RU2265000C1 - Method of storage of bacterial fertilizers - Google Patents

Abstract

FIELD: agriculture; namely to production and storage of bacterial fertilizers.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of agriculture, namely to production and storage of bacterial fertilizers and may be used at cultivation of leguminous grasses and other agricultural plants. The method of production and storage of bacterial fertilizers includes growing of the maternal crop, making of a working crop, after that it is necessary to conduct an inoculation of the prepared peat - a massive introduction of the liquid crop into the peat. The invention provides, that the organic carrier - transitional peat - is introduce with a water solution of sodium selenate so, that the final concentration of the sodium selenate makes 1·10^-4 g/kg of peat. The method allows to decrease significantly percentage of the loss of the bacterial cells on the carrier, to improve vitality and activity of the nitrogen fixers brought from a nutrient medium onto the organic carrier, and considerably to increase duration and a temperature range of storage of the bacterial preparation.

EFFECT: the invention ensures significantly decreased losses of the bacterial cells on the carrier, improved vitality and activity of the nitrogen fixers brought from a nutrient medium onto the organic carrier, increased duration and a temperature range of storage of the bacterial preparation.

5 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства и касается вопросов производства и хранения бактериальных удобрений и может быть использовано при возделывании бобовых трав и других сельскохозяйственных растений.The invention relates to agriculture and relates to the production and storage of bacterial fertilizers and can be used in the cultivation of legumes and other agricultural plants.

Нерешенными проблемами производства и практического применения бактериальных препаратов в полевых условиях являются относительно низкая скорость размножения клубеньковых бактерий и их невысокая жизнестойкость при хранении и использовании. Содержащиеся в основном известном носителе - торфе - вещества фенольной природы оказывают неблагоприятное воздействие на клубеньковые бактерии, в результате чего процесс азотофиксации оказывается ослабленным.The unsolved problems of the production and practical use of bacterial preparations in the field are the relatively low reproduction rate of nodule bacteria and their low viability during storage and use. Phenolic substances contained in the main known carrier, peat, have an adverse effect on nodule bacteria, as a result of which the nitrogen fixation process is weakened.

Известно применение торфонавозного компоста в качестве органического носителя, причем полученную смесь, инокулированную бактериальной составляющей, инкубируют при перемешивании в течение 3-5 суток [патент РФ №2084431 6 С 05 F 11/08, 1997. Юдкин Л.Ю., Ковалев Н.Г., Хотянович А.В., Темнова О.В. Способ получения бактериального удобрения]. Недостатками указанных способов являются соответственно узость применения и, в последнем случае, высокая трудоемкость и затраты энергии.It is known to use peat compost as an organic carrier, and the resulting mixture, inoculated with the bacterial component, is incubated with stirring for 3-5 days [RF patent No. 2084431 6 C 05 F 11/08, 1997. Yudkin L.Yu., Kovalev N. G., Khotanovich A.V., Temnova O.V. A method of obtaining a bacterial fertilizer]. The disadvantages of these methods are, accordingly, the narrowness of use and, in the latter case, the high complexity and energy costs.

Известен способ получения биоудобрений, где в качестве органического носителя используется сухой гранулированный куриный помет [патент РФ №2130005 С 05 F 11/08, 1999. Райманов И.Т., Алимова Ф.К., Ожиганова Г.У., Хабибуллин Р.Э., Крылова Н.И., Фаттахова А.Н. Способ получения биоудобрения]. Слабым местом указанного способа является высушивание и иммобилизация биомассы на сухом органическом носителе, что ставит под вопрос сроки хранения удобрения, а также, учитывая кислую реакцию носителя, требует корректирования рН, что подразумевает дополнительные манипуляции. Кроме того, указанный органический носитель сам по себе - ценное органоминеральное удобрение и не всегда является доступным для хозяйств.A known method for producing biofertilizers, where dry granulated chicken droppings is used as an organic carrier [RF patent No. 2130005 C 05 F 11/08, 1999. Raymanov IT, Alimova F.K., Oziganova G.U., Khabibullin R. E., Krylova N.I., Fattakhova A.N. A method of obtaining biofertilizer]. The weak point of this method is the drying and immobilization of biomass on a dry organic carrier, which calls into question the shelf life of the fertilizer, and also, given the acid reaction of the carrier, requires pH adjustment, which implies additional manipulation. In addition, the indicated organic carrier in itself is a valuable organomineral fertilizer and is not always available for farms.

