способ повышения урожайности зеленой массы люцерны
Классы МПК: | C05F11/08 органические удобрения с добавкой культур бактерий, мицелиев и тп C12N1/20 бактерии; питательные среды для них |
Автор(ы): | Яковлева Мария Тимофеевна (RU), Кожемяков Андрей Петрович (RU), Васильева Наталья Дмитриевна (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное научное учреждение Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Сибирского отделения РАСХН (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2005-01-24 публикация патента:
20.05.2007 |
Изобретение относится к почвенной микробиологии, в частности к способам обработки семян люцерны. Способ включает предпосевную обработку семян люцерны биопрепаратом на основе штамма Sinorhizobium meliloti Якутский №1 ГНУ ВНИИСХМ 1775, в количестве 1 млрд клеток на 1 семя люцерны. Способ позволяет повысить продуктивность люцерны и улучшить плодородие почв. 5 табл.
Формула изобретения
Способ обработки семян люцерны, включающий предпосевную обработку семян люцерны биопрепаратом, отличающийся тем, что используют биопрепарат на основе штамма Sinorhizobium meliloti Якутский №1 ГНУ ВНИИСХМ 1775, в количестве 1 млрд клеток на 1 семя люцерны.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области сельского хозяйства: растениеводство, кормопроизводство, луговодство, земледелие, почвоведение, а также к почвенной микробиологии.
Известен способ обработки семян люцерны (Новикова А.Г., Князева В.Л., Орищенко Н.Г. Всесоюзная коллекция ризобиум - главный генофонд симбиотических азотфиксаторов. Труды ВНИИСХМ, 1989 г., т.59, с.13-22) с использованием биомассы штаммов Rizobium meliloti).
Технический результат изобретения - повышение продуктивности люцерны, а также улучшение плодородия почвы.
Технический результат достигается следующим образом: из чистой культуры приготовляется жидкий бактериальный препарат на основе штамма Sinothizobium meliloti Якутский №1 ГНУ ВНИИСХМ 1775 клубеньковых бактерий (КБ) люцерны в количестве 1 млрд клеток на 1 семя люцерны. Штамм клубеньковых бактерий Якутский №1 ГНУ ВНИИСХМ 1775 характеризуется следующими признаками.
Морфологические признаки:
Форма клеток: палочковидные, прямые или слегка искривленные подвижные, имеют полярные жгутики - перитрихи от 1 до 3.
Палочки - 0,5-0,9×1,2-3,0 мкм.
Окраска по Граму - грамотрицательная.
Подвижность - подвижная за счет жгутиков.
Наличие пигмента - образует.
Спорообразование - спор не образует.
Условия культивирования (среда, температура, отношение к кислороду и пр.) относятся к быстрорастущим. У быстрорастущих клубеньковых бактерий рост в виде отдельных мелких колоний проявляется через 3-5 суток инкубации на бобовой среде. Колонии округлые, выпуклые, полупрозрачные, приподнятые, слизистые, обычно 2-4 мм. Оптимальная температура 25-30°С, оптимальный диапазон рН 6-8.
Бобовая среда: отвар гороха - 1 л.
Сахароза (сахарный песок) - 20 г.
Агар-агар - 20 г.
Стерилизация при 1 атм 20 мин.
Отношение к кислороду аэробный: метаболизм дыхательного типа с использованием кислорода в качестве конечного акцептора электронов.
Отношение к источникам углерода используют следующие субстраты: D-арабинозу, целлобиозу, фруктозу, D-галактозу, глюкозу, лактозу, маннитол.
Отношение к источникам азота хлористый аммоний и нитраты.
При росте культуры на молоке с лакмусом сильно подкисляют среду, придавая ей розовую окраску.
Другие признаки штаммы нуждаются в пантотенате и никотиновой кислоте, потребности в витаминах варьируют. Казеин и агар не гидролизуют. 3-кетогликозиды не образуют. Оксидазо и каталазо положительные. Симбиотические азотфиксаторы. Характерная особенность этих организмов - способность проникать в корневые волоски люцерны, донника и вызывать образование корневых клубеньков, внутри которых бактерии присутствуют как внутриклеточные симбионты. В корневых клубеньках бактерии присутствуют в виде плеоморфных форм - бактериодов, обычно осуществляющих фиксацию атмосферного азота с превращением его в связанную форму (аммиак), доступную для использования растением-хозяином. Из чистой культуры приготовляем жидкий инокулюм. Чистая культура - периодически пересеваемая культура.
Штамм может быть получен в ГНУ ВНИИСХМ в г.Санкт-Петербурге на торфяной основе и в лаборатории селекции и семеноводства многолетних трав Якутского НИИСХ СО РАСХН в виде жидкого инокулюма. Приготовляем жидкий препарат в две стадии:
1. Получение маточных культур.
2. Получение рабочих растворов.
Ниже приведены примеры реализации способа.
Пример 1. Применение бактериального препарата повышает урожайность зеленой массы люцерны в полевых условиях.
