Результат интеллектуальной деятельности: Способ оздоровления почв

Изобретение относится к биотехнологии и сельскохозяйственной микробиологии и может найти применение при оздоровлении почв, в борьбе с патогенными микроорганизмами.

Известен способ, при котором в качестве питательных веществ в почву вносят минеральные и органические удобрения с дополнительным введением к ним водного раствора микроорганизмов типа Байкал - ЭМ-1 (патент №2588151, опубликован 27.06.2016 МПК А01В 79/02).

Однако внесение такого состава не обеспечивает снижение вредных микроорганизмов, приносящих вред животным и человеку. Вносимые органические вещества, в частности, навоз могут содержать вредные клетки сальмонеллы, достаточно устойчивые во внешней среде, сохраняющиеся в почве до 18 месяцев.

Известен также способ, где для борьбы с фитопатогенными микроорганизмами используют несколько видов штаммов (патент США №6589524, опубликован 08.07.2003, МПК A01N 025/00/).

Однако известное техническое решение действует как фунгицид, без стимулирующего действия на возделываемые растения.

Наиболее близким техническим решением является способ, в котором для оздоровления почв используют ассоциацию нескольких бактерий, дополняя их культуральной жидкостью, состоящей из соевой муки, хвойного экстракта и хлорофиллокаротиновой пасты (патент РФ №2314693, опубликовано 20.01.2008, МПК A01N 63/02, C12N 1/20).

Недостаток способа-прототипа заключается в том, что реализация технического решения достаточно сложная, поскольку используются смешивание несколько видов штаммов в определенном соотношении, к которым добавляют ряд стимулирующих рост растений веществ. Кроме того, используемые штаммы выделены путем многостадийного селекционирования, причем, каждый вид штаммов выращивают отдельно на питательной среде, а затем их смешивают в определенном соотношении.

Цель изобретения - упрощение способа оздоровления почвы, повышение ее плодородия, снижение количества патогенных микроорганизмов.

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что способ оздоровления почв, включающий использование микроорганизмов на культуральной жидкости с присутствием хвойного активатора их размножения, отличается от прототипа тем, что зараженную почву вредными микроорганизмами сальмонеллы очищают путем внесения биопрепарата «Байкал ЭМ-1» в концентрации водного раствора 1:10, 1:100 и 1:500, причем водный раствор состоит из 0,2% состава измельченных шишек хвойных пород и 0,1% зеленой массы растений стевии.

Способ осуществляется следующим образом.

Сальмонеллы относятся к наиболее опасным кишечным инфекциям человека и сельскохозяйственных животных. Род SALMONELLA насчитывает свыше 2500 сероваров. Клетки сальмонеллы - это подвижные грамотрицательные прямые палочки, хорошо растут на простых питательных средах и очень устойчивы во внешней среде. Они долгое время могут жить в пыли, высушенном навозе, в почве (до 18 месяцев), в воде и животных кормах. Почва участвует в контактном пути передачи инфекции. Наличие в почве сальмонелл свидетельствует о загрязнении данной среды испражнениями инфицированных животных и людей.

Деятельность микробов-антагонистов - одна из причин очищения почвы от патогенных микроорганизмов. Обильно развиваясь в почве, полезные микробы-антагонисты задерживают развитие многих фитопатогенных бактерий и грибов. Этим они оздоравливают почву и оказывают большое влияние на плодородие почв. Некоторые микробы угнетают рост других, с помощью вырабатываемых ими веществ, называемых антибиотиками. Антибиотики проникают в ткани растений, что повышает устойчивость последних к возбудителям болезней.

Обычно биопрепарат «Байкал ЭМ-1» применяют в соотношении 1:1000, т.е. одна часть сообщества микроорганизмов на 1 л дистиллированной воды. Но такое соотношение недостаточно реагирует на жизнедеятельность этих вредных микроорганизмов. Для активизации самого биопрепарата «Байкал ЭМ-1» одну часть препарата разводят в концентрации 1:10, 1:100 и 1:500. При этом воду готовят для разведения препарата с добавлением 0,2% измельченных шишек хвойных пород и 0.1% зеленых растений стевии.

Шишки ели и сосны, используемые в опыте, содержат липиды, танины, многотерпеновые углеводы, биофлавоноиды, олеиновую кислоту, смолы, каротины, эфирные масла, дубильные вещества. Эфирные масла содержат а-пинен и в-пинен более 10%, множество макро и микроэлементов, соединения терпенового ряда, биологические активные вещества (железо, хром, медь, фитонциды). Эти элементы в комплексе обладают противомикробным действием, обеспечивая надежную защиту микроорганизмов и их активизацию. Более активную деятельность микроорганизмам придают и углеводы, содержащиеся в растениях стевии. Обоснование выбранных параметров способа осуществлено экспериментальным путем в лабораторных и полевых условиях.