Известен способ хранения культур микроорганизмов, предусматривающий использование водного раствора селената натрия [патент РФ №2185435 С 12 N 1/04, 2002. Ильин Д.Ю., Блинохватов А.Ф., Ильина Г.В., Иванов А.И. Способ хранения культур микроорганизмов]. Однако указанный способ предусматривает хранение культур на питательных средах, обогащенных минералами и источниками азота и углерода, а в случае хранения азотфиксирующих носителей используется переходный торф только в качестве носителя, но не питательной среды. Кроме того, объемы субстрата для хранения культур азотфиксирующих бактерий столь значительны, что не всегда возможно использование холодильника, что рекомендовано в описании указанного способа для хранения малообъемной посуды со средой, инокулированной бактериальной или грибной культурой.A known method of storing cultures of microorganisms, involving the use of an aqueous solution of sodium selenate [RF patent No. 2185435 C 12 N 1/04, 2002. Ilyin D.Yu., Blinohvatov AF, Ilyina GV, Ivanov AI A method of storing cultures of microorganisms]. However, this method involves the storage of crops on nutrient media enriched with minerals and sources of nitrogen and carbon, and in the case of storage of nitrogen-fixing media, transition peat is used only as a carrier, but not a nutrient medium. In addition, the volumes of the substrate for storing cultures of nitrogen-fixing bacteria are so significant that it is not always possible to use a refrigerator, which is recommended in the description of this method for storing small containers with medium inoculated with bacterial or fungal culture.

Наиболее близким по технологической сущности является метод культивирования азотфиксирующих бактерий, предусматривающий выращивание маточной культуры бактерий на среде следующего состава: горох (отвар) 100,0 мл; глюкоза 10,0 г; (NH₄)₂SO₄ 1,0 г; КН₂PO₄·Н₂O 0,5 г; К₂HPO₄ 0,5 г; MgSO₄·7H₂O 0,3 г; СаСО₃ 1,0 г, затем изготовление рабочей культуры на среде, содержащей (г/л): глюкоза 20,0; кукурузный экстракт 10,0; дрожжевой экстракт 0,25; КН₂PO₄·Н₂O 0,5; К₂HPO₄ 0,5; MgSO₄·7H₂O 0,3; СаСО₃ 1,0, после чего осуществление инокуляции подготовленного торфа - массированное внесение жидкой культуры в торф [Хотянович А.В. Методы культивирования азотфиксирующих бактерий, способы получения и применения препаратов на их основе (Методические рекомендации) Ленинград, 1991]. Недостатками данного метода являются риск угнетения культуры при использовании солей К, Mg, Са; при нарушениях в системе аэрации и даже при незначительном изменении реакции среды, а также узкий диапазон температур хранения культур.The closest in technological essence is the method of cultivation of nitrogen-fixing bacteria, involving the cultivation of the uterine culture of bacteria in an environment of the following composition: peas (decoction) 100.0 ml; glucose 10.0 g; (NH ₄ ) ₂ SO ₄ 1.0 g; KH ₂ PO ₄ · H ₂ O 0.5 g; K ₂ HPO ₄ 0.5 g; MgSO ₄ · 7H ₂ O 0.3 g; CaCO ₃ 1.0 g, then the manufacture of a working culture on a medium containing (g / l): glucose 20.0; corn extract 10.0; yeast extract 0.25; KH ₂ PO ₄ · H ₂ O 0.5; K ₂ HPO ₄ 0.5; MgSO ₄ · 7H ₂ O 0.3; CaCO ₃ 1,0, after which the implementation of the inoculation of prepared peat - a massive introduction of liquid culture into peat [Khotyanovich A.V. Cultivation methods of nitrogen-fixing bacteria, methods for producing and using preparations based on them (Methodical recommendations) Leningrad, 1991]. The disadvantages of this method are the risk of inhibition of culture when using salts of K, Mg, Ca; with violations in the aeration system and even with a slight change in the reaction of the environment, as well as a narrow range of storage temperatures of the crops.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение жизнеспособности и активности бактериальной составляющей удобрений на органическом носителе и увеличение сроков хранения биопрепарата при снижении материальных затрат. Это достигается тем, что в ходе культивирования азотфиксирующих бактерий способом, включающим выращивание материнской культуры, затем изготовление рабочей культуры, после чего осуществление инокуляции подготовленного торфа - массированное внесение жидкой культуры в торф, согласно изобретению в органический носитель - переходный торф - вносят водный раствор селената натрия с тем, чтобы конечная концентрация селената натрия составила 1·10^-4 г/кг торфа.The proposed method provides an increase in the viability and activity of the bacterial component of fertilizers on an organic carrier and an increase in the shelf life of the biological product while reducing material costs. This is achieved by the fact that during the cultivation of nitrogen-fixing bacteria in a way that includes growing the mother culture, then producing a working culture, after which the prepared peat is inoculated — the mass introduction of liquid culture into peat, according to the invention, an aqueous solution of sodium selenate is introduced into the organic carrier — transition peat. so that the final concentration of sodium selenate is 1 · 10 ^-4 g / kg of peat.