Таблица №1. Влияние инокуляции штаммами клубеньковых бактерий на урожайность зеленой массы люцерны | ||||
Штаммы | 1999 г. | 2000 г. | 2001 г. | Среднее |
Без обработки | 350 | 400 | 420 | 390 |
1775 Якутский №1 | 450 | 470 | 520 | 480 |
425 а | 425 | 430 | 490 | 448 |
Как видно, из таблицы №1 урожайность зеленой массы люцерны можно получить до 20% выше с обработкой семян на основе штамма S.M. якутский №1 ГНУ ВНИИСХМ 1775. В сравнении с производственным штаммом этот показатель штамм S.M. якутский №1 ГНУ ВНИИСХМ 1775 превышает на 7% выше.
Пример 2. Как видно из таблицы №2, с обработкой семян люцерны S.M. якутский №1 ГНУ ВНИИСХМ 1775 биопрепаратом урожайность семян повышается в 2 раза, чем на контроле.
Таблица №2. Влияние штаммов КБ на урожайность семян люцерны | ||
Штаммы | Урожайность семян, ц/га | +, - к контролю |
Без обработки | 0,9 | - |
425 а | 1,6 | 0,7 |
1775 (Якутский №1) | 2,0 | 1,1 |
Пример 3. Влияние штаммов Sinorhizobium meliloti Якутский №1 ГНУ ВНИИСХМ 1775 клубеньковых бактерий люцерны на агрохимический состав почвы мерзлотно-таежно-палевой осолоделой почвы.
Под травостоем люцерны увеличивалось содержание гумуса на 0,5 и 0,8%, так как скашивание надземной массы влечет за собой более интенсивное обновление корневой системы и соответственно отмирание корневых волосков и аккумуляцию их в органической части почвы. Необъясним тот факт, что нет существенного потребления питательных веществ из корнеобитаемого слоя почвы, содержание доступного соединения фосфора и калия не понижалось с возрастом травостоев. В целом, инокуляция люцерны положительно сказывается в сохранении и повышении гумуса в почве.
Таблица №3 Влияние штаммов 1775 КБ на агрохимический состав почвы | |||||||
Штаммы | Горизонт | Гумус, % | Nобщ, % | NO 3, % | Р2O 5 мг | калий, мг | рН воды |
Без обработки | 0-20 см | 2,70 | 0,45 | 0,47 | 142 | 234 | 7,3 |
425 а | 0-20 см | 2,86 | 0,40 | - | 126 | 252 | 7,5 |
1775(Якутский №1) | 0-20 см | 3,50 | 0,40 | - | 159 | 265 | 6,96 |
Пример 4. Применение бактериального препарата положительно влияет на формирование симбиотического аппарата люцерны. Как видно из таблицы №4, увеличивается количество клубеньков на корнях люцерны по сравнению с контролем на 2,9 млн шт/га, масса клубеньков на 3,1 кг/га, сухая масса корней 14,4 т/га.
Таблица 4. Формирование симбиотического аппарата люцерны | ||||||
Штаммы | Количество клубеньков, млн/шт. | +, -, к контролю | Масса клубеньков, кг/га | +, -, к контролю | Сухая масса, т/га | +, -, к контролю |
Без обработки | 5,3 | - | 4,5 | - | 5,5 | - |
425а | 7,4 | 2,1 | 6,2 | 1,5 | 15,3 | 9,8 |
1775 Якутский №1 | 8,2 | 2,9 | 7,6 | 3,1 | 19,9 | 14,4 |
Пример 5. Также положительно влияют якутские штаммы КБ на биохимический состав люцерны. Нашими наблюдениями установлено, что содержание сырого протеина увеличивается на 2,6%, сырой клетчатки понижается на 0,7%, сырого жира на 0,5%, сырой золы понижается на 0,1%, каротина повышается на 0,6 мг/кг, чем на контроле (таблица №5).
Таблица №5 Биохимический состав люцерны | |||||||||
Штаммы | Протеин | Клетчатка | жир | Зола | БЭВ | Р2O5 | CaO | в/угле вод | Каротин |
Без обработки | 20,4 | 25,9 | 3,2 | 9,1 | 43,3 | 0,4 | 2,0 | 0,6 | 23,5 |
425а | 21,5 | 20,9 | 3,5 | 9,8 | 44,6 | 0,4 | 2,0 | 0,6 | 25,0 |
1775 Якутский №1 | 23,0 | 25,2 | 3,7 | 9,0 | 43,0 | 0,5 | 2,5 | 0,5 | 24,1 |
Применяют жидкий инокулюм на основе штамма Sinorhizobium meliloti Якутский №1 ГНУ ВНИИСХМ 1775 в качестве обработки семян люцерны.
Штамм Sinorhizobium meliloti Якутский №1 ГНУ ВНИИСХМ 1775 получен из клубеньков люцерны сорта Якутская желтая, районированного в Якутии с 1999 г.
В результате применения биологического бактериального препарата на основе штамма Sinorhizobium meliloti Якутский №1 ГНУ ВНИИСХМ 1775 урожайность зеленой массы люцерны может повыситься до 20%, семян в 2 раза, чем в сравнении без обработки. Таким образом, использование штамма Sinorhizobium meliloti Якутский №1 ГНУ ВНИИСХМ 1775 клубеньковых бактерий является эффективным способом повышения продуктивности люцерны и повышает содержание гумуса от 0,5-0,8%.
Класс C05F11/08 органические удобрения с добавкой культур бактерий, мицелиев и тп
Класс C12N1/20 бактерии; питательные среды для них