Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Разработка приемов и создание микробиологических препаратов для улучшения фосфатного питания и повышения продуктивности сахарной свеклы

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Разработка приемов и создание микробиологических препаратов для улучшения фосфатного питания и повышения продуктивности сахарной свеклы"

о «

. «г»п"7 1НСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА

УКРАТНСЬКОТ АКАДЕМ1Т АГРАРНИХ НАУК

На правах рукопису

ТОКМАКОВА Любая МмкояаТвна

auj.Mii

УДК 631.442.2 631.461.73

РОЗРОБКА ПРИЙОМЮ I СТВОРЕННЯ М1КРОБЮЛОПЧНИХ ПРЕПАРАШ ДЛЯ ПОКРАЩЕННЯ ФОСФАТНОГО ЖИВЛЕННЯ I ПЩВИЩЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ЦУКРОВИХ БУРЯК/В

Специальность: 03.00.07 — мтробюлопя

АВТОРЕФЕРАТ дисертацн на эдобуття наукового ступеню кандидата альськогосподарських наук

КиТв-1997

Дисертацкю е рукопис.

Дисертацшна робота виконана в Ыститул сшьськогосподарськоТ мшробюлогм УААН та 1нститут|' землеробства УААН в 1977-1997 роках

Науковнй Kep'tBHMK : доктор сшьськогосподарських наук, член-коре-спондент УЕАН Кашвець Вттор 1ванович, зав1дувач лабораторм бюлопчного фосфору 1нституту ЫльськогослодарськоТ мЫробюлогп УААН

Офщтш опоненти: доктор бюлопчних наук, професор Головко Ераст Анатолшович, завшувач в!ддту алелопатп Центрального ботаншного саду НАНУ

кандидат бюлопчних наук, старший науковий сшвробЬник Чайковська Людмила Олексан-дршна, заступник директора ГПвденноТ фмн 1нституту сшьськогосподарськоТ мшробюлоп? УААН, завшувач сектору бюлопчного фосфору

Пров1'дна установа: Харм'вський державний аграрний университет ¡м.В. В.Докучаева

Захист дисертацй в^будеться 17 грудня 1997 року о 10 годиш на заа'данж СпещалдованоТ вченоТ ради Д 01.20.01 при 1нститул землеробства УААН

3 дисертацкю можна ознайомитись у б1блютец1 1нституту землеробства УААН

В1дгуки на автореферат у двох примфниках, aaeipeHi печаткою, просимо надсилати за адресою:

255205 КиТвська обл., Кисво-Святошинський район, смт. Чабани, 1нститут землеробства УААН на ¡м'я вченого секретаря Спецради.

Автореферат розкланий 17 листопада 1997 року

Вчений секретар CneuianÎ30BaH0Ï вченоТ ради, кандидат стьськогосподар-ських наук (J/UWŒH Л.О.Кравченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальность теми. При вирощуванн! цукрових бурямв, дуже цшноТ для наиюТ краТни сшьськогосподарськоТ кулыури, але оджеТ э найбшьш енерго- ! трудоемких, виникас необх|'дн!сть вир!шення ц!лоТ низки эавдань.

По-перше, цукровий буряк, як культура, що потребуе високоТ забезпеченосп пологою, вирощуеться переввжно в Л!состепу, в тому числ| на вилугованих 1 кислих грунтах. Але олтимальн» для неТ фунтов! умови — достатньо висока насичежсть основами (Са2+ , Мд2+, частково- К+ ) ! значения рН — 7,0-7,5.

Враховуючи економгчж та еколопчж вимоги, поа'ви цукрових буряк!в намагаються роэтаиювувати на обмежених площах. В зв'язку з цим, нер!дко доводиться використовувати авозм!ни з п!двищеною насичежстю цукровими буряками. Але останне супроводжуеться розвитком несприятливих в мжробюлопчному в!дношенн! властивостей грунт!в, в тому числ1 I Тх тдкисленням, що змушуе розробляти додатков! засоби покращення умов вирощування цукрових бурямв (И.Г.Предко и др., 1988).

По-друге, в останж роки особливу гостроту набула проблема забезпечення фосфорного живлення рослин. Фосфорн! туки стали, в зв'язку з недостатж'ми об'емами Тх виробництва I високою Тх варт!стю, малодоступними.

Проте, як альтернативний шлях певного покращення фосфорного живлення рослин е стимулювання процесу м!кробюлог!чноТ моб!л!зац!7 фосфору в грунп*. Науковими устаноаами роэробляються пщ^^оми актив!зац!Т аборигенноТ мжрофлори I ведуться пошуки вирии^ння проблем и ¡нокуляцй рослин ефективними штамами фосфор-мобМзуючих бактерж.

В!домо дешлька спроб створити фосфоробактерин (Менк!на, 1953, 1963; Мшьто, Суховицька, 1991 та ¡нш.). Але вони не отримали вчасного розвитку. Залишалися не вир!шеними питания якост! препарап'в, приживания м!кроорган!зм!в в ризосфер! рослин, технолоп'я виробництва препаралв та ¡нш. Приваблюючим в цш проблем! с дешевизна продукту ! його використання, еколопчна бездоганн!сть засобу.

Мета / завдання ДОСЛ1ДЖеиь. Метою наших досл!джень була розробка мжроб!олог!чного обгрунтування прийому вапнування вилугованих грунтш, як фактора покращення умов вирощування, 'Эокрема фосфорного живлення, цукрових бурямв, а також створення бактер!альних препарат!в для ¡нокуляцп рослин активними штамами фосформобЫзуючих бактерж.