Содержащийся в веществе микроэлемент селен способен увеличивать активность практически всех звеньев антиоксидантной системы микроорганизмов, лимитирующей жизнедеятельность, без негативного воздействия на ферментативный аппарат. Это позволяет существенно сократить процент гибели бактериальных клеток на носителе, повысить жизнеспособность и активность азотофиксаторов, перенесенных с питательной среды на органический носитель, но и значительно увеличить сроки и диапазон температур хранения бактериального препарата.The trace element contained in the substance, selenium, is able to increase the activity of almost all parts of the antioxidant system of microorganisms, which limits vital activity, without negative impact on the enzymatic apparatus. This can significantly reduce the percentage of death of bacterial cells on the carrier, increase the viability and activity of nitrogen fixers transferred from the nutrient medium to an organic carrier, but also significantly increase the shelf life and temperature range of the bacterial preparation.

Другим признаком, выгодно отличающим предлагаемый способ от известных, является то, что использование сверхнизких доз селеновой соли не требует значительных экономических затрат, так как используемое количество вносимого вещества (селенат натрия) очень мало.Another sign that distinguishes the proposed method from the known ones is that the use of ultra-low doses of selenium salt does not require significant economic costs, since the amount of the introduced substance (sodium selenate) used is very small.

Пример.Example.

Для выращивания маточной культуры готовят жидкую питательную среду следующего состава: горох (отвар) 100,0 мл; глюкоза 10,0 г; (NH₄)₂SO₄ 1,0 г; КН₂PO₄·Н₂O 0,5 г; К₂HPO₄ 0,5 г; MgSO₄·7H₂O 0,3 г; СаСО₃ 1,0 г, которую разливают по 200 мл в колбы емкостью 750 мл и стерилизуют при обычном режиме. Затем смывы с пробирок со штаммом определенных видов бактерий помещаются в жидкую питательную среду. Колбы помещаются в качалку на двое суток до достижения в них определенного титра бактериальных клеток. Культуральная жидкость из колб затем помещается в рабочие бутыли емкостью 5 - 10 л, наполненные питательной средой, включающей глюкозу 20,0; кукурузный экстракт 10,0; дрожжевой экстракт 0,25; (NH₄)₂SO₄ 1,0; КН₂PO₄·Н₂O 0,5; К₂HPO₄ 0,5; MgSO₄·7H₂O 0,3; СаСО₃ 1,0, которые также отправляются на двое суток на качалку. Тем самым получается концентрированная суспензия бактериальных клеток, которая затем вносится в органический носитель. В качестве субстрата-носителя для готовых удобрений используется просеянный переходный торф, рН которого доводится до 7,2 единиц. Для приготовления готового препарата на 60 кг торфа берется: культуральной жидкости (рабочая культура) 8 л, мелассы 3,6 кг. Влажность препарата 55-60%. Метод приготовления препаратов - нестерильный.For growing a uterine culture, a liquid nutrient medium of the following composition is prepared: peas (decoction) 100.0 ml; glucose 10.0 g; (NH ₄ ) ₂ SO ₄ 1.0 g; KH ₂ PO ₄ · H ₂ O 0.5 g; K ₂ HPO ₄ 0.5 g; MgSO ₄ · 7H ₂ O 0.3 g; CaCO ₃ 1.0 g, which is poured into 200 ml into 750 ml flasks and sterilized as usual. Then swabs from tubes with a strain of certain types of bacteria are placed in a liquid nutrient medium. Flasks are placed in a rocking chair for two days until they reach a certain titer of bacterial cells. The culture fluid from the flasks is then placed in working bottles with a capacity of 5 - 10 l, filled with nutrient medium, including glucose 20.0; corn extract 10.0; yeast extract 0.25; (NH ₄ ) ₂ SO ₄ 1.0; KH ₂ PO ₄ · H ₂ O 0.5; K ₂ HPO ₄ 0.5; MgSO ₄ · 7H ₂ O 0.3; CaCO ₃ 1,0, which are also sent for two days on a rocking chair. Thus, a concentrated suspension of bacterial cells is obtained, which is then introduced into an organic carrier. Sifted transition peat is used as a carrier substrate for finished fertilizers, the pH of which is brought to 7.2 units. To prepare the finished product for 60 kg of peat is taken: culture fluid (working culture) 8 l, molasses 3.6 kg. Humidity of the drug is 55-60%. The method of preparation is non-sterile.

