РИЗОВЕРМ. Клубеньковые бактерии Rhizobium РИЗОВЕРМ РИЗОВЕРМ РИЗОВЕРМ

Заявки направлять:

Киров:
8 (8332) 57-43-14,
сот.:8-922-910-73-45
e-mail: bioriz@rambler.ru


Санкт-Петербург:
тел/факс (812) 466-84-86
тел (812) 716-66-11
моб (911) 006-20-03 (01)

Препараты на основе бактерий Р. RHIZOBIUM как обязательный компонент системы биоорганического земледелия

Л.В. Трефилова, А.Л. Ковина, А.А Калинин
Вятская государственная сельскохозяйственная академия
nm-flora@rambler.ru

Россия занимает достойное место в формирующейся системе биоорганического земледелия, направленного на получение экологически чистой продукции сельского хозяйства.

Актуальность данной проблемы возрастает в связи с новой парадигмой, возникшей в сельском хозяйстве РФ, связанной с резким снижением производства азотных удобрений, с одной стороны, и, с другой, — выявлением неблагоприятных экологических последствий высоких доз их применения: ухудшение свойств почвы, загрязнение окружающей среды, снижение качества сельскохозяйственной продукции в связи с накоплением в ней вредных для организма человека и животных повышенных концентраций нитратов. Много негативных последствий имеет и такой процесс как применение пестицидов при выращивании растений. Поэтому необходимы альтернативные, экологически безопасные средства повышения плодородия почвы и защиты растений от инфекций и вредителей. В этом плане огромный интерес представляют биопрепараты на основе бактерий-азотфиксаторов.

Производство микробных препаратов может считаться мерилом прогресса в промышленности и в сельском хозяйстве, а применение их — неотъемлемой частью высокоразвитого и экономичного земледелия (Хотянович, 1991).

Необходимость обработки семян бобовых растений бактериями р. Rhizobium была доказана еще в 19 веке. С той поры в различных странах мира был налажен выпуск биоудобрений с различными штаммами ризобиума. Совершенствование технологий производства данных биоудобрений заключалось в селекции штаммов ризобиума на повышении вирулентности, специфичности, эффективности и подборе оптимальных наполнителей для удобрений.

Задачей производства бактериальных удобрения является максимальная биомасса клеток, сохранение их жизнеспособности на всех стадиях технологического процесса, приготовление на их основе готовых форм препарата с сохранением активности в течение гарантийного срока хранения.

Выпуск первых партий нитрагина на основе клубеньковых бактерий в г. Кирове был налажен на кафедре ботаники Кировского сельхозинститута в 60-е годы прошлого века под руководством Л.А. Юнг. В этих разработках принимали участие сотрудники кафедры Э.А. Штина, Г.Н. Перминова, А.Н. Третьякова, Л.Н. Крылова, Е.М. Панкратова, Л.М. Пересторонина, Л.С. Балезина (Штина и др., 1972).

При разработке новых препаратов необходимо уделять внимание не только селекции или подбору штаммов микроорганизмов, но и усовершенствованию технологий их изготовления, применения и хранения. Оптимизация сочетаний различных свойств в биопрепаратах, в том числе и технологических, приводит к необходимости формирования нового направления исследований — «дизайна» микробных биопрепаратов (Патыка, 2002).

Позднее на кафедре проводились исследования связанные с совершенствованием методов культивирования ризобиев на разных средах: жидкие среды различные по составу; торф, почва, мох и опилки (Ковина, Трефилова, 1996; Ковина, 2001). Работа шла в несколько этапов: 1. Выделение высокоэффективных бактериально чистых культур; 2. Определение оптимальной дозы вносимых бактерий для разных культур; 3. Анализ существующих и создание новых форм биопрепаратов; 4. Изучение действия на урожай бобовых растений.

При определении оптимальных доз вносимых бактерий было показано, что для разных растений при проращивании семян вне почвы существует своя оптимальная доза инокулята, за нижними пределами которой ризогенный эффект может отсутствовать, за верхними — переходить в фитотоксичное действие. Последнее выражено у разных штаммов в различной степени. Все выделенные штаммы исследовались в лабораторных, вегетационных и в полевых опытах.

Используемые нами культуры микроорганизмов прошли в ВНИИСХМ предварительный отбор на эффективность при инокуляции семян сельскохозяйственных культур при создании биопрепаратов (Кожемяков, Тихонович, 1998). Все указанные хемотрофные бактерии являются типичными представителями ризосферы большинства растений.