При цьому ставились наступи! завдання:

f встановлвння причин тдкислення ~ вилугованих труня в при вирощуванн! цукрових буряк!в;

• вивчення рол! вапнування, як фактора докоршних перетворень в м!крофлор! грунт!в i покращення умов вирощування цукрових буря^в;

• в!дбф ефвктивних штам!в фосформоб!л!зуючих бактер!й i Тх вивчення;

• BHpimeHHfl питань про сум!щення бактеризацн э протруснням насшня;

• роз робка ТУ (техн!чних умов) на бактер!альн! првпарати i регламент на дослщно-промислове Тх виробництво, удосконалення технологи бактеризацм;

• польов) випробування ефективност! використання бактер!альних препаратш;

• економ!чна оцшка роз робок.

.• Наукова новизна. Виявлен! ефективш прийоми п!дсилення лроцесу м!кроб!олог!чноТ мобЫзацй фосфору при вирощуванн! цукрових бурям'в — вапнування вилугованих грунпв у с!возм!нах, насичених цукровими буряками та ¡нокуляц!я рослин новими штанами ефвктивних фосформобЫзуючих бактер!й.

Вид!лен! nepcneKTHBHi штами фосформоб!л!зуючих бактерж Bacillus polymyxa KB i Achromobacter album 1122.

Встановлений мшробюлопчний фактор тдкислення вилугованих грунтш ш'д цукровими буряками.

Створен! два Hosi види фосфоробактерину л>д цукров! буряки-альбобактерин та пол!м!ксобактерин — на основ! Bacillus polymyxa KB i Achromobacter album 1122, в!дпов!дно. Використання Тх можливе разом з обробкою нас!ння х!м!чними захисно-стимулюючими речовинами, зокрема з ТМТД та адифуром, ! може виконуватися завчасно. Розроблена !ндустр!альна технолоНя бактеризацн насшня на насшневих заводах.

Розкрит! фактори сприятливоТ дм альбобактерину та пол!м|'ксобактерину на продуктивн!сть цукрових буряю'в, закрема на покращення фосфорного живлення.

Практична шншсть. Вапнування вилугованих грунтш з! значенням pH водного розчину 5,8-6,0 дозволяс п!двищити насичет'сть с!возм!н цукровими буряками, покращити Тх фосфорне живлення, попередити розвиток грунтовтоми до ц!еТ культури. Окупн!сть затрат досягае 1:5.

Для м!кроб!олог!чноТ промисловост! рекомендован! два ефективн! штами фосформоб!л!зуючих бактерж - Bacillus polymyxa

КВ I АсЬголюЬасМг аМиив 1122, та доЫдно-промисловий регламент

на виробництво альбобактерину та пол|'м1ксобактерину.

Розроблена технолог! я використання 6акпрепврат!в, яка доэволяе

п!двмцити в рожай цу кров их буряк!в на 6-14% I зб!р цукру на

3-10 ц/га Оку пикт* затрат при цьому с клад ас 1:10.

На яахнст шжюсжться осношн/ положения:

1. Наумове уяалення про те, що одним э найважлив1ших фактор!в Ыдкнсленкя грунт! в при вирощуванн! цу кров их буряк!в с накопичення кислотоутворюючих бактерий.

2. Валмувамня аилугуваних грунт!в в 6уряков1й с!возм1н! стимулюе роэвиток фосформобМэуючоТ м!крофлори I, таким чином, покращуе фосфорие живленмя цукрових буряк!в.

3. Штами АсЬгопюЬасЗег аИмяп 1122 I ВасМив ро»утуха Кб, як! покращують фосфорие жмелеиня цу кров их буряк!в.

4. Метод протрусиня нас!ння фунп'цидом ТМТД та ¡иеектицидом адифуром ■ сум1ш1 • альбобактерином та полМксобактерином.

5. Регламент« виробннцтва препаратов.

Леюшоашя особнстого шнвСЮГ. Проведения лабораторних та польових досл!джень, аиал«э теоретичме обгруитувания одержано? наукоао? 1нформац1? виконано дисертаитом особисто або за його безпосередньою участю. В проведенн! доЫджеиь ! Тх узагальненн) доля автора — 70%.

Апообшшя робот. Матер!али дисертац!йноТ роботи допов!-далися та обгоаорюаалисъ ' на заседаниях координац1йно-мЛоф']ио< ком!с!Т УААН по с!возм1нах (Суми, 19113; Юровоград, 1987), ВсесоЫмй нарад!, присамеиЮ 100-р(ччю книги В.В.Докучасва "Русский чернозем" (Полтава,1982), ВсесоюзнШ конференц» "Шляхи Ыдвищения ефективносН факторов 1итвмсиф1кац» с!льськогосподарського виробннцтва" (В!льнюс,1986), Восьмому Всесоюзному з7зд! грунтознаац!* (Новое иб1реьк, 1989), науково-виро6нич!й парад! на В1иницькому нас!ннсвому завод!, 1991, нарад! по виробництву бактер!альних препарате, оргаи(зомн1й М1нальгосппродом (Черкаси, 1994), на науково техм(чн1й Рад! секц!Т землеробства ! охорони навколишнього середовища М!нс1лыосппроду, 1994 ,?, на нарад! "Використання момсливостей 6!олог»чно7 азотфшеацп в сучасному ресурсо-збер!гаючому земле робе т»!" (Ялта, 1997). Науков! зв1ти щоргано эаслуховувались на зас(данн) ВченоТ Ради 1нституту с!льсько-господарськоТ м1кро(молог!7 УААН, а також в М!нагропром! Уцражн. Дисертац!я заслухана на зас!данн1 Методично! ком!с!Т з пмтань землеробства I рослинництва I нети ту ту землеробства УААН.

Роэроблен! бактер^альн! препарати були екепонатами ВДНГ УкраТнн.

