінеральних фосфорних сполук, внаслідок чого рослини в процесі свого розвитку одержують додаткове живлення фосфором з ґрунтових резервів. Описане вище технічне рішення вибрано авторами як прототип запропонованого винаходу. Недоліком вказаного штаму є недостатньо висока його ефективність та відсутність даних щодо впливу на урожай пшениці та його якість. Задачею винаходу є отримання нового штаму мікроорганізмів, який характеризується високою ефективністю та може забезпечити підвищення продуктивності пшениці. Вказана задача вирішується шляхом отримання нового штаму рістстимулювальних бактерій Agrobacterium radiobacter 1MB В-7246 для одержання біопрепарату для підвищення 1 UA 102914 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 продуктивності пшениці. Вказаний штам є здатним стимулювати ріст і розвиток рослин, підвищувати урожай пшениці та його якість. Штам Agrobacterium radiobacter 1MB В-7246 виділений з ризосфери озимої пшениці у Київській області та ідентифікований за визначником бактерій Бергі, 1997, М.: Мир, с.76 [Определитель бактерий Берджи/ Под редакцией Дж.Хоулта, Н.Крига, П.Снита, Дж.Стейли и С.Уильямса. Девятое издание. В 2-ух томах. Том 1. Москва: Мир, 1997]. Культурально-морфологічні та фізіолого-біохімічні особливості штаму. Клітини 2-3 добової культури мають паличкоподібну форму розміром 0,6-1,0 мкм в ширину та 1,5-3,0 мкм в довжину, поодинокі або в парах. Рухомі (рухаються за допомогою 1-6 перитрихіальних джгутиків). Культура грамнегативна, спор не утворює. Аероб. За фізіологічними властивостями штам належить до швидкорослих бактерій, колонії з'являються на поверхні агару на 2-3-ю добу. За вирощування на бобовому або манітно-дріжджовому агарі колонії опуклі, не пігментовані, поверхневі, блискучі, слизові, молочно-бежевого кольору з рівними краями. На середовищах з вуглеводами утворює велику кількість екзополісахаридів. Желатину не розріджує, казеїн не гідролізує. Добре росте на простих вуглеводах, таких як глюкоза, арабіноза, мальтоза, маноза, маніт. Засвоює N-ацетилглюкозамін, адипінову та яблучну кислоти. Целюлозу, крохмаль та хітин не засвоює. Відновлює нітрати до нітритів. Має уреазну, β-глюкозидазну, βгалактозидазну, цитохромоксидазну активність. Асимілює глюконат калію. Температурний інтервал росту штаму - від 19 до 37 °C, температурний оптимум -25-30 °C. Оптимум рН - 6,0-8,0. Ознаки штаму стійкі. Він не патогенний і не токсичний. Культури зберігають на бобовому або манітно-дріжджовому агарі, при температурі 4-6 °C, пересівають 1 раз у 6 місяців. Ефективність штаму перевірена у лабораторних, вегетаційних та польових дослідах. Запропонований штам є основою для одержання біопрепарату Екориз, що використовується для підвищення продуктивності пшениці. Спосіб, умови та склад середовища для культивування штаму. Для отримання препарату Екориз штам Agrobacterium radiobacter IMB B-7246 вирощували на бобовому або манітно-дріжджсвому поживних середовищах наступного складу: 1) бобове середовище (г/л): горох - 100,0; сахароза - 20,0; NaCl - 0,1; агар-агар (для агаризованого середовища) - 15,0-20,0; рН середовища - 6,8-7,2; 2) манітно-дріжджове середовище (г/л): NaCl - 1,0; K2НРО4 - 0,5; MgSO4·7Н2О - 0,2; СаСО3 0,1; CaSO4·2Н2О - 0,1; маніт - 10,0; дріжджовий екстракт - 1,0; дистильована вода - 1л; агар-агар (для агаризованого середовища) - 15,0-20,0; рН середовища - 6,8-7,2. Біопрепарат Екориз являє собою культуральну рідину Agrobacterium radiobacter IMB В-7246, що містить життєздатні бактерії в концентрації 