Способ повышения урожайности зеленой массы люцерны

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.

 

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, %	NO3, %	Р2O5 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%.

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.