Луб/нкапп результат»» посмяжень. Основннй зм!ст дисер-трцн аикладено а 23 лу6л!кац|'ях, * них 12 - орипнальних, ■ тому числ! с дм патанти РоайськоТ Фадарацп (вони такомс с патентами Укражи), брошюра р«комендац1й (сшвааторство), !нформац|йний листок. Особисто автором опубликовано дв! статт!. >

Структура / обсяг ооботм. Дисартац!я викладана на 135 сторонках машинописного тексту, включас лиаратурним огляд, об'скти \ методи доонджань та б роздимв за результатами доомджень. Кр!м того, до складу дисартацн входить: вступ, висноаки, реномендацм аиробництау, список /мтератури а 260 найиенувань, а тому чисм 66 англшською I ымецьною момми, додатки. Мкгтмть 54 таблиц! I 3 малюнки.

ОБ'СКТИ / МЕТОДИ ДОСМДЖЕНЬ

• Об'ектн Л1КЛ1ЛЯППкг Об'ектами лоЫдасм» були мЫроорга-ифи грунту. головним чином бактарД, mil засаоюютъ фосфор э Са^(ТОд)2 i розчнияють цо с!ль, цукров! бурями як с!льсько-господаргька культура, на як!й внанаася вллив заход!в i засоб!в актиа|'зац{| процасу м1мробюлопчно4 мобЫмцД фосфору, груити п!д цкю культурою та 17 ризосфера.

Доел! джання проводились на протям 1977-1997 р.р. С початку вони .були присвячам виачаиню грунтоаих м!кробюлоНчних факторна, atd л!М1тують в рожай меть цукроаих буряк!в, розробц! ааход!в покрмцвиия м!кробюлолчних умоа при вирощуванм цкТ культури на вмлугоааних грунтах, зокрема мобЫзац!? фосфору. На другому атап! робота була присаячана в!дбору афактианих штам1в фосформобМзуючих бактер1й i створенню на 1х основ! ноаих аид!а 6актер1альних добрив.

Достдження проводились на лучно-чорноэамному вилугоааному легкосуглинкоаому грунт) Ыд Чарн!говом (поблиэу с. Тоастолк) на досл!дному пол! лабораторм грунтоам м!кроб!ологП напюго 1нституту.

Голоаи! характеристики грунту: гумус 2,8-3,4%, загальний азот - до 0.31%, рухомий pps - 11-16 мг/ЮОг , обм!нний кал!й - 13-16 мг/100 г грунту, рН^ 5,9-6,4.

В досл1дах а бактеризоааним наанням «носили добриаа з роэрахуику NioKix- Цукроа! буряки аирощувалися а с!возм!н!, при вир<швнн! питань э вапнуаанням — а с!вовм!нах а р!зною насичанктю Тх ц!сю культурою. Вапно вносилось а дозах 0,25-0,75 н за пдро/нтичною кислотмстю, практику валося повторна його внесения.

Валика частииа досл!джань проведена тамомс на дододному пол! НоовськоТ селекц!йно? станцм, зокрема в стацюиар! 1нституту цукро-вих буряк!в, який в!в доктор с!льсыюгосподарських наук Якименко В.М. Грунт - чернозем вилугований, лагкосуглинковий, гумус — 2,9-3,2%,

Рз05 - 14-19 мг/100 г грунту, KjO - 9-11 мг/100 г, рН^. - 5,8-6,1. Цукров!* буряки вирощувалися в с!возм!нах з 20-в1дсотковим насиченням щею культурою.

Певна частина досл1джень виконувалася на Драбшськж досл!дн!й станци, зокрема з 40-процентним насиченням с!возмжи цукровими буряками (грунт — чорнозем глибокий малогумусний).

Польов! дослан проводились також на чорнозем! глибокому багатогумусному шд Харковом, чорнозем! оп!дзоленому бтя Уман!, с!рих л!сових грунтах на В!нниччин!, п!д Киевом. ФосформобМзуюч! бактерм вид!лялися в самих р!зноман!тних грунтово-еколог!чних умоаах—в!д Карпат до Сум ! Хомутовського степу на сход!, а також з грунт!в за межами УкраТни.

Разом !з старшим науковим ствробгтником 1нституту цукрових буряк!в Пшеничук Р.Ф. закладували др!бнод!лянков! дослан для вивчення проростюв цукрових буряк!в. При вирощуванн! цукрових бурямв на врожай використовувались дшянки площею 25-100 м2 i мехажзован! роботи. Виробнича перев!рка ефективносл заходт проводилась в господарствах на площ! 10-150 га в кожному з них. v-

!нокуляц|'я рослин проводилась шляхом передпосшноТ бактернзацм нас1ння, а також заздалепдь до nociey — на насжневих заводах, одночасно з обробкою насшня захисно-стимулюючими речовинами, зокрема на В!нницькому (директор Мелимука Ю.М.).

Ст!йк!сть бактерж до отрутох!м!кат!в вивчалась в лабораторних екслериментах, а також шляхом обж'ку на бактеризованому нао'нн!. Для спостережень за приживлениям кл!тин 6актвр1й в ризосфер! використовувалися маркован! штами ( адаптоваж до стрептом!цину).

ArpoxiMÎ4H! та м!кробюлог!чн! досл!дження проводились загально-прийнятими методами.

РЕЗУЛЬТА ТИ ДОСЛ/ДЖЕНЬ

1.ВАПНУВАННЯ ВИЛУГОВАНИХ ГРУНТ1В - ЩОНАЙВАЖЛИВ/ШИЙ

ФАКТОР АКТИВ13АЦ1Т В НИХ М/КРОФЛОРИ I ПОЛ1ПШЕННЯ

ФОСФОРНОГО ЖИВЛЕННЯ ЦУКРОВИХ БУРЯК1В

Нео6х|"дн|'сть внесения вапна при вирощуванн!' цукрових буряшв на кислих Л|'сових грунтах обгрунтувала О.О.Бровюна (1972, 1976). Суть процеав, яю проп'кають в грунтах при Тх вапнуванн!, та економтна ефективн!сть агрозаходу висв!тлюеться також 0.1.Гуменюком (1968), О.О.Пл!шко з сшвавторами (1981), Г.А.Мазуром з сп1вавторами (1984) та ж.

