Результат интеллектуальной деятельности: Способ предпосевной обработки семян яровых зерновых (варианты)

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам борьбы с грибными болезнями возделываемых культур яровых зерновых, вызываемыми почвенными микромицетами, для повышения продуктивности и качества получаемого зерна. Может быть использовано для предпосевной обработки семян яровых зерновых в экологически чистых технологиях выращивания растений.

Известен способ защиты озимых зерновых культур от корневой гнили и карликовой ржавчины, патент РФ №2461199 A01N 65/00, C12N 1/20, C12R 1/01, C12R 1/39, опубл. 20.09.2012.

Способ включает обработку семян смесью, состоящей из фунгицидного штамма Pseudomonas fluorescens 17-1, депонированного в ГНУ ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии под №622Д, и ростстимулирующего штамма Sphingobacterium spiritivorum 38-22, депонированного в ГНУ ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии под №620Д и фунгицида Винцит в соотношении 1:1:0,5, причем фунгицид Винцит используют в количестве 150 мл на гектарную норму семян. Изобретение позволяет повысить эффективность защиты растений от корневых гнилей и карликовой ржавчины.

Недостатком известного способа является то, что он включает применение двух штаммов микроорганизмов и фунгицидного препарата в сложном соотношении компонентов. Использование в составе препарата химического трехкомпонентного фунгицида Винцит не позволяет полностью отнести указанную смесь к биологическим средствам защиты растений и регуляторам роста.

Известно средство для предпосевной обработки семян, патент РФ №2295219, А01С 1/00, опубл. 20.03.2007.

Средство для предпосевной обработки семян включает водный раствор природного минерала бишофит и дополнительно содержит микробное удобрение. Соотношение компонентов, вес .%: бишофит 7-15, микробное удобрение 9-10, вода - остальное. Использование изобретения позволит повысить урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции при сохранении экологического и биологического равновесия окружающей среды. В качестве микробного удобрения могут быть использованы ризоэнтерин, мизорин, флавобактерин и т.п., у нового средства повышается росторегулирующая активность, семена обеспечиваются набором питательных веществ, в т.ч. микроэлементов, ферментов, аминокислот, формируется их иммунитет и защита от вредных организмов, увеличивается всхожесть и энергия прорастания. Все это приводит к повышению урожайности и качества продукции.

Недостатком известного изобретения является то, что бишофит гигроскопичен, поэтому на воздухе кристаллы быстро впитывают влагу и расплываются. Кроме того, отсутствие четких данных о микробных культурах и их концентрации в предложенном средстве не позволяет стандартизовать способ применения средства в сельском хозяйстве в производственных масштабах.

Известен способ предпосевной обработки семян патент №2243639 А01С 1/00, А01С 1/06, опубл. 20.02.2005.

При обработке семян вначале на семена наносят водную суспензию клеящего вещества и тонкоизмельченный торф в количестве 0,3-0,5 от массовой доли семян. Затем в водную суспензию клеящего вещества вносят макро-, микроудобрения и стимулятор роста. После этого на покрытые торфом семена путем чередования наносят смесь бентонита с торфом в соотношении их массовых долей 0,14-0,64 и водную суспензию клеящего вещества с макро-, микроудобрениями и стимулятором роста. Обработанные семена обкатывают в дражираторе и сушат. Использование изобретения позволит повысить качество обработки семян перед посевом.

Недостатком известного изобретения является большое количество последовательных действий при обработке семян.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ борьбы с возбудителями заболеваний растений, патент РФ №2130265, A01N 63/00, А01С 1/00, опубл. 20.05.1999.

Способ заключается в том, что семена или вегетирующие растения обрабатывают препаратом, состоящим из смеси суспензий клеток штаммов Pseudomonas sp. 7Г, Pseudomonas sp. 7Г2К, Pseudomonas sp.17-2, взятых в соотношении 25:20:25-40:50:50 с титром (2-5)×10¹⁰ кл/мл при норме расхода 10-50 мл суспензии на 1 т семян или 20-50 мл суспензии на 1 га в случае обработки вегетирующих растений. Препарат готовят за 3-7 дней до употребления, а перед использованием разбавляют водой до требуемой концентрации. Способ обеспечивает защиту растений от грибных и бактериальных болезней, позволяет снизить норму расхода препарата в 10-100 раз и повысить урожайность сельскохозяйственных растений.

Недостатком известного изобретения является то, что в способе применяют сложную смесь трех штаммов микроорганизмов. У всех штаммов применяется довольно высокий титр микроорганизмов (2-5)×10¹⁰ кл/мл.

