Результат интеллектуальной деятельности: Способ сохранения активности клубеньковых бактерий при интродукции

Изобретение относится к области экологии и биологии, в частности к развитию растений и может найти применение при инокуляции семян бобовых растений и переносе клубеньковых бактерий с одной экологической зоны в другую.

Известен способ, когда перед посевом бобовых трав семена инокулируют штаммами клубеньковых бактерий, извлеченных из ризосферы козлятника и смешанных с почвой (патент №2524066, опубликован 27.07.2014. МГЖ А01С 1/00).

Однако для осуществления известного способа семена предварительно замачивают в водном растворе селената натрия при экспозиции 0,5-1 часа, что несколько усложняет техническое решение.

Известен также способ, в котором проводят инокуляцию семян бобовых трав тех же видов измельченными корнями, смоченными в минеральной воде (патент №2188531, опубликован 10.09.2002. Бюл. №25).

Известный способ реализуется на конкретном участке в момент посева, а при переносе в другую географическую точку на дальнее расстояние клубеньковые бактерии теряют свою активность.

Известен также способ, в котором увеличивают срок годности бактерий на основе лиофилизации (то есть замораживание и высушивание) с дальнейшей выдержкой на питательной среде непосредственно перед посевом (патент 2610309, опубликован 09.02.2017. Бюл. №4).

Недостатком известного способа является длительность, высокие затраты и сложность технического решения.

Известным техническим решением является способ хранения бактериальных удобрений путем использования торфа определенной влажности с добавлением микроэлемента селената натрия (патент №2265000, опубликован 27.11.2005. МГЖ C05F 11/08).

В этом способе готовят маточную культуру из определенного питательного состава, добавляя в нее бактерии, размещая их в пробирках, отправляя их на 2-е суток на качалку. После этого вносят просеянный торф определенной влажности (55-60%) и в момент приготовления торфяной смеси вносят селенат натрия. Готовую продукцию для хранения перемещают в полиэтиленовые пакеты. При такой технологии хранения срок годности бактерий длится не более 4 месяцев. Для реализации такого способа потребуются значительные затраты и само техническое решение достаточно сложное.

Наиболее близким техническим решением является способ, где в условиях гор отбирают в ризосфере клубеньковые бактерии, переносят их в предгорную зону и инокулируют семена тех же культур (Цоциева В.П., Болатати Н.О., Козырев А.Х «Размеры и активность симбиотического аппарата посевов клевера при использовании высокогорных штаммов клубеньковых бактерий» // Известия Горского государственного аграрного университета. - 2015. - Т. 52. - №4. - С. 26-32).

В способе-прототипе активность клубеньковых бактерий недостаточная, поскольку при переносе микроорганизмов в течение нескольких дней их активность снижается, что отражается на накоплении биологического азота в почве и, в конечном итоге, на продуктивности растений.

Технический результат - повышение активности клубеньковых бактерий.

Техническое решение заявленного объекта достигается тем, что при отборе клубеньковых бактерий в горной зоне в диапазоне 1000-2000 м над уровнем моря извлекают образцы в смеси с почвой ризосферы, увлажняя ее до 50-60% минеральной водой, содержащей бор, в которой растворяют биопрепарат Никфан в концентрации 0,1%, перенося для инокуляции семян тех же видов растений в другой экологической зоне.

Способ осуществляется следующим образом.

На высоте в пределах 1000-2000 м над уровнем моря многие растения, в том числе и бобовые компоненты горных фитоценозов, обладают высокой конкурентоспособностью, выносливостью к перепадам температур днем и ночью. Такое же приспособление имеют и клубеньковые бактерии, расположенные на корневой системе бобовых растений. В результате проведенного патентного поиска не выявлено технических решений с адаптивностью и конкурентоспособностью клубеньковых бактерий в связи с переносом их в другие экологические условия.

Известный биопрепарат Никфан, имеющий полифункциональное действие обеспечивает ряд эффектов, в том числе и усиление азотфиксации клубеньковых бактерий. Но в целях сохранения их активности при изменении природно-климатических условий этот препарат не применялся.

Минеральная вода (местного происхождения) Кармадон содержит: бор более 100 мг/л (в виде борной кислоты), литий - 26 мг/л, стронций - 7 мг/л фтор - 7,5 мг/л, йод - 0,9 мг/л, бром - 9,5 мг/л, железо - 29 мг/л, кремниевую кислоту - 105 мг/л.

Исследуемые все источники Кармадона являются термальными, температура которых достигает 40-60°C. Эти термальные источники используются в качестве лечебных ванн.

Как известно, бор является активатором для клубеньковых бактерий бобовых растений, а соединения борной кислоты используют в качестве подкормок на семенных посевах бобовых трав. При растворении биопрепарата Никфан температура минеральной воды Кармадон снижается до 20-25°C.

Для испытания возможностей этого биопрепарата в смеси борсодержащей водой клубеньковые бактерии переносили для инокуляции семян в степную зону (130 м над уровнем моря), лесостепную (520 м) и горную зону (1000, 1600 и 2000 м над уровнем моря). Биопрепарат выбран в дозе 0.1% как наиболее действенный при азотфиксации бобовых трав.

Пример 1. Отбирали почвенные образцы растений клевера в смеси с клубеньковыми бактериями с учетом вертикальной поясности на разных высотах. С каждой высоты почвенный образец увлажняли водным раствором биопрепарата Никфан в концентрации 0,1%, то есть. Полученную смесь перекладывали в полиэтиленовый пакет и переносили для инокуляции клевера высеваемого на разных высотах.

Пример 2. Отбирали образцы люцерны на высотах 1000 и 2000 м над уровнем моря в ризосфере в смеси с клубеньковыми бактериями в пределах 500-600 г каждый, увлажняли образцы биопрепаратом Никфан, растворенным в концентрации 0,1%) в минеральной воде Кармадон, то есть на 1 литр минеральной воды добавляли 10 мл биопрепарата Никфан. Влажность образцов доводили до 60%, помещали в полиэтиленовый пакет и переносили в другие экологические зоны. Используя полученный биопрепарат для инокуляции семян люцерны из расчета 300 г на гектарную норму семян (12-15 кг/га). В качестве контроля использовали известные заводские штаммы 340 б для клевера и 425 а для люцерны. Обоснование выбранных параметров отбора высот над уровнем моря установлено экспериментально в сравнении с другими высотам, которые не превышали контрольный вариант или были равные ему.

Результаты опытов сведены в таблицы по клеверу и люцерне.

Способ позволяет при интродукции клубеньковых бактерий, при переносе с горной зоны в предгорную, обеспечить накопление биологического азота в почве, повышая ее плодородие, создать благоприятные условия для роста и развития растений бобовых трав.