Давно в!домо, що у вапнованих грунтах зб!льшуеться bmïct рухомих форм сполук фосфору, шдвищуеться ефективн!сть дм тук!в, зокрема фосфорних, але м!кробюлоп'чна сторона цього процесу не розглядалася.

При BHpiiueHHi питань про вапнування грунт враховусться, э одного 6oi<y, те, що оптимальною для цукрових бурямв е реакц!я грунту, близька до нейтральноТ, з ¡ншого — що мобшЬацш фосфору з ортофосфату кальщю оптимально прот!кас при рН ^^ 5,8-6,0. ^ажливе значения мае з'ясування фактора формування кислотноси в грунтах, серед них — геох!ммний, посднаний з агротехн!кою, вимивання основ, в|'дчуження Са2+ , Мд2+, К+ з урожаем, а також вплив фЫолоп'чно кислих азотних та кал¡й них добрив.

Нами встановлено, що важливим фактором шдкислення грунт ¡в при вирощуванн! цукрових буряк!в е також активний розвиток в ризосфер! ц!еТ культури кислотоутворюючих бактер!й, зокрема Clostridium butyricum. За нашими ш'драхунками вони здатн1* продукувати до 2 т оргаш'чних кислот на 1 га. В польових досл|'дах на лучно-чорноземному легкоссуглинковому грунт! з рНед 6,0-5,9 на трет!й р!к беззмжного nociey цукрових буряк!в реакц!я середовища зм!нилась до значень 5,14,8. Урожайшсть р!зко впала, знизилась активн!сть ц!лоТ низки агроном('чно цжних м!кроорган|'зм|'в. Вапнування стнмулюе Гх розвиток. Зокрема, мльмсть фосформоб!л!зуючих 6актер1й, що виявляються на ъ середовищ! Муромцева, зростае в!д 1,2-1,3 до 2-3 раз, досягаючи юлькох м1льйон!в на 1 г грунту. Це, безумовно, позитивно впливае на вм!ст рухомого фосфору. К!льк1сть його в грунт! зб1льшуеться на к!лька м!л1грам!в з розрахунку на 100 г грунту. Таким чином, вапнування, викликаючи п!двищену активн!сть бактер!й, яю засвоюють фосфор з ортофосфату кальц!ю, розчиняючи його, покращус фосфорне живлення рослин.

Вапнування полшшуе також ф!тосан|'тарн! умови росту i розвитку цукрових буряк!в. Зростае Тх урожайн!сть.

В табл.1 наводяться дан!, отриман! у виробничому досл!д! в колгосш !м. Куйбишева Нос!вського району. Результати виробничоТ

Таблиця 1

Вплив вапна на деям агрох|'м1чн|" властивосп* чорнозему вилугованого i врожай цукрових буряюв, 1988 р. __

BMicT Р2О5 Уро- Цук-

BapiaHT Грунтов! рНсол жаи- рис-

зраэки Грунт, Корене плоди, н!сть, т!сть,

мг/ЮОг % в cyxifl Maci Ц/га %

Без Ризосф. 4,7 14,6

вапна 0-25 см 4,5 13,2 0,18 410 16,3

Вапнова- Ризосф. 5,3 16,6

но 0-25 см 5,4 15,4 0,22 490 17,4

НСР05- 28 ц/га Р- 7.2 %

перев!рки шдтверджують наш! висновки. Економ!чний ефект при цьому склав 408 грн/га. Окупн!сть эросла на 16 коп. на 1 грн витрат.

2. ШТАНИ BACILLUS POL YHYXA KB TA ACHROMOBACTER

ALBUM 1122- ОСНОВА ДЛЯ СТВОРЕННЯ БАКТЕР1АЛЬНИХ ПРЕПАРАТ1В

В минулому спроби створення ефективного фосфоробактерину грунтувались, головнин чином, на використанн! бактер!й, як! руйнують органофосфати. Але в!домо, що достатньо широко розповсюджен! в грунтах ! м!кроорган!зми, як! розчиняють ! м!неральн! фосфати. Про це св!дчать ! результати досл!джень, як! висв|'тлен! вище. Ця група мжроорганЬм^в також заслуговуе на увагу, так як найб!льш близький резерв фосфору в чорноземах представлений ортофосфатом кальц!ю, а також магм'ю.

Активн!сть б!льшост! мшрооргашзмш розчиняти фосфати — невисока. Для створення бактер!альних препарат!в HeoöxiflHi високоефективж штами. Нами обстежена в цьому в!дношенн! велика к!льк!сть р!зних грунп'в, ризосфери альськогосподарських культур. За активн!стю розчиняти Саз(Р04)2 в р!дкому середовищ! Муромцева вобрана низка штам!в. Вони нагромаджують 0,4-0,8 г водорозчинного оксиду фосфору в 1 л культуральноТ р!дини. Ефективн!сть застосовування цих штам!в випробувана у польових досл!дах Вивчався вплив бактеризацп на чисельжсть фосформоб!л!зуючих бактер!й в ризосфер! цукрових буряк!в, а також на наростання бюмаси рослин ! урожайнгсть.

В ДОСЛ1ДИ було включено 12 штам!в, а також стандартний штам Bacillus megaterium var phosphaticum. Бактеризувалось як непротруене насшня цукрових буряк!в, так i оброблене фунпцидом ТМТД, та ¡нсектицидом ад!фуром, як! до останнього часу використовувались на нааннсвих заводах. Нас!ння бактер!зувалось перед пос!вом, а також за 1-3 м!сяц! до посту. По результатах випробування в!д1бран! два штами бактер!й, як! за сумою показнимв були найб!льш перспективними для приготування на Тх основ) бактер!альних добрив.