Технической проблемой заявляемого изобретения является разработка способа предпосевной обработки семян яровых зерновых (варианты):

- способствующего уменьшению пораженности яровых зерновых культур возбудителями корневых гнилей;

- ускоряющего рост и развитие растений с последующим увеличением урожайности и повышением качества зерна.

Указанный технический результат достигается тем, что способ предпосевной обработки семян яровых зерновых включает обработку семян, по крайней мере, одной микробной культурой, причем в качестве микробной культуры используют: Pseudomonas sp., Bacillus sp., фосфатмобилизующие бактерии, выделенные из копролитов дождевых червей Eisenia fetida, при этом обработку семян проводят раствором микробной культуры с концентрацией 10⁷-10⁸ кл/мл из расчета 100 в.ч. препарата на 10000 в.ч. семян.

В качестве микробной культуры используют Bacillus sp., или смесь Pseudomonas sp.и фосфатмобилизующих бактерий, взятых в соотношении 1:1, или смесь Pseudomonas sp.и Bacillus sp., взятых в соотношении 1:1.

Указанный технический результат достигается также тем, что способ предпосевной обработки семян яровых зерновых включает обработку семян, по крайней мере, одной микробной культурой, причем в качестве микробной культуры используют: Pseudomonas sp., фосфатмобилизующие бактерии, выделенные из копролитов дождевых червей Eisenia fetida, при этом перед обработкой семян в 100 в.ч. раствора микробной культуры с концентрацией 10⁷-10⁸ кл/мл вводят природный минерал:

- бентонит в количестве 2 в.ч. или

- глауконит в количестве 150 в.ч. с добавлением 2 в.ч. клея КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза), растворенного в 50 в.ч. воды,

и указанным расчетным количеством смеси компонентов препарата обрабатывают 10000 в.ч. семян.

Перед обработкой в раствор микробной культуры, в качестве которой используют Pseudomonas sp. и фосфатмобилизующие бактерии, вводят бентонит при следующем соотношении смеси компонентов, в.ч.:

Перед обработкой в раствор микробной культуры, в качестве которой используют фосфатмобилизующие бактерии, вводят бентонит, при следующем соотношении смеси компонентов, в.ч.:

Перед обработкой в раствор микробной культуры, в качестве которой используют Pseudomonas sp., вводят глауконит и клей КМЦ (карбоксиметилцеллюлозу), при следующем соотношении смеси компонентов, в.ч.:

Перед обработкой в раствор микробной культуры, в качестве которой используют Pseudomonas sp. и фосфатмобилизующие бактерии, вводят глауконит и клей КМЦ (карбоксиметилцеллюлозу), при следующем соотношении смеси компонентов, в.ч.:

Раскрытие сущности изобретения

Используемые в заявляемом способе микробные культуры: Pseudomonas sp., Bacillus sp., и фосфатмобилизующие бактерии относятся к группе ризобактерий (PGPR-микрофлоре), являющихся естественными симбионтами сельскохозяйственных растений. Предпосевная обработка семян препаратами на их основе индуцирует реакции неспецифической устойчивости растений ко многим болезням грибного, бактериального и вирусного происхождения, в том числе к корневым гнилям. Кроме того, Pseudomonas sp., Bacillus sp. и фосфатмобилизующие бактерии продуцируют вещества ростостимулирующей природы, способствующие улучшению морфометрических параметров растений и тем самым обеспечивают повышение урожайности яровых зерновых, в частности ярового ячменя и пшеницы, а также улучшают качество семян. Кроме того, фосфатмобилизующие бактерии также улучшают фосфорное питание растений за счет продуцирования ферментов фосфатаз, способствующих мобилизации (высвобождению) из минеральных и органических соединений фосфатов в доступной для растений форме.

Семена яровых зерновых перед посевом обрабатывают микробной культурой, действующим веществом которого являются Pseudomonas sp., Bacillus sp. и фосфатмобилизующие бактерии. Упомянутые бактерии предварительно были выделены из копролитов дождевых червей Eisenia fetida.

В заявляемом способе для обработки семян яровых зерновых, вместе с микробными культурами упомянутых микроорганизмов используют бентонит или глауконит.

Глауконит - минеральный вид из группы гидрослюд. Химический состав - K (Fe, Mg) (H₂O)₂[Si₃,_8-3,5 Al_0,2-0,5 O₁₀]. Содержит до 9,5% K₂O и до 4,5% MgO. В глауконитах содержится повышенное количество некоторых микроэлементов - бора (до 300 г/т при среднем содержании в осадочных породах 100 г/т), ванадия (соответственно 650 и 150 г/т), а также меди, марганца и других [Гришин П.Н., Кравченко В.В. Кравченко И.П. Агрономические руды и нетрадиционное минеральное сырье (интерактивный курс): Учебное пособие / сост.: Гришин П.Н., Кравченко В.В. Кравченко И.П. - Саратов: Изд-во - ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ»., 2011. - 176 с.].