20-40 млрд. кл./мл, залишки поживного середовища, в якому вони вирощувалися, біологічно активні речовини (вітаміни, фітогормони, органічні кислоти, амінокислоти та ін.) - продукти життєдіяльності цих бактерій. Приклад 1 Досліди проводили у Черкаській області на чорноземі опідзоленому, мало-гумусному, важкосуглинковому на лесі. У польових дослідах вивчали вплив запропонованого штаму Agrobacterium radiobacter IMB В-7246 у порівнянні з еталонним препаратом. Поліміксобактерин (при передпосівній обробці ними насіння) на фізіолого-біохімічні процеси та продуктивність сорту пшениці ярої Колективна 3. Досліди закладали методом рендомізованих повторень. 2 Повторність досліду - трикратна. Площа облікових ділянок - 40 м . Обробку насіння проводили шляхом інокуляції культуральною рідиною Agrobacterium radiobacter IMB В-7246 з 6 бактеріальним навантаженням 10 клітин на насінину та препаратом Поліміксобактерин у рекомендованій виробником концентрації. При цьому запропонований штам (препарат Екориз) використовували при нормі 300 мл/т насіння, а Поліміксобактерин використовували при нормі витрати 250 мл/т насіння. У контрольному варіанті насіння обробляли водою. Порівнювали такі параметри, як вміст хлорофілу у листках, врожай та якість зерна (дані приведені у Таблиці 1, 2 та 3, відповідно). 2 UA 102914 C2 Таблиця 1 Влив обробки насіння досліджуваними препаратами на вміст хлорофілу в листках пшениці ярої сорту Колективна 3 Варіант досліду Контроль (обробка водою) Заявлений штам Agrobacterium radiobacter IMB B-7246 (300 мл/т) Поліміксобактерин (250 мл/т) (еталон) Фаза виходу в трубку мг/г сухої % до маси контролю 2,9 100 Фаза молочної стиглості мг/г сухої % до контролю маси 3,3 100 3,5 120,7 3,5 106,1 3,2 110,3 4,3 130,3 Таблиця 2 Влив обробки насіння досліджуваними препаратами на урожай пшениці ярої сорту Колективна 3 Варіант досліду Контроль (обробка водою) Заявлений штам Agrobacterium radiobacter IMB B-7246 (300 мл/т) Поліміксобактерин (250 мл/т) (еталон) НІР 0,05 Урожай зерна, ц/га % до контролю 29,5 100 Прибавка зерна в порівнянні з контролем, ц/га 36,8 124,7 7,3 24,7 32,9 2,86 111,5 3,4 11,5 % до контролю Таблиця 3 Влив обробки насіння досліджуваними препаратами на якість зерна пшениці ярої сорту Колективна 3 Варіант досліду 37,7 10 15 20 Натура зерна, г/л 768,0 % до контролю 100,0 40,6 107,7 786,5 102,4 39,6 Контроль (обробка водою) Заявлений штам Agrobacterium radiobacter IMB B-7246 (300 мл/т) Поліміксобактерин (250 мл/т) (еталон) 5 % до контролю 100,0 105,0 778,3 101,3 Маса 1000 зерен, г Як видно з приведених вище даних застосування запропонованого штаму Agrobacterium radiobacter 1MB В-7246 забезпечувало у порівнянні з еталоном більш високий вміст хлорофілу у листках, урожай та якість зерна ярої пшениці. В результаті цього рослини, оброблені запропонованим штамом, мали більш високу продуктивність відносно до еталонного препарату Поліміксобактерину. Приклад 2. Досліди проводили у Черкаській області на чорноземі опідзоленому, мало-гумусному, важкосуглинковому на лесі. Протягом 2008-2009 років у польових дослідах вивчали вплив запропонованого штаму Agrobacterium radiobacter 1MB В-7246 у порівнянні з еталонними препаратами Агат-25К (у 2008 році) та Поліміксобактерин (у 2009 році) на наростання площі листкової поверхні пшениці ярої сорту Колективна 3. Передпосівну обробку насіння ярої пшениці проводили згідно з наступними схемами. 