Для решения поставленной задачи в момент приготовления торфяной смеси вносится селенат натрия с тем расчетом, чтобы его конечная концентрация составила 1·10^-4 г/кг субстрата. Готовая продукция запаковывается в полиэтиленовые пакеты и мешкотару. Срок хранения готового бактериального удобрения согласно регламенту 4 месяца.To solve the problem at the time of preparation of the peat mixture, sodium selenate is added so that its final concentration is 1 · 10 ^-4 g / kg of substrate. Finished products are packed in plastic bags and bagging. The shelf life of the finished bacterial fertilizer according to the regulation is 4 months.

При внесении соединения селена в органический носитель - торф - контрольный титр препарата на 10-е сутки превысил контрольные показатели на 28,1-47,4% (табл.1), что свидетельствует о легировании защитных систем бактериальных клеток.When the selenium compound was added to the organic carrier, peat, the control titer of the drug on the 10th day exceeded the control indices by 28.1-47.4% (Table 1), which indicates the doping of the protective systems of bacterial cells.

По истечении регламентированного срока хранения бактериальных препаратов (4 месяца) в контрольных образцах отмечалось резкое снижение титра, а соответственно, и активности препарата, однако в опытных вариантах, на обогащенном селеном органическом носителе титр оставался приемлемым, даже при значительных колебаниях температур хранения (табл. 2).After the regulated shelf life of the bacterial preparations (4 months), the control samples showed a sharp decrease in the titer and, accordingly, the activity of the drug, however, in the experimental versions, on the enriched selenium organic carrier, the titer remained acceptable, even with significant fluctuations in storage temperatures (Table 2 )

Обогащение органического носителя для симбиотических азотофиксаторов солью селена стимулирует процесс образования клубеньков и продукцию биомассы растений, как это показано в экспериментах на яровой вике, горохе (табл. 3,4).The enrichment of the organic carrier for symbiotic nitrogen fixers with selenium salt stimulates the formation of nodules and the production of plant biomass, as shown in experiments on spring vetch and pea (Table 3.4).

Урожайность при инокуляции семян гороха ризоторфином (контроль) увеличилась на 0,28 т/га, ризоторфином, обогащенным соединением селена, - на 0,40 т/га (табл.5). В конечном итоге, экономическая выгода применения бактериальных удобрений, содержащих в составе органического носителя низкомолекулярное соединение селена, достоверна и составляет 1331,01 руб./га условного чистого дохода.Yields upon inoculation of pea seeds with rhizotorfin (control) increased by 0.28 t / ha, and rhizotorfin enriched with selenium increased by 0.40 t / ha (Table 5). Ultimately, the economic benefit of using bacterial fertilizers containing a low molecular weight compound of selenium in the organic carrier is reliable and amounts to 1331.01 rubles / ha of conditional net income.