На основ! вивчення морфолопчних i ф!з!олог!чних властивостей В1*д!браних штам!в визначено, що один з них (KB) в!дноситься до виду Bacillus polymyxa. Це факультативний анаероб, велика спороутворююча паличка, на крохмальному середовищ! накоплю« гранульозу, г!дрол!зуе желатин, фтсу€ азот, п!дкислюе середовище до pH 4.2. Штам депонований, збер!гаеться в колекци фосформоб(л!зуючих бактер!й п!д рег!страц!йним номером В-324 Д Всеросжського НД1 с!льсько-господарськоТ м!кроб!ологп.

1нший штам (1122) в!дноситься до виду Achromobacter album. Це малорухом! палички 1.5-2.0*0.6-0.7 мкм, спор не утворюють. Аероб, засвоюе глюкозу з ш'дкисленням середовища до pH 4.4, засвоюе

органшну форму азоту. Штам депонований, збер!гаеться у колекцп фосформобЫзуючих бактерж П1д репстрацжним номером В-322 Д Всеросжського НД1 с.-r. мшробюлогп.

За даними 1нституту ппени i токсикологи (УкрНД1Г1НТ0КС) штамп не патогенж i не токсикогенж для теплокровних органЬмш.

Вивчення фЫологшних властивостей показало, що обидва штами продукують молочну i оцтову кислоти (Bacillus polymyxa KB - частково також масляну кислоту), ям й зумовлюють розчинення Са^РОд)^

KpiM розчинення фосфат!в штамам властив1 i !нш! агроном|'чно ц!нн! функци. Вони продукують стимулятори росту рослин i в!там!ни (табл.2).

Застосування бактер|'альних препарат може бути ефективним лише в тому випадку, якщо мжроорганЬми приживлюються i розмножуються в ризосфер! та на KopiHHi рослин.

В зв'язку з цим нами вивчалось питания приживления бактерж в ризосфер! цукрових буряюв в умовах вегетацжних та польових др|бнод1лянкових дослав. 3 цюю метою використовувались штами марковаж по стшкосп до стрептомщину. Деяк! дан! подаються в табл.3.

Таблица 2

ФЫолоп'чно активж речовини, ям продукують

м)'кроорган!зми в культуральне середовище__

Штами Р-шдол!л-оцтова кислота, мкг/мл Пбберелова кислота, мкг/мл TiaMiH (В-|), мкг/л Ц|'аноко-баламж (В,2). мкг/л

Bacillus polymyxa KB 80.0 55.0 0.02 0.025

Achromobacter album 1122 68.3 60.0 0.01 сл!ди

Таблиця 3

Приживления бактерж в ризосфер! цукрових бурям'в (вегетацжний досл|'д з стрептом|'цинст|'йкими штамам и)_

Юльм'сть бактерж

BapiaHT в суспен- на однж

311 для наа'нин!, в ризосфер!,

бактери- млн млн/г

заци,

млн/мл (24.04.91) 26.06 12.07

Без бактеризаци 0.0 0.0 0.0 0.0

Achromobacter album 1122 340 1.3 0.7 0.6

Bacillus polymyxa KB 230 0.9 1.2 0.7

Вони св!дчать, що, нанесен! на насжня бактери приживлюються в ризосфер! цукрових бурямв, розмножуються, чисельн!сть Ух збтыиусться.

3. ТЕХНОЛОПЯ ВИРОВНИЦТВА IЗАСТОСУВАННЯ

БАКТЕРШЛЬНИХ ПРЕПАРАТ/В

Головними вимогами до бактер!альних препарал'в - добрив, опр!ч позитивноТ дм на врожай, е невисока варлсть цих засобш ! нескладна технолопя Тх эастосування. Доброяюсн! препарати мають високий титр бактерж, достатн!й терм!н зберкання в них життсздатних кл!тин.

Розробка товарних форм препарат!в на основ! в!д!браних штам!в зджсжовались на баз! центрально? заводськоТ лабораторПТ ВО "Укрбюхжпреларати" (зав. лаборатор!ею канд. х!м. наук Н.Л. Красно-брижий).

Для вирощування бактер!альноТ маем використаж': основа сольового складу лабораторних поживних середовищ, меласа - джерело легкозасвоюваних вуглеводш i кукурудзяний екстракт - джерело оргаж'чного азоту, м!кроелемент!в, стимулятор!в росту.

Для активного розвитку м!кроорган!зм!в, забезпечення високого титру бактерж оптим!зували реакц!ю сере^довища i режим аерацм. Визначили перюд ферментаци м!кроорган!зм!в. Р1дкий препарат вважався готовим за 48 годин. В!н м!стив не менше 5 млрд кл!тин (для Вас. polymyxa KB - спор) в 1 мл.

Схема технолопчного процесу охоплюе виготовлення маточних культур ! пос!вного матер1алу на к.^ругових коливалках, виробництво р!дкого препарату а ферментер! на 140 л, виготовлення сухого препарату шляхом эастосування випарувальноТ установки, фасування препарат! в.

В ц!лому розроблен! ! належним чином затверджеж техжчж умови на р|'дк! ! cyxi препарати - альбобактерин i пол|'м!ксобактерин, дослщно-промислов! регламенти Тх виробництва.

Враховуючи в!дом! труднощ!, з якими стикаемось при застосуванн! передпос!вноТ бактеризацм нас!ння цукрових буряшв, нами проводились необх|'дж досл!дження з метою сум!щення операц|'й по протруенню i бактеризацп насжня. Нади на yenix шдтримувались тим, що, як було нами встановлено, наання, оброблене на заводах захисно-стимулюючими речовинами, несе на соб! велику мльмсть життсздатних митин р!зноман!тних бактерж. Зв!дси робився висновок про можлив!сть в!дбору штам!в, на життездатн!сть яких мало б впливали фунпциди i ¡нсектициди (певного виду).

