Результат интеллектуальной деятельности: Способ предпосадочной обработки клубней картофеля

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при выращивании картофеля. Изобретение позволяет увеличить урожайность картофеля за счет уменьшения распространенности и развития заболеваний картофеля и увеличения урожайности и товарности.

Картофель является одной из наиболее важных овощных культур отечественной растениеводческой отрасли. Использование микробных препаратов, способных индуцировать реакции неспецифической устойчивости картофеля ко многим болезням грибного, бактериального и вирусного происхождения – одна из наиболее актуальных и своевременных задач современной отечественной биотехнологии, а также перспективный ресурс для увеличения урожайности картофеля.

Известен штамм бактерий Pseudomonas aureofaciens для получения стимулятора роста растений [патент РФ 2001950, C12N 1/20, A01N 63/00, опубл. 30.10.1993] [1].

Сущность изобретения: штамм бактерий Pseudomonas aureofaciens H16 выделен из ризопланы корневищ пырея ползучего, депонирован во Всесоюзной коллекции микроорганизмов при ИБФМ АН СССР под номером В-1973Д. Для получения стимулятора роста штамм выращивают на среде Альбит-1, содержащей отвар из проростков растений, спиртовый экстракт проростков семян, хлористый натрий, гидролизат казеина и воду, в течение 24 - 30 ч, при температуре 28-30^оС с аэрацией до титра 2-4×10⁹ кл./мл. Полученную суспензию используют для предпосевной обработки семян.

Недостатками известного способа являются большой расход препарата из-за высокого титра суспензии, используемой для предпосевной обработки семян, а также высокая требовательность бактериальной культуры к факторам роста, что обуславливает необходимостью введения в состав культуральной среды дополнительных компонентов: отвара проростков и спиртового экстракта из проростков, а значит – дополнительные расходы времени и средств.

Известен штамм бактерий Pseudomonas fluorescens Р469, используемый для получения препарата против болезней растений, вызываемых фитопатогенными грибами и бактериями [патент РФ 2235771, C12N 1/20, A01N 63/00, C12R 1/39, опубл. 10.09.2004] [2].

Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству, может быть использовано для получения бактериального препарата против болезней растений, вызываемых фитопатогенными грибами и бактериями, из родов Alternaria, Colletotrichum, Fusarium, Rhizoctonia, Phoma, Phytophthora, Oospora, Erwinia и Pseudomonas. Штамм Pseudomonas fluorescens P469 ЦКМ В-1982 выделен из ризосферы озимой пшеницы, возделываемой в Краснодарском крае. Штамм хорошо растет на различных средах, в том числе синтетических, в условиях аэрации при 30°С и рН 6,8-7,5. Штамм Pseudomonas fluorescens P469 обладает способностью к подавлению роста широкого круга фитопатогенных грибов и бактерий, стимулирует рост растений.

Недостатками известного способа является тот факт, что для предпосевной обработки сельскохозяйственных культур предлагается использовать штамм Pseudomonas fluorescens P469, выделенный из ризосферы пшеницы, возделываемой в климатических условиях Краснодарского края, и по этой причине не адаптированный к ризосфере картофеля и условиям регионов с более прохладным климатом.

Известен штамм бактерий Pseudomonas lemoignei для получения препарата, используемого для стимуляции роста и защиты растений от грибных фитопатогенов в процессе вегетации и при хранении урожая [патент РФ 2121271, A01N 63/00, C12N 1/20, C12N 1/20, C12R 1/38, опубл. 10.11.1998] [3].

Штамм депонирован во Всероссийской коллекции микроорганизмов (ВКМ) ВНИИ генетики под регистрационным номером В-6615. Для приготовления препарата штамм размножают на мясопептонном бульоне в условиях интенсивной аэрации при 28°С, рН 6,8-7,2 до концентрации 5×10⁹ клеток/мл. Штамм ингибирует рост фитопатогенных грибов Alternaria radiciana, Botrytis cinerea, Fusarium solani, Fusarium sambucinum, Helmintosporium sativum. Препарат стимулирует рост растений, защищает от фитопатогенов, как в процессе вегетации растений, так и при хранении урожая, в частности картофеля.

Недостатком известного способа является большой расход препарата в связи с высоким титром используемой бактериальной суспензии (5×10⁹ клеток/мл), а также повышенная трудоемкость способа, связанная с необходимостью одновременного использования химического средства защиты растений (инсектицида «Децис») при первой обработке и гербицида «Агритокс» – при второй.

Технической проблемой предлагаемого изобретения является разработка способа предпосадочной обработки клубней картофеля для защиты от фитопатогенов и увеличения товарности и урожайности картофеля, обеспечивающего увеличение урожайности картофеля за счет проявляемых бактериями ростостимулирующего и фунгистатического эффектов, улучшающих морфометрические параметры растений и снижающих пораженность картофеля фитопатогенами в период вегетации.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе предпосадочной обработки клубней картофеля, включающем предпосадочную обработку клубней бактериями с фунгистатическими и ростостимулирующими свойствами, используют накопительную культуру штамма Pseudomonas sp. с концентрацией 10⁶ – 10⁷ кл./мл рабочей суспензии, применяемую из расчета 30 л/т клубней. Для обработки используют штамм Pseudomonas sp., выделенный из копролитов дождевых червей Eisenia fetida. Клубни картофеля после обработки препаратом подсушивают в течение 2-3 часов.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Используемый в составе биопрепарата микробный штамм Pseudomonas sp. относится к группе ризобактерий, являющихся естественными симбионтами сельскохозяйственных растений. Использование биопрепаратов на их основе индуцирует реакции неспецифической устойчивости растений ко многим болезням грибного, бактериального и вирусного происхождения. Кроме того бактерии рода Pseudomonas продуцируют вещества ростостимулирующей природы, способствующие улучшению морфометрических параметров растений и тем самым обеспечивают повышение урожайности и качества продукции.

