алещенкова, микробные удобрения,2016 [восстановлен]

Микробные удобрения и перспективы их использования в

БеларусиЗав. лабораторией взаимоотношений

микроорганизмов почвы и высших растенийИнститута микробиологии НАН Беларуси

доктор билогических наук Алещенкова Зинаида Михайловна

В сохранении плодородия почв, используемых в земледелии, высока роль бобовых растений. До наступления новой эры ( III – I века до н. э.) об этом писали греческий философ Теофраст и римляне Катон и Варрон.

Жан Батист Буссенго

Буссенго (Boussingault, 1838) на опытных полях в Эльзасе установил ведущую роль азота в питании растений.Им было установлено, что люцерна и клевер обогащают почву азотом, они повышают урожайность следующих за ними озимых культур без внесения навоза. Ему не было известно о существовании клубеньковых бактерий, но его заслуга состоит в установлении роли бобовых растений в обогащении почвы азотом!

Теофраст Марк Порций Катон

Марк Теренций Варрон

В 1888 году Бейеринк (Beijerinck) выделил из клубеньков бобовых растений (гороха, вики, чины, фасоли, сераделлы, лядвенца и др.) бактерии. Он дал им наименование Bacillus radicola. Это были аэробные, мелкие бактерии, меняющие свою форму в процессе развития и под влиянием условий среды.Год спустя они были переименованы Пражмовским (Prazmowski, 1889) в Bacterium radicola, а в это же время Франк (Frank, 1889) предложил изменить родовое название клубеньковых бактерий на Rhizobium. Ма́ртин Ви́ллем

Бе́йеринк

Бейеринг, изучая выделенные бактерии, высказал мнение, что они представляют собой один вид, который можно разделить на две группы.В каждой из этих групп он выделял разновидности, связанные с определенными видами растений. Более поздние работы многих других исследователей позволили установить избирательную способность клубеньковых бактерий в отношении растения-хозяина, получившую название специфичности.

Адам Пражмовский

Вирулентность – способность клубеньковых бактерий проникать в ткань корня, размножаться и вызывать образование клубеньков.

Активность (эффективность) – способность в симбиозе с бобовыми растениями ассимилировать молекулярный азот.

Клубеньки накорнях бобового растения

10-20 т/га пахотного слоя нерастворимые в воде

минеральные и органические соединения

трансформация

Ферментативное разложение органических

соединений фосфора

Потребление доступного фосфора

и закрепление его в микробной массе

Растворение фосфатов Ca, Fe, Al

Фосфат трансформирующие бактерии

Арбускулярные микоризные грибы

Производство микробного удобрения НИТРАГИН для бобовых культур

11 млн.га/порций (1959г.) 20 млн.га/порций (2008г.)

10 тыс.га/порций (Ежегодно)

20 тыс.га/порций (1949г.)


200 тыс.га/порций (1929г.) 2,5-3 млн. га/порций (1960-1970гг.)

300 тыс.га/порций (1956-1957гг.) 40 тыс.га/порций (1960-1970гг.)

110 тыс. га/порций (1961г.)




Микробныеудобрения

азотфиксирующие

фосфатсолюбилизирующие

Симбиотическ ие бактерии

Ассоциативныеризобактерии

Свободноживущ ие диазотрофы

Цианобактерии

-Фосфатсолюбилизирую

щие бактерии

Арбускулярн ые

микоризныегрибы

Азотфиксиру

ющие

78,7%

Фосфатсолюбилизирующи

е14,6

%

и другие

6,7%

Мировой рынок биоудобрений, 2012 г.

2014 – 1, 4204 млрд. $

2019 – 1,6497 млрд. $

Производство микробных удобрений (га/порций)

Страны производители и объемы :

США : 20 млн., Канада : 2-2,5 млн.

Австрия : 6-8 млн., Бразилия 4-6 млн.

Индия : 2-4 млн., Аргентина : 2-3 млн.

Уругвай :1-2 млн., Россия 0,3 млн.

, Выделение микроорганизмов из почвы ризосферы или ризопланы, - -растений физиолого биохимическя и молекулярно

генетическая характеристика штаммов ризобактерий и арбускулярных микоризных грибов

Этапы создания микробных:удобрений

Отбор наиболее эффективных штаммов микроорганизмов

ростостимуляция(синтез ИУК) азотфиксация фосфатмобилизация

антимикробноедействие

Оценка эффективности в вегетационных и

мелкоделяночных опытах

Оптимизация условий и сред

культивирования

Оценка эффективности микробных удобрений

Обработка семян и

вегетирующихрастений

Разработка технологии производства иприменения

микробных удобрений

Освоение и внедрение производства микробныхудобрений

на Биотехнологическом центре Институтамикробиологии

НАН Беларуси

Создание различных

препаративныхформ

Микробные удобрения

На основе консорциума микроорганизмов

На основе монокультурмикроорганизмов

Сыпучие

Жидкие

Гелеобразные

гранулированные

Препаративные формы

микробных удобрений

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИГНУ «ИНСТИТУТ МИКРОБИОЛОГИИ»

Препарат предназначен для пред-посевной обработки семян бобовых растений с целью интенсификации

процесса симбиотического связывания атмосферного азота бобовыми культу-

рами, повышения их урожайности, ка-чества продукции, а также положитель-ного воздействия на последующую куль-

туру севооборота и окружающую среду.

