Способ внесения в почву азотфиксирующих бактерийПатент на изобретение №: 2193837 Автор: Киров Е.И., Майстренко Г.Г., Макаров В.И., Куценогий К.П. Патентообладатель: Институт химической кинетики и горения СО РАН, Центральный сибирский ботанический сад СО РАН Дата публикации: 10 Декабря, 2002 Начало действия патента: 31 Января, 2001 Адрес для переписки: 630090, г.Новосибирск, ул. Институтская, 3, ИХКиГ СО РАН, патентная служба Изображения    Изобретение предназначено для использования в сельском хозяйстве. Способ включает использование бактериального препарата в дозе, обеспечивающей гектарную норму бактерий в пределах 0,5-5,0  1012 бак/га. При этом раствор бактериального препарата внекорневым способом вносят на вегетирующие растения. Изобретение позволяет повысить эффективность обработки, а также снизить материальные и трудовые затраты на обработку. 7 табл.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, конкретно к способам внесения в почву бактериальных азотных удобрений под бобовые и злаковые культуры, образующие эффективные азотфиксирующие растительно-микробные комплексы с клубеньковыми и ассоциативными бактериями. Известен традиционный способ внесения в почву азотфиксирующих бактерий, заключающийся в предпосевной обработке семян бактериальным препаратом на основе штаммов азотфиксирующих бактерий. Например, для обработки семян сои используют ризоторфин - смесь жидкой культуры бактерий с торфом, содержащий 2,5 млд. клубеньковых бактерий на 1 г препарата. Можно использовать также жидкую рабочую культуру бактерий стандартной концентрации, обычно с титром 3-5109 бак/мл. Обработку семян проводят, в основном, вручную. Для этого на брезент размером 34 м насыпают семена на 1-2 га посева, т.е. 100-200 кг, увлажняют водой или раствором прилипателя из расчета 1% к весу семян, перемешивают семена поочередным подниманием концов брезента, опрыскивают раствором бактериального препарата и вновь перемешивают до равномерного распределения препарата на поверхности семян. Обработанные семена в тот же день высевают во влажную почву [1]. В качестве недостатков этого способа можно отметить следующее. Во-первых, необходимо обработать большие массы семян в короткие сроки перед посевом. Предварительная обработка семян до посева невозможна из-за высокой или полной гибели азотфиксирующих бактерий. Например, известно, что клубеньковые бактерии, нанесенные на поверхность семян сои, быстро гибнут: уже через 5-6 часов после обработки количество их уменьшается вдвое. Поэтому, если семена не были высеяны в течение суток, их снова обрабатывают в день посева. Во-вторых, ручная обработка семян трудоемка и малопроизводительна. Существующие машины для протравливания семян не обеспечивают требуемого качества обработки, зачастую механизированная обработка приводит к повреждению семян. Между тем механизация внесения в почву азотфиксирующих бактерий диктуется увеличением посевов бобовых и злаковых культур и необходимостью обработки больших масс посевного материала, составляющего 10-15% от ежегодного урожая. Задачей изобретения является разработка простого и экономичного способа внесения в почву азотфиксирующих бактерий под бобовые и злаковые культуры, исключающего трудоемкую операцию предпосевной обработки семян бактериальным препаратом и обеспечивающего возможность механизировать процесс внесения бактериальных удобрений на больших площадях и в лучшие биологические сроки. Поставленная задача решается заявленным способом, согласно которому азотфиксирующие бактерии попадают в почву путем внекорневой обработки вегетирующих растений раствором соответствующего бактериального препарата. При назначении расхода препарата следует исходить из апробированного правила: успех достигается, если обеспечивается гектарная норма расхода бактерий в пределах 0,5-51012 бак/га, т.