Систематически осуществляли контроль за чистотой культуры и её состоянием путём микроскопирования. Для разработки технологии приготовления биопрепаратов, рост бактерий изучали на полужидкой (0,5% агара) среде.

Для идентификации использовали «Определитель бактерий Берджи» (1997). Численность и чистоту микроорганизмов определяли путем подсчета КОЕ на селективных средах. В производственных опытах использовали для этих целей стандарт мутности.

Для изучения влияния препаратов на растения ставили лабораторные, вегетационные опыты по стандартной методике и полевые опыты (Журбицкий, 1968; Посыпанов, 1991).

В полевых экспериментах клубеньки на корнях бобовых растений подсчитывали визуально, деля их на активные и не активные по методике (Посыпанов, 1991).

Объекты для микроскопирования сохраняли в 4% растворе формалина или просматривали в свежем виде при увеличении в 600 и 1 350 раз.

При изучении влияния ризобиальной инокуляции на растения учитывали следующие параметры: степень развития корневой системы (длина, объем); нарастание биомассы (по воздушно-сухому веществу); площадь листьев (методом высечек).

Формы разработанных препаратов на основе бактерий р. Rhizobium проверяли в вегетационных опытах на клевере луговом (Trifolium pratense L.) и лядвенце рогатом (Lotus corniculatus L.) в НИИСХ Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого в лаборатории многолетних трав (Трефилова, 2008).

В практике желательно использовать лишь те микроорганизмы, которые легко размножаются и могут быть внесены в почву в количествах, достаточных для получения положительного эффекта. При этом затраты на их применение должны быть намного меньше, чем возможные потери урожая при их отсутствии (Brown, Berlinger, 1983).

Сравнительное изучение таких субстратов для инокуляции как различные по составу жидкие и агаризованные среды, а так же торф, почва, мох и опилки позволили выбрать оптимальный наполнитель для биопрепарата. В результате нами разработана оригинальная технология производства препарата на основе бактерий р. Rhizobium, которая находится в стадии патентования.

Литература

  1. Журбицкий З.И. Теория и практика вегетационного метода. М.: Изд-во «Наука», 1968. 264 с.
  2. Ковина А.Л., Трефилова Л.В. Исследование условий субстратов и сред для культивирования искусственных ассоциаций микроорганизмов // Эффективность применения средств химизации и продуктивность сельскохозяйственных культур. 26-28.03.96. Москва.: Тез. докл. XXXI конф. 1996. С. 16.
  3. Ковина А.Л. Микробные агроконсорциумы на основе цианобактерий. Автореф. дис канд. биол. наук. М., 2001. 23 с.
  4. Кожемяков А.П., Тихонович И.А. Использование инокулятов бобовых и биопрепаратов комплексного действия в сельском хозяйстве: Докл. РАСХН, 1998. № 6. С. 7-10.
  5. Определитель бактерий Берджи. В 2-х т. Т.1: Пер. с англ. Под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уильямса. М.: Мир, 1997. 432 с.
  6. Патыка В.Ф. Микробные биотехнологии в современном растениеводстве // Биотехнология — состояние и перспективы развития: Матер междунар. конгр. М., 2002. С. 345.
  7. Посыпанов Г.С. Методы изучения биологической фиксации азота воздуха: Справочное пособие. М.: Агропромиздат, 1991. 300 с.
  8. Трефилова Л.В. Использование цианобактерий в агробиотехнологии // Диссертация на соискание уч.степени канд. биол. наук, Саратов, 2009. 162 с.
  9. Хотянович А.В. Методы культивирования азотфиксирующих бактерий, способы получения и применения препаратов на их основе: Методические рекомендации. Л.: ВНИИСХМ, 1991. 60 с.
  10. Штина Э.А., Юнг Л.А., Перминова Г.Н., Третьякова А.Н., Крылова Л.Н., Панкратова Е.М., Пересторонина Л.М., Балезина Л.С. Пути и методы использования водорослей для повышения плодородия неорошаемых почв // Методы изучения и практического использования почвенных водорослей.: Тр. КСХИ. Киров, 1972. С. 208-221.
  11. Brown M.E., Berlinger J.E. The potential of antagonists for fungal control // Agr. Ecosyst. Environ, 1983. V. 10. № 2. Р. 127-141.