В лабораторних експериментах встановлено, що Achr. album 1122 i Вас. polymyxa KB збер!гають життездатжеть в робочж cyMi'mi, якою протруюеться насжня, на протяз! 60 д!б (в присутност! ТМТД i ад!фуру). б!льш того, останнж на перших етапах навить розмножусться. Пом|'тно

негативно на ц! м!кроорган!зми впливае новий фунп ¡цид сульфокарбатюн.

Ще в б!льш жорстк! умови попадають бактери теля Тх нанесеНня на насжня. В цьому випадку кл1тини мають збер!гати життездатн!сть не лише в умовах тиску х!м1кат!в, а й значного висушування. В таблиц! 4 показана динамжа чисельност! юнтин бактер!й на сухому протрусному нас!нж.

Таблиця 4

Динам!ка чисельност! фосформоб!л!зуючих бактер!й на протруеному нас!нн! цукрових буряюв (Бактеризовано 18.03.91 р., ТМТД, ад1фур)_

Штам К!льк!сть бактер!й, млн/нао'нину

Бшоцермвська 45 Улад!вська 35

23.03 04.04 06.06 20.03 04.04 06.06

Вас. ро1утуха КВ 1.2 0.8 0.4 1.3 0.8 0.3

АсИг. а!Ьит 1122 2.3 1.2 0.2 1.4 0.7 0.2

1з таблиц! видно, що через 2.5 м!сяц! п!сля заводськоТ бактеризацп на насжн! залишилось по 200-400 тисяч життездатних юнтин ! спор, що достатньо для ¡нокуляцм рослин.

Таким чином маемо мжрооргажзми, як! ст!йк! до деяких отрутох!м!кат!в, збер!гають життездатн!сть на сухому протруеному насжн! впродовж по над 2 м!сяц!. Грунту ючись на цьому нами запропонована ! в!дпрацьована !ндустр!альна (заводська) технолопя бактеризацп нас!ння.

При цьому рщю препарати вносять в робочу сум!ш !з захисно-стимулюючих речовин, я кою оброблюсться нас1ння на нас!нневих заводах (адифур, ТМТД), в господарства надходить бактеризоване нас1ння. Така операц!я эджснюеться на протяз! 3-х м!сяц!в до пос!ву, тобто починаючи з лютого.

В эв'язку з введениям в процес обробки нас!ння цукрового буряка додатковоТ операци по бактеризацп насжня, розроблений ! затверджений "Додаюк до ¡нструкцп по обробц! нас!ння цукрових буряюв на наанневих заводах, його збер!ганню, транспортуванню ! використанню."

4. РЕЗУЛЬТАТИ ПОЛЬОВОГО ВИПРОБУВАННЯ ЕФЕКТИВНОСТ1

ЗАСТОСУВАННЯ ПОЛ1Н1КСОБАКТЕРИНУIАЛЬБОБАКТЕРИНУ

Для оцжки дм розроблених нами бактер!альних препарат на продуктивность цукрового буряка, вивчали схож'/сть бакгеризованого нас!ння, захисну роль препарат, захворюван!сть коренеТдом, ¡нтенсивн1сть наростання бюмаси а перш! фази росту ! роз витку рослин, умови фосфорного живлення рослин, визначали врожайн!сть та вм|'ст цукру в коренеплодах.

Як св!дчать отримаж даж (деяю з них подаються в табл.5) ¡стотний вплив бактеризацм проявляеться еже в перни фаэи роэвитку рослин. Так, схожкть насжня шдвищуеться до 8%, захворюванкть коренеТдом зменшуеться в 1.5-2.0 рази, зменшуеться пригжчуючий вплив на проростки отрутох!м!кат1в, бюмаса проростюв у фаз> 1-2 пар листов зростае на 9-15% ! бтьше.

Таблиця 5

Ефективжсть бактеризацм нас1ння цукрових бурякш (1994 р.)

Вар|'ант Схожкть КоренеТд Вага 100 рослин

% шдви-щення схожо-ст!, % поши-рення хворо-би, % розви-ток хворо-би, % г приркт бюмаси, %

Контроль -ТМТД, ад1фур 67 48.6 16.8 11.7

Альбобактерин 75 8 41.8 13.7 12.8 9.4

Г1ол!м|'ксобактерин 75 8 27.7 13.0 13.3 13.6

Судячи по впливу на врожай, найбшьш ефективною е передпоавна бактеризац|'я непротруеного насшня. Приркт в рожаю складае 15-21%. Зауважимо, що ва лольов!* досш'ди проведен!' на високому агротехжчному ршн!, урожайность на контрол1 складала 450-470 ц/га.

При сум1щенж бактеризацм з протруенням ефективжсть ТТ знижусться, але залишасться ¡статною - в1д б до 14%. В табл. 6 подаються середм' даж', отримаж' на досж'дному пол! нашоТ лабораторй.

Таблиця 6

Вплив бактеризацм на врожайнкть цукрових бурякш (лучно-

чорноземний вилугуваний грунт, середж' даж' за 1993-1996 рр.)

Приркт Зб!ль-

Вариант Урожай- нкть, ц/га ц/га % Цукрис- ткть, % шення збору цукру, Ц/га

Контроль -ТМТД, ад|'фур 470 17.0

Альбобактерин 525 55 11.7 17.6 9.7

ПолМксобактерин 530 60 12.8 17.2 10.3

Вивчення умов фосфорного живлення рослин показало, що шд впливом бактеризацм ву>ст фосфору в коренеплодах зростае на 720%, спостеркаеться ~?енденц!я до збтьшення млькосл рухомого

фосфору в ризосфер! ¡нокульованих рослин. Зб!льшення врожайносл п(д впливом бактеризацм не супроводжусться поп'ршенням якосп' в рожаю. Цукрист!сть коренеплод|'в не зменшуеться.