е. следует учитывать титр препарата. Например, в способе-прототипе, для обработки гектарной нормы семян сои используют ризоторфин с титром 2,5109 бак/г в дозе 200 г. Такая же доза препарата достаточна для внекорневой обработки 1 га вегетирующих растений сои, т. е. гектарные дозы бактериального препарата в известном и заявленном способе практически одинаковы. Однако по своей сути способы отличаются друг от друга. В способе-прототипе азотфиксирующие бактерии вносятся в почву с семенами, в новом способе - их наносят на вегетирующие растения, исключая этим трудоемкую и малопроизводительную операцию обработки семян перед посевом. Бактериальный препарат в виде рабочего раствора наносят на растения известными методами: опрыскиванием или аэрозолями. Применяя аэрозольную технологию оптимальной дисперсности, можно обрабатывать большие посевные площади в лучшие биологические сроки. Возможность применения заявленного способа и его достоинства подтверждают следующие примеры. Пример 1. Вегетационный опыт с соей. Семена сои сорта Омская 8 выращивались в вегетационных сосудах, вмещающих 7 кг промытого кварцевого песка, прокаленного для создания стерильных условий. В сосуды вносили питательную смесь Прянишникова с 0,1 нормы азота состава (из расчета на 1 кг почвы или 1 л воды): NH4NО3 - 24 мг, СаНРO4 - 172 мг, FеCl36Н2О - 25 мг, CaSO42H2O - 344 мг, MgSO4H2O - 123 мг, КСl - 160 мг. Кроме указанных солей, питательная смесь дополнялась раствором микроэлементов. Влажность в сосудах поддерживалась на уровне 70% от полной влагоемкости путем ежедневного полива по массе. В каждый сосуд засевалось по 8-10 семян с последующим оставлением 5 хорошо развитых растений. В опыте с разными вариантами внесения клубеньковых бактерий использован штамм 2940 Bradyrhizobium japonicum из коллекции культур ВНИИ сельхозмикробиологии РАСХН. Повторность вариантов 4-х кратная. В контрольном варианте K1 семена инокулировались при посеве, т.е. традиционно семена обрабатывались бактериальным штаммом. Во втором контрольном варианте К2 бактерии не вносились вовсе. В трех опытных вариантах (О1, O2, О3) бактеризация проводилась путем опрыскивания в разные интервалы после всходов. При этом в варианте O1 опрыскивание производили через неделю после всходов (фаза одного нетройчатого листа). В этом случае бактерии попадали на растения и почву. В варианте О2 опрыскивание проводилось через 2 недели после всходов (фаза двух листьев, один из которых был тройчатым). В варианте О3 опрыскивание проведено так же через 2 недели после всходов, но почва в сосудах укрывалась для изоляции от попадания бактерий на почву. Титр бактериального препарата составил 107 бак/мл. Норма расхода жидкого препарата 20 мл/м2. Раствор бактериального препарата наносился с помощью ручного опрыскивателя Kwasar. В процессе опыта обращалось внимание на показатели роста, развития сои, а также фиксировался цвет опытных и контрольных растений как показатель обеспеченности азотом, полученным за счет азотфиксации клубеньков, возникших при разных способах внесения бактерий. По окончании опыта через 2 месяца после посева (15 июня - 15 августа) корни растений отмывались от песка, подсчитывалось количество и биомасса клубеньков, отмечался характер их расположения на корнях в каждом варианте опыта. Анализировалась нитрогеназная (азотфиксирующая) активность ацетиленовым методом. Определялись элементы продуктивности сои (количество и вес бобов), отбирались пробы растений на анализ белка, определяемого по методу Бузун и др. Количественные данные приведены в таблицах 1-4. При визуальном наблюдении через 48 дней после посева отмечено, что в варианте К1 - растения нормально развиты, зеленого цвета; в варианте К2 - цвет листьев растений желтый; в варианте O1 - растения также зеленого цвета, по виду не отличаются от вида растений в варианте К1; в варианте О2 - цвет листьев желтоватый, заметно отличается от зеленой окраски вариантов K1 и O1; в О3 - листья тоже имеют желтый цвет, что