2008 рік: 2009 рік: 1. Контроль (обробка водою) 1. Контроль (обробка водою) 2. Екориз, 300 мл/т 2. Екориз, 300 мл/т 3. АГАТ-25К, 40 мл/т (еталон) 3. Поліміксобактерин, 250 мл/т (еталон) Досліди закладали методом рендомізованих повторень. Повторність досліду - трикратна. 2 Площа облікових ділянок - 40 м . Обробку насіння проводили шляхом інокуляції його культуральною рідиною Agrobacterium radiobacter IMB В-7246 та еталонними препаратами Агат25К (норма витрати 40 мл/т) та Поліміксобактерин (норма витрати 250 мл/т). При цьому 3 UA 102914 C2 запропонований штам (препарат Екориз) використовували при нормі витрати 300 мл/т. Контролем був варіант з обробкою насіння водою. Зокрема, вивчали такі параметри, як формування асиміляційної поверхні рослин ярої пшениці на фазах виходу в трубку та молочної стиглості (дані приведені у Таблиці 4 та 5, відповідно). 5 Таблиця 4 Вплив обробки насіння мікробними препаратами на формування асиміляційної поверхні рослин ярої пшениці (фаза виходу в трубку) Кількість листя з 1 Площа листків на 1 га, % Площа листків на 1 га, м рослини до контролю 2008 2009 2008 2009 2008 2009 Варіант досліду Контроль (обробка водою) Екориз Еталон 7,5 8,9 21853,8 26663,3 100,0 100,0 9,0 8,9 11,7 9,8 32808,3 28286,4 35443,6 28569,0 150,1 129,3 132,9 107,1 Таблиця 5 Вплив обробки насіння мікробними препаратами на формування асиміляційної поверхні рослин ярої пшениці (фаза молочної стиглості) Варіант досліду Контроль (обробка водою) Екориз Еталон 10 15 кількість листя з 1 рослини 2008 2009 Площа листків на 1 га, Площа листків на 1 га, % 2 м до контролю 2008 2009 2008 2009 8,1 5,9 30430,0 19583,2 100,0 100,0 13,1 10,6 9,2 7,7 53206,2 43383,7 29148,0 23970,8 174,8 142,6 148,8 122,1 Як видно з приведених даних, вплив запропонованого препарату на формування асиміляційної поверхні у рослин ярої пшениці був вищим у порівнянні із таким для еталонного препарату. Приклад 3. Умови проведення досліду аналогічні описаним у Прикладі 2. Досліджували накопичення сухої речовини рослинами ярої пшениці на різних стадіях розвитку (фази трубкування, цвітіння, молочної стиглості) при обробці запропонованим штамом у порівнянні з відомими штамами. Контролем служила обробка водою. Результати дослідження представлені у Таблиці 6 та 7. Таблиця 6 Вплив обробки насіння ярої пшениці мікробними препаратами на вміст сухих речовин у листі, фаза трубкування Вміст сухих речовин у Варіант досліду Контроль(обробка водою) Екориз Еталон листі мг/рослину 2008 2009 24,5 24,3 28,5 25,1 28,2 24,4 % 2008 100,0 116,3 115,1 4 2009 100,0 103,3 100,4 стеблі мг/рослину % 2008 2009 2008 20,1 20,7 100,0 25,1 22,1 124,0 23,4 19,9 116,4 2009 100,0 106,8 96,1 UA 102914 C2 Таблиця 7 Вплив обробки насіння ярої пшениці мікробними препаратами на вміст сухих речовин, фаза цвітіння (2008 р.) та фаза молочної стиглості (2009 р.) Вміст сухих речовин у Варіант досліду Контроль(обробка водою) Екориз Еталон 5 10 15 листі мг/рослину 2008 2009 26,3 21,6 30,6 22,5 28,1 21,9 % 2008 100,0 116,3 106,8 2009 100,0 104,2 101,4 стеблі мг/рослину % 2008 2009 2008 2009 23,2 23,8 100,0 100,0 27,6 26,4 119,0 110,9 25,8 25,5 111,2 107,1 Як видно з приведених таблиць, вплив запропонованого препарату на вміст сухих речовин у зерні ярої пшениці був вищим у порівнянні із таким для відомих препаратів. Приклад 4. Умови проведення досліду аналогічні описаним у Прикладі 2. Досліджували чисту продуктивність рослин ярої пшениці (при обробці запропонованим штамом у порівнянні з відомими препаратами. Контролем служила обробка водою. Результати дослідження представлені у Таблиці 8. Одним із важливих фізіологічних