Использовали бентонит марки ПБМБ (ООО «Бентонит Хакасии»). Сырьевой базой предприятия является лучшее в России месторождение бентонитовой глины - «10-й Хутор» [www.b-kh.ru]. Минеральный состав: монтмориллонит, каолинит, гидрослюда, кварц, щелочной полевой шпат, слюда, кальцит. Средний химический состав бентонита в %: SiO₂ - 59,68; Al₂O₃ - 18,63; Fe₂O₃ - 3,93; СаО - 2,769; MgO - 2,43; K₂O - 1,62; Na₂O - 0,98; FeO - 0,67; TiO₂ - 0,59; SO₃ - 0,16; P₂O₅ - 0,12; MnO - 0,05. Наличие в составе бентонита основных элементов питания (калий, фосфор), макроэлементов (кальций, магний) и микроэлементов (марганец) в водорастворимой форме способствуют развитию положительных изменений уже на начальной фазе онтогенеза яровых зерновых.

Введение глинистого минерала глауконита в раствор микробных культур в заявленных количествах носит не только механический характер. В силу своей пористости глинистые минералы позволяют микроорганизмам занять поверхность этих пор, распределиться по ним и сохранить свою жизнеспособность наилучшим образом. Глауконит состоит из крупнодисперсных частиц. Введение его совместно с клеем КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза) в заявленных количествах в раствор микробных культур позволяет получить пасту, которой обрабатывают семена яровых зерновых. Клей КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза) используют в составе пасты для лучшего прикрепления частичек глауконита к семенам.

В результате предпосевной обработки семян заявляемым способом повышается росторегулирующая активность ризобактерий, семена обеспечиваются набором питательных веществ, в т.ч. микроэлементов, формируется их иммунитет и уменьшается пораженность семян возбудителями заболеваний. Все это приводит к повышению урожайности и качества продукции яровых зерновых.

Выделение штаммов: Pseudomonas sp. и Bacillus sp. в чистую культуру.

Чистые культуры используемых микроорганизмов получали путем выделения из копролитов дождевых червей Eisenia fetida, для чего проводили прямой посев из смешанной усредненной пробы копролита на мясо-пептонный агар с последующей серией пассажей на эту же среду и окончательного пересева в пробирки на косой агар. Принадлежность выделенных бактерий к роду Pseudomonas sp. и Bacillus sp. определяли в соответствии с морфологическими признаками колоний и клеток, а также биохимическими свойствами микроорганизмов. Бациллы являются продуцентами различных биологически активных веществ: ферментов, антибиотиков, витаминов и т.д. Поскольку они выделяют ферменты в культуральную жидкость, получение их препаратов не представляет особых трудностей. Многие виды обладают антагонистическими свойствами и вырабатывают большинство антибиотиков, известных на сегодняшний день.

Фосфатмобилизующие бактерии выделяли в чистую культуру по вышеприведенной схеме, используя в качестве питательной элективной среды среду Муромцева с переосажденными фосфатами. Фосфатмобилизующую активность бактерий оценивали по диаметру формирующейся вокруг колоний зоны растворения осадка фосфата.

Получение накопительных культур бактерий

Накопительные культуры бактерий получали путем жидкофазного культивирования выделенных в чистую культуру бактерий в среде Кинга Б в плоскодонных колбах на 250 мл с 100 мл среды в термостатируемом шейкере. Температура культивирования +28…30°С, 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.

Пример 1. Обработка семян препаратом микробной культурой, содержащей Bacillus sp.

Выделенные из копролитов дождевых червей Eisenia fetida вышеуказанным образом жидкие микробные культуры, например Bacillus sp., доводят до концентрации 10⁷-10⁸ кл/мл. Далее семена опрыскивали раствором Bacillus sp. в количестве 100 в.ч. (100 г) препарата на 10000 в.ч. (10 кг) семян ручным опрыскивателем.

Результаты полевого опыта см. таблицы 1-3, пример 1.

Пример 2. Обработка семян препаратом, содержащим две микробные культуры микроорганизмов, а именно Pseudomonas sp. и фосфатмобилизующих бактерий, взятых в соотношении 1:1.

Выделенные из копролитов дождевых червей Eisenia fetida, Pseudomonas sp. H фосфатмобилизующие бактерии доводят до концентрации 10⁷-10⁸ кл/мл и берут в соотношении 1:1, а именно 50 в.ч. (50 г) раствора Pseudomonas sp. и 50 в.ч. (50 г) раствора Bacillus sp. Далее приготовленным препаратом обрабатывают ручным опрыскивателем семена в количестве 10000 в.ч. (10 кг). Результаты полевого опыта см. таблицы 1-3, пример 2.