свидетельствует о недостатке азота. Через 55 дней после посадки растения в вариантах O1, О2 и О3 имеют зеленый цвет в отличие от желтых листьев в варианте К2. Таким образом, если через 48 дней после посадки растения в вариантах О2 и О3 имели еще желтый цвет, то уже через неделю листья позеленели, что свидетельствует о поступлении азота от клубеньков, образовавшихся на корнях обработанных растений. При изучении корневой системы растений сои через 60 дней после посадки обнаружено, что на корнях сои в варианте К2 клубеньки полностью отсутствовали. Желтый цвет таких растений свидетельствовал о недостатке азота. В варианте К1 клубеньки образовались на главном корне и обеспечили зеленую окраску растений. В вариантах O1, О2 и О3 клубеньки образовались позднее и на боковых корнях. Таким образом, характер расположения клубеньков на корнях растений, выросших из инокулированных бактериями семян при посеве, отличался от растений, обработанных бактериями по заявленному способу (через 1-2 недели после всходов в фазе 1-2 листьев). Клубеньки при инокуляции семян располагались на главном корне, при опрыскивании листьев - на боковых корнях, что свидетельствует об их более позднем образовании. В табл. 1 приведены количественные данные по азотфиксирующей активности клубеньков сои. Клубеньки сои во всех опытных сосудах имели достоверно более высокую нитрогеназную активность. Она на 24-35% выше по сравнению с контролем К1. Таким образом, азотфиксирующая активность клубеньков сои, образовавшихся при нанесении культуры бактерий при опрыскивании растений в начале вегетации, достоверно выше, чем при инокуляции семян, и тем выше, чем раньше произведено опрыскивание. В наших опытах клубеньки при обработке через 1 неделю после всходов имели более высокую активность по сравнению с растениями, обработанными через 2 недели после всходов. Более высокая нитрогеназная активность клубеньков в вариантах O1, О2 и О3 объясняется их более поздним образованием. Клубеньки в контроле K1 ко времени измерения по-видимому, уже прошли пик высокой активности. В табл. 2 показано количество и вес клубеньков сои по вариантам опыта. При опрыскивании листьев и поверхности почвы (O1 и О2) количество и сырой вес клубеньков достоверно больше контроля K1. В табл. 3 приведены данные по элементам продуктивности (количество и вес бобов) двухмесячной сои по вариантам опыта. Видно, что во всех опытных вариантах с разными сроками и способами опрыскивания клубеньковыми бактериями количество бобов не ниже, а в варианте с более ранним опрыскиванием O1 на 37% выше, чем в контроле с традиционной инокуляцией семян при посеве (вариант K1). Сырой и сухой вес бобов во всех опытных вариантах, за исключением О3, в 1,6-2 раза превышали контрольный вариант прототипа. В табл. 4 приведены данные по содержанию белка (% на сухую массу) в листьях бобах (стручках) и клубеньках сои в зависимости от сроков и способов внесения клубеньковых бактерий. Полученные данные отражают динамику накопления и перераспределения белка в экономически важные органы растений. Показано, что в клубеньках содержание белка во всех вариантах было одинаково. В листьях опытных вариантов 1 и О2 накапливалось на 2% больше белка, чем в контроле К1 прототипа. В бобах опытного варианта более раннего срока опрыскивания клубеньковыми бактериями (O1) накапливалось на 3% больше белка в сравнении с прототипом 1. B варианте с более поздним сроком внесения бактерий опрыскиванием (О2) бобы были менее развиты и основная масса белка содержалась в листьях. Данные по варианту О3 из таблиц 2, 3 и 4 свидетельствуют о неперспективности изоляции почвенного пути проникновения клубеньковых бактерий. Таким образом, в контролируемых условиях вегетационного опыта надежно установлено, что клубеньковые бактерии, внесенные путем опрыскивания растений, попадают в почву, проникают в корни, образуя азотфиксирующие клубеньки, которые по своей