Главной причиной исключительной многофункциональности биопрепарата «Байкал ЭМ-1» является широчайший диапазон действия входящих в его состав микроорганизмов. Основу составляют фотосинтезирующие и молочнокислые бактерии, дрожжи и продукты их жизнедеятельности. Растворенные в водном растворе смеси измельченных шишек хвойных пород и зеленой массы стевии, более 80 микроорганизмов биопрепарата «Байкал ЭМ-1» еще более активизируются, подавляя развитие микроорганизмов сальмонеллы.

Пример 1. Первоначально опыт проводили в лабораторных условиях.

Метод определения антагонистической активности основан на выявлении подавления роста чувствительных бактерий тест-культуры S. enteritidis микробиологическим препаратом «Байкал ЭМ-1» во время культивирования в условиях 37°С, в течение 48 часов, на жидкой питательной среде и последующем определении количества колоний индикаторных бактерий при высеве смеси на плотную среду. Высев производили с таким расчетом, чтобы на чашке выросли изолированные колонии, доступные количественному учету. По числу выросших колоний индикаторных микроорганизмов определяли минимальную подавляющую концентрацию препарата (МПК), подавляющую рост данных микроорганизмов в бульоне.

Принцип определения МПК:

- Приготовление рабочего раствора биопрепарата «Байкал ЭМ-1» заданной концентрации из основного раствора с использованием жидкой питательной среды. В ходе эксперимента были использованы следующие концентрации микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1»: 1:10; 1:100; 1:500; 1:1000; 1:2000.

- Приготовление рядов десятикратных разведений контрольного тестируемого штамма (в нашем случае тест-культура Salmonella enteritidis) с применением стандартного образца мутности 5 ME. Конечная концентрация микроорганизма в каждой пробирке до единичных клеток (примерно 5 КОЕ/мл).

- Внесение концентраций препарата в ряды пробирок с десятикратными разведениями тест-культуры.

- Термостатирование при температуре 37°С в течение 48 час.

- Дозированный посев на плотную питательную среду для последующего количественного учета. Термостатирование при температуре 37°С в течение 24 часов.

Учеты результатов сведены в таблицу

*сплошной рост (подсчет колоний невозможен)

МПБ - мясо-пептонный бульон

МПА - мясо-пептонный агар

Из приведенных данных следует, что микробиологический препарат «Байкал ЭМ-1» в концентрациях 1:10, 1:100 и 1:500 проявил антагонистический эффект по отношению к контрольному тесту - штамму S. enteritidis. Наиболее активен препарат в концентрации 1:10, так как он практически полностью подавляет рост индикаторных бактерий в разведениях до 5×10⁵ клеток. В вариантах 1:100 и 1:500 подавляющая способность биопрепарата «Байкал ЭМ-1» также хорошо выражена, однако слабее при более высоком содержании жизнеспособных клеток тест-культуры. Результаты по соотношению 1:1000 и 1:2000 эффективных результатов не дали.

Пример 2. На участки, зараженные сальмонеллой, вносили раствор биопрепарата «Байкал ЭМ-1» в концентрации 1:100. Для приготовления препарата готовили водный раствор измельченных шишек из расчета 20 г на 10 л воды. Выбранное количество шишек заливали кипятком, и добавляли в этот раствор 10 г зеленой массы растений стевии, содержащей около 40% углеводов. Процеженный раствор спустя 20-30 минут после запаривания, доводили до температуры 37°С. В полученный раствор добавляли 1 мл биопрепарата «Байкал ЭМ-1». Полученным препаратом обрабатывали зараженный сальмонеллой участок. Результаты опытов показали, что вредные микроорганизмы спустя 2-3 дня полностью исчезли. В контрольном варианте (без сальмонелл) с помощью внесенных порций предлагаемого биопрепарата улучшалось плодородие почвы и снижалось количество вредных патогенов. На зараженном участке количество жизнеспособных клеток бактерий рода сальмонеллы составило 10 клеток на 1 г почвы, а после обработки через 48 часов 0 клеток на 1 г почвы.

Следовательно, полученные результаты позволяют заключить, что биопрепарат, разведенный в водном растворе с использованием предлагаемых растительных средств в концентрации 1:10, 1:100, 1:500, может с минимальными затратами служить биоконтролем за состоянием почвы и болезней растений, улучшая микрофлору почвенной среды.

Способ прост в применении, экологичен, не требует применения дефицитного сырья и обладает высокой эффективностью.