На обогащенном селеном органическом носителе по истечении регламентированного срока хранения титр бактерий остается приемлемым, даже при колебаниях температур хранения, выходящих за пределы регламента. Обогащение органического носителя для симбиотических азотофиксаторов солью селена стимулирует процесс образования клубеньков и продукцию биомассы растений.On a selenium-enriched organic carrier, after a specified shelf life, the bacterium titer remains acceptable, even when storage temperature fluctuations are outside the range. The enrichment of the organic carrier for symbiotic nitrogen fixers with selenium salt stimulates the formation of nodules and the production of plant biomass.

Экономическая выгода применения бактериальных удобрений, содержащих в составе органического носителя низкомолекулярное соединение селена, достоверна и составляет 1331,01 руб./га условного чистого дохода.The economic benefit of using bacterial fertilizers containing a low molecular weight compound of selenium as an organic carrier is reliable and amounts to 1331.01 rubles / ha of conditional net income.

Таблица 1Table 1 Титр препарата на 10-е сутки после инокуляции (млрд. клеток в 1 г препарата)The titer of the drug on the 10th day after inoculation (billion cells in 1 g of the drug) ПрепаратA drug Переходный торфTransition peat Переходный торф + селенат натрияTransitional peat + sodium selenate АгрофилAgrofil 66,4566.45 88,5±3,488.5 ± 3.4 Отклонение от контроля, %Deviation from the control,% -- 28,1-38,328.1-38.3 РизоторфинRisotorfin 6,856.85 9,8±0,39.8 ± 0.3 Отклонение от контроля, %Deviation from the control,% -- 35,7-47,435.7-47.4 Таблица 2table 2 Титр препаратов (млрд. кл. в 1 г) после 4 месяцев хранения при различных температурах на обогащенном селенатом натрия (10^-4 ) носителеThe titer of preparations (billion cells in 1 g) after 4 months of storage at various temperatures on a carrier enriched with sodium selenate (10 ^-4 ) ПрепаратA drug ТемператураTemperature +2 - +5°С+2 - + 5 ° С +20 - +22°С+20 - + 22 ° С ОпытExperience КонтрольThe control ОпытExperience КонтрольThe control РизоторфинRisotorfin 3,753.75 4,164.16 -- 1,131.13 РизоагринRhizoagrin 3,483.48 3,753.75 -- 1,241.24 Таблица 3Table 3 Количество клубеньков у бобовых растений при внесении бактериальных удобрений с обогащенным селенатом натрия в концентрации 10^-4 органическим носителем, шт. на 1 растениеThe number of nodules in legumes when applying bacterial fertilizers with enriched sodium selenate at a concentration of 10 ^-4 organic carrier, pcs. on 1 plant Вид растения, фазыType of plant, phase Варианты опытаExperience Options Контроль (без обработки)Control (no processing) РизоторфинRisotorfin Ризоторфин + селенRisotorfin + Selenium Горох, фаза цветенияPeas, flowering phase 9090 130130 170170 фаза образования бобовbean phase 130130 210210 260260 Яровая вика, фаза цветенияSpring vetch, flowering phase 120120 170170 230230 фаза образования бобовbean phase 220220 300300 370370

Claims (1)

Способ хранения бактериальных удобрений, включающий выращивание материнской культуры, изготовление рабочей культуры, после чего осуществление инокуляции подготовленного торфа - массированное внесение жидкой рабочей культуры в торф, отличающийся тем, что в органический носитель - переходный торф - вносят водный раствор селената натрия с тем, чтобы конечная концентрация селената натрия составила 1·10^-4 г/кг торфа.A method of storing bacterial fertilizers, including growing a maternal culture, making a working culture, and then inoculating the prepared peat - massively introducing a liquid working culture into peat, characterized in that an aqueous solution of sodium selenate is introduced into the organic carrier - transition peat so that the final the concentration of sodium selenate was 1 · 10 ^-4 g / kg of peat.