активности, количеству превосходят контрольный вариант с традиционной обработкой семян культурой бактерий при посеве. Функционирование клубеньков способствует увеличению содержания белка в растении, следствие чего является значительное повышение урожая бобов. Полевые опыты на посевах сои и пшеницы поставлены на делянках, расположенных на опытных полях СибНИИ земледелия и химизации СО РАСХН. Пример 2. Полевые опыты с соей. Опыты проводились на делянках площадью 25 м2 в 4-7 краткой повторности. Варианты опыта включали: а) традиционную предпосевную обработку (инокуляцию) семян сои культурой клубеньковых бактерий, аналогичной использованной в вегетационном опыте. Для обработки 10 кг семян сои использовали 50 мл культуры бактерий с титром 109 бак/мл. При таком расходе гектарная норма бактерий (для 100 кг семян) составляет 0,51012 бак/га. б) внекорневое внесение тех же клубеньковых бактерий путем опрыскивания растений сои в фазе 2-х листьев раствором бактериального препарата с титром 108 бак/мл. Норма расхода препарата 1,0 мл/м2, что обеспечивает гектарную норму бактерий 1012 бак/га. Для получения рабочего раствора бактериальный препарат разбавляли водой в отношении 1:20. Опрыскивание проводили ранцевым опрыскивателем Kwasar при норме расхода раствора 20 мл/м2. в) посев семян без каких-либо обработок (контрольный вариант). Мерой эффективности полевых опытов служил урожай семян сои. Уборку урожая проводили комбайном Сампо-500 с последующим взвешиванием каждой повторности и отбором проб для определения влажности и сорности семян. Результаты опытов приведены в таблицах 5 и 6. В табл. 5 показан урожай сои и масса 1000 зерен во всех 3-х вариантах опыта. Видно, что прибавка урожая семян сои и масса 1000 зерен при внекорневом внесении клубеньковых бактерий больше, чем в других вариантах опыта. Это свидетельствует о снабжении растений дополнительным количеством азота в результате функционирования клубеньков, образовавшихся при опрыскивании растений сои культурой клубеньковых бактерий. Из табл. 6 видно, что вес клубеньков на 1 растение и вес одного клубенька на опрыснутых делянках больше, чем в контрольном варианте, что согласуется с увеличением урожая сои на опытных делянках. Таким образом, увеличение урожая семян сои и веса клубеньков на обработанных делянках свидетельствует об эффективности заявленного способа внекорневого внесения в почву азотфиксирующих бактерий. Пример 3. Полевые опыты с пшеницей. Использовано 3 сорта гексаплоидной мягкой яровой пшеницы: сильной раннеспелой "Новосибирская 22", ценной среднеспелой "Лютесценс 25" и сильной среднеспелой "Новосибирская 89". Полевые делянки имели площадь 25 м2 в 4-7 кратной повторности в опыте и контроле. Для приготовления бактериального препарата применены чистые культуры ассоциативных бактерий 3-х родов: Azospirillum lipoferum 137 (препарат Азорин), Arthrobacter mysorens 7 (препарат Мизорин) и Flavobacterium sp. L-30 (препарат Флавобактерин). Препараты получены из ВНИИ сельхозмикробиологии РАСХН (Санкт-Петербург, Пушкин) и размножены в НПО "Вектор" (Кольцово, Новосибирск). Опрыскивание делянок выполнено ранцевым опрыскивателем Kwasar при норме расхода рабочей жидкости 20 мл/м2. Время обработок - в начале вегетации, в фазе кущения. Норма расхода смеси 3-х штаммов ассоциативных бактерий 1,0 мл/м2 с титром 108 бак/мл с добавлением 0,1-0,2 мл/м2 2% раствора солей 6-ти микроэлементов в равных долях: цинка, молибдена, кобальта, бора, марганца и йода для лучшего роста растений и обеспечения нормальных условий функционирования бактерий. Такой расход бактериального препарата обеспечивает гектарную норму ассоциативных бактерий 1012 бак/га. Контроль - без обработок. Результаты опытов определялись по урожаю зерна. Уборка проведена комбайном Сампо-500. Пробы зерна взвешивались, с точностью 50 г сразу после скашивания делянки прямо на комбайне с отбором проб на влажность и