Пример 1. Выделение бактерий (штамма) в чистую культуру.

Чистые культуры исследуемых микроорганизмов получали путем выделения из копролитов дождевых червей Eisenia fetida, для чего проводили прямой посев из смешанной усредненной пробы копролита на мясопептонный агар с последующей серией пассажей на эту же среду и окончательного пересева в пробирки на косой агар. Принадлежность выделенных бактерий к роду Pseudomonas определяли в соответствии с морфологическими признаками колоний и клеток, а также биохимическими свойствами микроорганизмов.

Пример 2. Получение накопительных культур бактерий.

Накопительные культуры бактерий получали путем глубинного периодического культивирования выделенных в чистую культуру бактерий в среде Кинга Б в плоскодонных колбах объемом 250мл со 100 мл среды в термостатируемом шейкере. Температура культивирования +28…30^оС, длительность - 3 суток. Аэрацию осуществляли путем перемешивания среды на качалке (180–200 оборотов в минуту). Культивирование продолжали до достижения титра бактерий 10⁸ – 10⁹ кл/мл. Контроль численности осуществляли стандартными способами: прямой учет в камере Горяева и учет по методу Коха.

Пример 3. Эффективность обработки клубней картофеля накопительной культурой бактерий в полевом опыте.

Для приготовления рабочего раствора накопительную культуру бактерий разводили водой до значений титра бактерий 10⁶ - 10⁷кл/мл. Клубни картофеля сорта Невский перед посдкой опрыскивали с помощью ранцевого опрыскивателя рабочим раствором препарата, действующим веществом которого являются бактерии штамма Pseudomonas sp. из расчета 30 л раствора на тонну клубней. Далее обработанные клубни картофеля подсушивали в затененном месте (не на прямых лучах солнечного света) в течение 2-3 часов. Схема посадки 70 × 40см. Густота посадки – 35,7 тыс. клубней на га. В контрольном варианте клубни обрабатывали дистиллированной водой.

Схема полевого опыта:

1. Контроль (обработка клубней водой);

2. Предпосадочная обработка клубней картофеля накопительной культурой Pseudomonas sp. 10⁶ кл./мл;

3. Предпосадочная обработка клубней картофеля накопительной культурой Pseudomonas sp. 10⁷ кл./мл.

Опыт проводили на серой лесной среднеоподзоленной почве. Обработка почвы под посадку картофеля включала зяблевую вспашку и весеннюю культивацию. Уборка делянок и учет урожая были проведены при наступлении физиологической зрелости картофеля (отмирание зеленой массы).

Учет распространенности (частота встречаемости) и степени поражения грибных, бактериальных и вирусных болезней картофеля проводили в период вегетации и во время уборки картофеля. В фазу бутонизации учитывали проявление болезней на листьях, стеблях и подземной части растений (10 кустов в ряду в 5-ти повторностях). Пораженность картофеля фитофторозом оценивалась в процентах по общепринятой шкале [Воловик, А.С. Защита картофеля от болезней, вредителей и сорняков: Справочник / А.С. Воловик, В.М. Глез, А.И. Заметаев и др. – М.: Агропромиздат, 1989. – 205с.] [4].

Эффективность применения бактериального препарата на основе Pseudomonas sp. оценивали по биометрическим показателям в июле (высота стебля, количество продуктивных стеблей, количество клубней, масса клубней), в сентябре проводили учет урожайности и клубневой анализ по фракциям.

Анализ биометрических показателей картофеля в фазу бутонизации показал, что бактеризация обеспечила увеличение высоты стеблей картофеля и их количества. Помимо стимулирования вегетативного роста картофеля бактеризация также оказала хорошо выраженный эффект на клубнеобразование: в фазу бутонизации среднее количество клубней на растение в варианте с бактериями было в 1,5 раза больше, чем в контроле. Еще более заметное влияние бактерии оказали на массу клубней, обеспечив возрастание данного показателя по сравнению с контролем в 2,4 раза (табл. 1).

Таблица 1 – Биометрические показатели картофеля в фазу бутонизации

Анализ распространенности и развития фитофтороза по фазам вегетации картофеля показал, что предпосевная бактеризация клубней обеспечила почти 2-х кратное снижение развития фитофтороза по сравнению с необработанным контролем (табл. 2).

Таблица 2 – Распространенность и развитие фитофтороза на растениях картофеля по фазам развития

Наименьшие значения поражения клубней фитофторозом были отмечены в вариантах с бактеризацией Pseudomonas sp. Причем, если в контроле к сентябрю наметилась тенденция к увеличению распространенности болезни, то в вариантах с использованием микробного препарата данный показатель закономерно снизился.

При учете урожайности отмечено большее общее количество клубней и в особенности большее количество товарных (50-100 г) и крупных (>100 г) клубней в варианте с бактеризацией обеспечило увеличение урожайности картофеля на 22% по сравнению с контролем (табл. 3).

Таблица 3 – Урожайность и товарность картофеля

Таким образом, бактеризация клубней картофеля Pseudomonas sp. в полевом опыте способствовала 20-22% прибавке урожайности, 75-77% возрастанию доли товарного картофеля и почти двукратному снижению поражения клубней возбудителями заболеваний.