В дисертацм наводяться дан! ¡нших наукових установ, яким направлялось бактеризоване наання. Наш! висновки шдтверджуються.

Проведена виробнича nepeeipna ефективност! застосування альбобактернну ! пол!м!ксобактерину. При цьому господарствам направлялось бактеризоване наання з насшнсвих завод!в. KoniT акт!в по восьми господарствах ! двох досл1дних станц!ях подан! в додатках до дисертацм.

В дисертацм наводяться також роэрахунки економ1чноТ ефективност! застосування даноТ бютехжчноТ розробки. Окупжсть при вирощуванн! цукрових буряюв зростас на 21 коп!йку на 1 грн витрат. Економ!чний ефект досягас 400 грн/га.

ВИСНОВКИ

1. Вирощування цукрових буряюв супроводжусться ¡нтенсивним розвитком в Тх ризосфер! кислотоутворюючих бактерж, зокрема. Clostridium butyricum, що с одним з щоиайважлив!ших фактор!в зб!льшення кислотност! вилуговаиих грунп'в. Особливо негативн! насл|'дки спостер1гаються в с!возм|'нах з шдвищеним наснченням цкю культурою, що викликас необх!дн!сть внесения валка на фунтах з рНкя.6.0-5.8 i нижче.

2. Вапнування посилюс бюлоп'чну активн!сть грунп'в, пол|'пшус ф!тосажтарм умови вирощування цукрових буряюв, стимулюс розвиток азотобактера та фосформоб!л!зуючоТ м!крофлори, зокрема л'сТ, що засвоюс фосфор !> важкодоступних фосфат!а ! розчиняс ортофосфат кальц!ю. Останнс покращус фосфорне живления цюТ культури, п!двищус ТТ врожайн!сть на 5-20%.

3. Серед бактер!й, що розчиняютъ фосфати, в!д!бран1 нов! активн! штами - Achromobacter album 1122 i Bacillus polymyxa КВ. Вони продукують також стимулятори росту та в!там!ни, достатньо ст!йк! до дп фунг!циду ТМТД ! ¡нсектициду ад!фуру, пркживаються в ризосфер!* цукрових буряюв.

4. На основ) Bacillus polymyxa KB i Achromobacter album 1122 створеж' нов! бактер!альн|' препарати альбобактерин та полЫксобактерин, ТУ (техн!чн! умови) на препарати i досл!дно-промислов! регламенти Тх виробництва. Розроблена заводська (!ндустр1альна) технолоп'я бактеризацм нас!ння цукрових буряк!в, сум!щена з протруюванням. Во на може зд!йснюватись за 3 m!c*lu до пос!ву.

5. Бактеризац|*я п!двищус схож!сть нас'шня на 5-12%, знижус пригн!чуючу д|'ю протруювач1в (стимулюючи розвиток сход!в), покращус фосфорне жиалення цукрових буряк!*, п!д«ищус врожайн!сть на 6-14%, зб!р цукру - на 3-10 ц/га. При поавах непротрусним нас!нням

препарати супово захищають рослини в|'д ураження коренеТдом, знижуючи захворюважсть в 1,5-2,0 рази.

6. Вапнуваиия вилуговаиих грунтш при вирощуванж на них цукрових буряюв i эастосовування нових бактер1альних препарата (альбо бактерину i гкшмжсобактерину) с високоефективними эасобами ш'двищення продуктивное^ ц|'еТ стьськогосподарсько? культури. В периюму випадку на одиницю витрат, эв'язаних з застосуванням заходу, одержують до 5 одиниць лрибутку, в другому — 6'тя 10.

РЕКОМЕНДЛЦ1Г ВИРОБНИЦТВУ

1. При вирощуванн!* цукрового буряка на вилугованих грунтах з рНкм.6'0-5.8 i нижче i шдвищеною насичежстю сшозмш ц|'ею культурою (бшьше 20%) рекомендуеться вносити вапно в дозах 0.50-0.75н за п'дролпичною кислотжстю. Вапнування попереджае розвиток грунтовоТ кислотности яка пов'язана з вирощуванням цукрових бурямв, оздоровлюе фпосаж'тарж умови, сприяе розвитку фосформобЫзуючих та ¡нших агроном!чно ^¡нних м1кроорган1зм1в.

2. Для т'двищення продукгивносп цукрових буряк1в рекомен-дуються Hoai бактер1альн! препарати альбобактерин та пол!м1ксо-бактерин. 1нокуляц|*«0 нас1ння цукрових бурямв сл1д проводити на насжнсвих заводах одночасно з захисно-стимулюючими речовинами.

Роботн. опубл/'коваш' по тем/" днсертащТ.

1. Канивец В.И., Токмакова Л.Н. Мобилизация фосфора микроорганизмами в черноземе выщелоченном под сахарной свеклой и влияние на этот процесс извести //Бюл.ВНИИСХМ.-Л.-1987.-№47,-С.32-35.

2. Предко И.Г., Гаврилюк М.С., Токмакова Л.Н. Свекла в севооборотах Левобережной Лесостепи Украины //Сахарная свекла.-1988.-NH.-C.28-31.

3. Токмакова Л.Н. Почвоутомление к сахарной свекле и приемы борьбы с ним //Использование достижений микробиологической науки в повышении эффективности земледелия.-Киев,1989.-С.40-45.

4. Торжевський B.I., Фтенко В.Л., Токмакова Л.М. Вплив добрив на bmi'ct нематод у чорнозем!* вилугованому шд цукровим буряком, який вирощусться в ciBosMini та монокультур!' // В1сннк аграрноТ науки.-1991.-№10.-С.25

5. Токмакова Л.Н. Штаммы Bacillus polymyxa и Achromobacler album- основа для создания бактериальных препаратов// М|'кро-бюлоп«ший журнал.-1997.-59.-Nt4.-С. 131-138.