показників, який значною мірою характеризує продуктивність рослин і визначає ефективність агротехнічних заходів під час формування 2 врожаю є продуктивність фотосинтетичної активності з 1 м площі листкової поверхні. Вона характеризується показником чистої продуктивності фотосинтезу, тобто кількості сухої біомаси, що утворилася за добу з розрахунку на одиницю листкової поверхні. Чиста продуктивність фотосинтезу є одним із найважливіших фізіологічних показників, який значною мірою характеризує продуктивність рослин і визначає ефективність агротехнічних та інших заходів щодо вирощування сільськогосподарських культур і формування урожаю. Таблиця 8 Вплив обробки насіння мікробними препаратами на чисту продуктивність фотосинтезу рослин пшениці ярої сорту Колективна 3, фаза виходу в трубку 2 Варіант досліду Контроль(обробка водою) Екориз Еталон 20 25 Чиста продуктивність фотосинтезу, г/м за добу 2008 2009 7,5 8,2 9,7 14,3 8,9 10,3 % до контролю 2008 100 129,3 118,7 2009 100 174,4 125,6 З приведених результатів видно, що запропонований штам Agrobacterium radiobacter 1MB В7246 характеризується більш значним підвищенням чистої продуктивності фотосинтезу у порівнянні із відомими штамами. Приклад 5. Проводили також дослідження інтегрального показника ефективності дії препаратів - їх вплив на формування урожаю та якості зерна вирощуваної культури. При цьому умови проведення дослідів є аналогічними тим, що були описані у Прикладі 1. Дані досліду приведені у Таблиці 9 та 10. 5 UA 102914 C2 Таблиця 9 Вплив обробки насіння мікробними препаратами на урожай рослин ярої пшениці Варіанти досліду Контроль(обробка водою) Екориз Еталон НІР0,05 ц/га 2008 17,0 23,7 17,8 1,18 2009 29,5 36,8 32,9 2,86 % до контролю 2008 2009 100 100 139,4 124,7 104,7 111,5 Таблиця 10 Масова частка сирої клейковини та її якість в зерні ярої пшениці Варіант досліду Контроль (обробка водою) Екориз Поліміксобактерин 5 Вміст сирої клейковини 28,8 36,0 35,6 Колір клейковини сіра біла сіра Еластичність клейковини задовільна добра задовільна Група якості клейковини II гр. І гр. II гр. Таким чином, запропонований новий штам Agrobacterium radiobacter IMB В-7246 виявляє виражену рістстимулювальну активність стосовно пшениці, що виражається у підвищенні основних фізіологічних показників рослин, врожайності та якості отриманого зерна. Його ефективність перевищує таку, що демонструють відомі еталонні штами. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 Біопрепарат для підвищення продуктивності пшениці та якості зерна, що містить рістстимулювальні мікроорганізми та продукти їх життєдіяльності, який відрізняється тим, що як рістстимулювальні мікроорганізми він містить життєздатні клітини штаму Agrobacterium radiobacter IMB В-7246 в концентрації 20-40 млрд. кл./мл. 15 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Biopreparation for growth stimulation of wheat

Автори англійською

Tytova Liudmyla Viacheslavivna, Brovko Iryna Stepanivna, Iutynska Halyna Oleksandrivna

Назва патенту російською

Биопрепарат для стимуляции роста растений пшеницы

Автори російською

Титова Людмила Вячеславовна, Бровко Ирина Степановна, Иутинская Галина Александровна

МПК / Мітки

МПК: C12N 1/20, C05F 11/08

Мітки: росту, рослин, пшениці, стимуляції, біопрепарат

Код посилання

<a href="https://uapatents.com/8-102914-biopreparat-dlya-stimulyaci-rostu-roslin-pshenici.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Біопрепарат для стимуляції росту рослин пшениці</a>

Подібні патенти