сорность. Результаты опытов приведены в табл.7. Варианты опыта включали предшественник по стерне (пшеница по пшенице без удобрений) и по пару. Прибавка урожая пшеницы сорта Новосибирская 22 и Лютесцене 25, опрыснутых ассоциативными бактериями в фазе кущения, - достоверна. По пару прибавки нет. Сорт Новосибирская 89 оказался невосприимчивым к азотфиксирующим бактериям: прибавки урожая нет и по стерне, и по пару. Таким образом, внесение азотфиксирующих бактерий по зерновым посевам имеет смысл на бедном фоне, в данном случае по пшеничной стерне без удобрений, и не дает отдачи по паровому полю. Это можно объяснить недостатком азота по зерновому предшественнику, который восполнили внесенные азотфиксирующие бактерии и тем обеспечили прибавку урожая. Посевы пшеницы по паровому полю, по-видимому, невосприимчивы к азотфиксирующим бактериям из-за наличия в почве доступного минерального азота, накопленного в паровом поле. По литературным данным, публикации с начала 1980 г. [2] известно, что в ассоциативных системах: почва - бактерии - растения, определяющая роль принадлежит растению. Экспериментально установлено на 40 сортах яровых, озимых и твердых пшениц из мировой коллекции ВИР, что только четверть исследованных сортов могли получать азот, поставляемый ассоциативными бактериями. Такая способность обусловлена генетически и связана с признаком nis как у пшеницы, так и у других злаковых культур, в том числе у ячменя, проса, сорго, риса. В условиях полевых опытов способность к ассоциативной азотфиксации различалась у злаковых культур в 8-50 раз. Установлена также зависимость ассоциативной азотфиксации от плоидности пшениц. У диплоидных диких и культурных видов пшениц способность к ассоциативной азотфиксации до 4-х раз больше, чем у тетра- и гексаплоидных форм. Современные сорта - это тетра- и гексаплоидные формы пшениц, поскольку увеличение плоидности сопровождается увеличением урожайности, однако происходит снижение белковости. Тем не менее и у современных сортов гексаплоидных пшениц, нацеленных на получение максимального урожая, не утеряна способность к ассоциативной азотфиксации [3]. По-видимому, стратегия работ по обеспечению злаковых культур "биологическим" азотом заключается в том, чтобы вести селекцию культур на упомянутый признак nis, и вести широкий скрининг сортов, отзывчивых на внесение азотфиксирующих бактерий. Итак, проведенные вегетационные и полевые опыты по применению заявленного способа на сое и пшенице показали, что внекорневое нанесение азотфиксирующих бактерий на листья и поверхность почвы более эффективно, чем традиционная обработка семян этими бактериями перед посевом. При этом заявленный способ менее трудоемок, его реализация осуществляется с помощью известных и доступных механизированных устройств: опрыскивателей, аэрозольных генераторов. При использовании, например, генератора оптимальной дисперсности [4] можно обрабатывать большие площади (1-5 тыс. га за ночную смену) в лучшие биологические сроки, что делает этот способ экономически выгодным и перспективным. Литература 1. Рекомендации по рациональному применению ризоторфина под сою на юге Украины. ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии. Симферополь - 1985. 2. Шумный В. К. , Сидорова К.К. и др. - Биологическая фиксация азота. Новосибирск. Наука. Сиб. отд-ние. 1991, с. 271. 3. Черемисов Б.М. Усиление азотфиксации - новое направление в селекции пшеницы и других небобовых полевых культур. Обзор.- Сельскохозяйственная биология, 1988, 6 с. 43-49. 4. Патент РФ 950266, 1993. (A.С. 950266, 1982, БИ 30).
Формула изобретенияСпособ внесения в почву азотфиксирующих бактерий под бобовые и злаковые культуры, включающий использование бактериального препарата в дозе, обеспечивающей гектарную норму бактерий в пределах 0,5-5,01012 бак/га, отличающийся тем, что раствор бактериального препарата внекорневым способом вносят на вегетирующие растения.
MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе Дата прекращения действия патента: 01.02.2010 Дата публикации: 10.12.2011 Популярные патенты: 2129787 Инсектицидная композиция ... инсектицидной композиции, в частности к инсектицидной композиции, пригодной для горячего окуривания. Описание патента США N 4889872 раскрывает 2,3,5,6-тетрафторбензил (+)-1R, транс-2,2-диметил-3-(2,2-дихлорвинил) циклопропанкарбоксилат (называемый в дальнейшем "бенфлутрином") как имеющий инсекцтицидную активность. Однако, когда бенфлутрин используется в виде инсектицидной композиции для горячего окуривания, трудно получить стабильный инсектицидный эффект в течение длительного периода времени. Заявители настойчиво работали под этой проблемой и, как результат, нашли, что инсектицидная композиция, содержащая бенфлутрин и N-(2-этилгексил)бицикло-[2.2.1] -гепт-5-ен-2,3-дикарбоксимид ... 2039429 Линия производства молочных продуктов ... приемки и переработки молока с аппаратами для производства жидких молочных продуктов, последовательно связанный с ним участок розлива и хранения готовой продукции с устройствами для розлива, укупорки и маркировки и холодильную камеру. Параллельно участкам приемки и переработки молока, розлива и хранения готовой продукции размещен дополнительно участок приемки и обработки тары, включающий связанные друг с другом средство приемки тары в кассеты, моечную машину для их одновременной мойки и туннельный стерилизатор. Участок приемки и переработки молока дополнительно содержит устройство для опорожнения фляг с помощью сжатого воздуха и аппараты для производства творога и творожных ... 2229127 Способ испытания растущих деревьев после рубок прореживания и проходных ... создавалось впечатление высокого качества выполнения проходных рубок. Аналогичны мотивы по доле сосны в составе пород, то есть на краю дороги больше всего находится сосен.Первая составляющая формул густоты и доли сосны характеризует закон гибели в экспоненциальной форме, то есть эта закономерность не природная, а чисто антропогенная. Лесозаготовители, из-за личных интересов в экономической прибыли, по мере удаления от дороги вырубают большее количество деревьев, причем доля вырубаемых сосен также нарастает. Расстояния между оставляемыми на доращивание деревьями также возрастает. При этом следует также учесть, что часть сосен подальше от дороги подсочены, поэтому имеют худшую ... 2444769 Жидкостный резервуар, устройство наблюдения для наблюдения под поверхностью жидкости и оптическая пленка ... и устойчивости к воде и растворителю (жидкому). Оптические характеристики всей оптической пленки настоящего варианта осуществления не имеют особых ограничений. Оптическая пленка, предпочтительно, прозрачна до такой степени, чтобы пользователь мог наблюдать объекты под поверхностью жидкости. В частности, предпочтительно, чтобы оптическая пленка имела коэффициент пропускания света 90% (более предпочтительно, 95%) или более и мутность 10% (более предпочтительно 1%) или менее.Согласно варианту осуществления (1), предпочтительно, чтобы оптическая пленка настоящего варианта осуществления имела пастообразный клей на поверхности пленки-основы, где отсутствует (первый или второй) ... 2151493 Установка для гидропонного выращивания растений ... приспособлено только для выращивания растений в условиях невесомости. Недостатком его является неэффективное использование объемов посевной площади при согласовании окружной скорости криволинейной посадочной поверхности с периодом вызревания растений. Чтобы освободить место для следующих растений, нужна большая окружная скорость - соответственно больший объем устройства. Вследствие этого устройство непригодно в условиях массового сельскохозяйственного производства. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для выращивания растений, которое включает каркас, замкнутый конвейер, множество валиков на каркасе, вокруг которых конвейер движется в ... |
Еще из этого раздела: 2264082 Способ восстановления полей бурой водоросли ламинарии 2049387 Инкубатор индивидуального пользования 2409937 Растение с высоким содержанием ребаудиозида а 2429594 Палец штампосварной для режущего аппарата (варианты) и способ его изготовления 2285375 Способ обработки почвы и устройство для его осуществления 2397634 Жалюзийное решето 2449809 Дезинфицирующее средство 2141756 Способ многоуровневого культивирования растений и устройство для его осуществления 2269892 Способ выращивания цыплят-бройлеров 2138949 Комбинированный препарат для борьбы с таежными и лесными клещами, способ борьбы и аттрактант |
Изобретения в сельском хозяйстве
Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах
Посадка, посев, удобрение
Уборка урожая, жатва
Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства
Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство
Новые виды растений или способы их выращивания
Производство молочных продуктов
Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство
Поимка, отлов или отпугивание животных
Консервирование туш животных, или растений или их частей
Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов
Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения
Машины или оборудование для приготовления или обработки теста
Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия
|
|
||