6. Кан!вець B.I., Токмакова Л.М. Проб/теми i эдобутки в бактеризацй несшня еколоп'мно безпечного заходу полтшення м!нерцльного живлення рослин i Тх эахисту // Труды Межгосударственной научной конференции:- Киев, СОПС Украины, HAH Украины,-1997,-Часть 3,-С. 161-162.

7. Рекомендацм по ефективному эастосуванню бюпрепараш аэотфшсуючих та фосформобшЬуючих бактерж в сучас ному ресурсозбер1гаючому землеробств|' // П|'д ред. Патики В.П. —КиТв, 1997.

8. Канивец В.И., Токмакова Л.Н. Предупреждение почвоутомления к сахарной свекле // Информационный листок, Черниговский ЦНТИ, 1989.

9. Канивец В.И., Токмакова Л.М., Якименко В.М. Вынос кальция сахарной свеклой и влияние известкования на урожай этой культуры и ее качество и^черноземах выщелоченных //II съезд почвоведов и агрохимиков Украинской ССР (Харьков, октябрь 1986): Тез.докл.-Харьков, 1986.-С.40-41.

10. Каншець B.I., Токмакова Л.М., Солов'ян Т.В. Про бактериэац|ю наа'ння цукрових буряюв на промисловш основ1//М!кроб!олог1чний журнал. 1994.-56,-N?2.-C.61.

11. Пат. 2035442 Российская Федерация, МКИ 6 С 05 F 11/08. Штамм бактерий Achromobacter album для изготовления препарата, повышающего сахаристость и урожай сахарной свеклы / Канивец В.И., Токмакова Л.Н., Мелымука Ю.Н.-Опубл. 20.05.95; бюл. N»14.-12с.

12.Паг.2035507 Российская Федерация МКИ, 6 С 05 F 11/08. Штамм бактерий Bacillus potymyxa для производства стимулятора роста сахарной свеклы / Канивец В.И., Токмакова Л.Н., Мелымука Ю.Н. — Опубл. 20.05.95; Бюл. N»14. -12с.

АН0ТАЦ1Я

Токмакова J1.M. Розробка прийом!в i створення мшробюлопчних препаралв для покращення фосфатного живлення i мдвищення продуктивное^ цукрових буряюв

Рукопис дисертацй на здобуття вчвного ступеню кандидата альськогосподарських наук за спещальжстю 03.00.07 — мтробюлопя. 1нститут землеробства УААН, КиГв, 1997 р.

В дисертацй узагальнеж результати наукових досл!джень за перюд 1977-1997 р.р., виконаж в 1нститут! сшьськогосподарськоТ мшробюлогм УААН i опублжован! в 23 друкованих роботах.

Представлен! матер!али про причини збтьшення кислотност1 грунлв мд цукровими буряками, вплив вапнування на лроцес мжробюлопчноТ моб!л!зацй фосфору в ризосфер!. Приводиться характеристика нових штам|'в бактерш, що активно розчиняють Саз(Р04)2 , результати ¡нокуляцй ними насшня цукрових бурямв, обгрунтовуеться можливкть посднання бактеризацй насшня i обробки його ¡нсектицидом адифуром та фунпцидом ТМТД. Дан! характеристика нових видш фосфоробактерину — альбобактерину та полшшсобактерину, технолог!я Тх виробництва та використання. Обгрунтовуеться ефективжсть Тх використання при шдготовщ наання цукрових бурямв до nociey.

Ключовг слова: бактерй, яю розчиняють фосфати, вапнування, фосфоробактерин, технолопя його виробництва

АННОТАЦИЯ

Токмакова Л.Н. Разработка приемов и создание микробиологических препаратов для улучшения фосфатного питания и повышения продуктивности сахарной свеклы

Рукопись диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.07 — микробиология. Институт земледелия УААН, Киев, 1997 г.

В диссертации обобщены результаты научных исследований за период 1977-1997 г.г., выполненные в Институте сельскохозяйственной микробиологии УААН и опубликованные в 23 печатных работах.

Представлены материалы о причинах увеличения кислотности почв под сахарной свеклой, влиянии известкования на процесс микробиологической мобилизации фосфора в ризосфере. Приводится характеристика новых штаммов бактерий, активно растворяющих Саз(Р04)2 , результаты инокуляции ими семян сахарной свеклы, обосновывается возможность сочетания бактеризации семян и обработки их инсектицидом адифуром и фунгицидом ТМТД. Помещены характеристика новых видов фосфоробактерина — альбобактерина и полимиксобактерина , технология их производства и применения. Обосновывается эффективность их использования при подготовке семян сахарной свеклы к посеву.

Ключевые слова: бактерии, растворяющие фосфаты, известкование, фосфоробактерин, технология его производства.

ABSTRACT

Tokmakova L.M. The elaboration of methods and creation of microbiological ways of making phosphous nutrion better and hightening the productivity of sugar beet.

The manuscript of the thesis for Kandidat Degree in Agricultural Science, speciality 03.00.07 - microbiology. Institute of Agriculture UAAS, Kiev,1997.

In the thesis scientific investigations results of the period 1977 -1997, which were made in Institute of Agricultural Microbiology UAAS and published in 23 printed works are generalized.

In the thesis one can find the materials about the reasons of hightening acids of soils in which sugar beet is grown, the influence of the liming on the process of microbiological phosphorus'mobilization in rhizosphere. There is also characteristic of new bacteria strains, which actively dissolve Ca^PO^ , the results of the inoculation of the sugar beet's seeds by them, the possibility of the combination of seeds' bacterization and their cultivation by insecticide carbofuran and fungicide TMTD is proved. The characteristic of new types of phosphobacterin the albobacterin and the polymyxobacterin has place here. The efficacy of their use while preparation of sugar beet's seeds to be sow is proved.

Key words: bacteria, phosphate dilution, liming, phosphobacterin