Пример 3. Обработка семян препаратом, содержащим две микробные культуры микроорганизмов, а именно Pseudomonas sp. и Bacillus sp., взятых в соотношении 1:1.

Выделенные из копролитов дождевых червей Eisenia fetida, Pseudomonas sp. H Bacillus sp. с концентрацией 10⁷-10⁸ кл/мл берут в соотношении 1:1, а именно 50 в.ч. (50 г) раствора штамма Pseudomonas sp. и 50 в.ч. (50 г) раствора Bacillus sp. Далее приготовленным препаратом обрабатывают ручным опрыскивателем семена в количестве 10000 в.ч. (10 кг).

Результаты полевого опыта см. таблицы 1-3, пример 3.

Пример 4. Обработка семян препаратом, содержащим две микробные культуры микроорганизмов, а именно Pseudomonas sp. и фосфатмобилизующими бактериями и минерал бентонит.

Бентонит добавляли в раствор двух культур микроорганизмов: Pseudomonas sp. и фосфатмобилизующие бактерии в количестве 2 в.ч. То есть на 100 в.ч. (100 г) раствора микробной культуры, включающей 50 в.ч. (50 г) раствора Pseudomonas sp.и 50 в.ч. (50 г) раствора фосфатмобилизующих бактерий с концентрациями 10⁷-10⁸ кл/мл, добавляли 2 в.ч. (2 г) бентонита. Используют бентонит мелкодисперсный, и введение его в раствор микробных культур позволяет беспрепятственно распылять полученный препарат через опрыскиватель. Далее 10 кг зерна опрыскивали приготовленным препаратом ручным опрыскивателем.

Результаты полевого опыта см. таблицы 1-3, пример 4.

Пример 5. Обработка семян препаратом, содержащим фосфатмобилизующие бактерии и минерал бентонит.

Мелкодисперсный бентонит добавляли в раствор микробной культуры фосфатмобилизующих бактерий заявленной концентрации в количестве 2 в.ч. То есть на 100 в.ч. (100 г) раствора микробной культуры фосфатмобилизующих бактерий добавляли 2 в.ч. (2 г) бентонита. Далее 10000 в.ч. (10 кг) зерна опрыскивали приготовленным препаратом ручным опрыскивателем.

Результаты полевого опыта см. таблицы 1-3, пример 5.

Пример 6. Обработка семян препаратом, содержащим Pseudomonas sp., глинистый минерал глауконит, клей КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза).

Готовят препарат указанного состава следующим образом: берут 150 в.ч. (150 г) глауконита, 100 в.ч. (100 г) раствора микробной культуры Pseudomonas sp.заявленной концентрации и 52 в.ч. (52 г) раствора клея КМЦ. Раствор клея КМЦ получают следующим образом: берут навеску 2 в.ч. (2 г) сухого клея КМЦ и растворяют в 50 в.ч. (50 г) воды. В полученном препарате обваливают 10000 в.ч. (10 кг) семян яровых зерновых.

Результаты полевого опыта см. таблицы 1-3, пример 6.

Пример 7. Обработка семян препаратом, содержащим две микробные культуры: Pseudomonas sp. и фосфатмобилизующие бактерии и глинистый минерал глауконит.

Готовят пасту указанного состава следующим образом: берут 150 г глауконита, 100 мл раствора микробной культуры, состоящей из 50 мл раствора Pseudomonas sp., 50 мл раствора фосфатмобилизующих бактерий и 52 в.ч. (52 г) раствора клея КМЦ. Раствор клея КМЦ получают следующим образом: берут навеску 2 в.ч. (2 г) сухого клея КМЦ и растворяют в 50 в.ч. (50 г) воды. В полученном препарате обваливают 10000 в.ч. (10 кг) семян яровых зерновых.

Результаты полевого опыта см. таблицы 1-3, пример 7.

Эффективность обработки семян яровых ячменя и пшеницы микробными культурами, их комбинациями или микробными культурами на твердом носителе (глины глауконит или бентонит) в полевом опыте.

Полевые опыты проводили на Лучановском полевом стационаре СибНИИСХиТ. Почва - серая лесная среднеоподзоленная. Повторность опыта трехкратная. Площадь делянки 40 м², учетная площадь 32 м².

В полевом опыте использовали семена яровых ячменя сорта Ача и пшеницы сорта Иргина. Норма высева семян составила для пшеницы 6,5 млн/га, для ячменя 5,5 млн/га. Результаты полевого опыта представлены в таблицах 1-3.