Основа препарата – активные и специфические для каждого вида бобовых растений штаммы клубеньковых бактерий и их метаболиты.Титр: для бытрорастущих КБ - 5,0-10,0 млрд. КОЕ/млдля медленнорастущих КБ – 3,0-5,0 млрд. КОЕ/млФорма препарата - жидкаяРасход препарата – 200 мл/гаПрименение – однократнаяпредпосевная обработка семянСрок годности препарата –2 месяца при t0от 00С до +150С

Препарат повышает урожайность бобовых культур на 10-15%, увеличивает качество продукции по содержанию протеина. Допол-нительный сбор протеина для гороха 50-220, люпина-240-300 , клевера-90-500 кг/га.

(ТУ РБ 03535144.005-1998)

ТУ РБ 03535144.004-1997

регулятор роста растений (жидкость), предназначенный для предпосевной обработки семян зерновых культур (200 мл/га)

с целью повышения их урожайности, качества продукции и интенсификации процесса биологической азотфиксации

Азотфиксирующий микроорганизм Klebsiella planticola 5

азотфиксация

ростстимуляцияантимикробное действие

высокая колонизирующаяспособность

Активное усвоение азота атмосферы и использование его растениями позволяет снизить дозы вносимых под зерновые культуры

минеральных азотных удобрений на 15-30 кг/га.

Прибавки урожая составляют в среднем:яровой ячмень 5-6 ц/га, озимая рожь – 6 ц/га,

яровая и озимая пшеница – 3,5-4,5 ц/га.

СТОИМОСТЬ 1 ГА/ПОРЦИИ

1 $

РИЗОБАКТЕРИН

ТУ BY 100289066. 022-2002

регулятор роста растений (жидкость), предназначенный для микробиологической фосфатмобилизации и повышения урожайности ржи озимой, ячменя ярового, овса, гороха,

кукурузы и овощных культур (200 мл/га)

ростстимуляцияфосфатмобилизация

Увеличивает урожай растений в среднем на 20% (в т.ч. прибавка урожая корнеплодов-100-250, сахарной свеклы-90-95, овощных культур-60-70, зернобобовых-2,5-3,5 ц/га.

Позволяет компенсировать на 15-30% применение минеральных фосфорных удобрений.

Повышает подвижность труднорастворимых фосфатов почвы и удобрений на 10-20%.

Стоимость 1 га/порции

1$

Фосфатмобилизующий микроорганизмAgrobacterium radiobacter 2258 СМФ

ФИТОСТИМОФОСИнститут микробиологии НАН Беларуси

0

10

20

30

40

50

60

Варианты опыта: 1-галега восточная,

2-клевер луговой, 3-люцерна посевная

Коли

чест

во к

лубе

нько

в ш

т./р

аст.

контроль

моноинокулянтRhizobiumБинарныйинокулянт

Микробный препарат Ризофос «Марка Галега»

/ , :КОЕ мл не менееRhizobium galegae№1- 3,5·109

Васillus subtilis 7- 3,2·109

«Марка Клевер»

/ , :КОЕ мл не менееRhizobium trifolii №9 -1,7·1010-Васillus subtilis 7- 1,3·1010

«Марка Люцерна»/ , :КОЕ мл не менее

Sinorhizobium meliloti S3 - 9,2·108

Васillus subtilis 7 - 3,3·108

Энергосберегающая технология совместного культивирования азотфиксирующих и фосфатмобилизирующих бактерий

Динамика роста Rhizobium galegae БИМ В-436Д и Bacillus sp.7 при совместном культивировании

( соотношении инокулюмов 1:1)

0

2

4

6

8

10

12

0 2 4 6 8 12 18 24 27 36 48

Время культивирования, час

Lg ч

исла

кле

ток

Rhizobiumgalegae БИМВ-436Д"

Bacillus sp.7

Динамика роста Rhizobium trifolii RT9 и Bacillus sp.7при совместном культивировании

(соотношение 2:1)

0

2

4

6

8

10

12

14

1 Период культивирования,час

Lg ч

исла

кле

ток Rhizobiu

m trifoliiRT9

Bacillussp.7

Динамика роста Sinorhizobium meliloti S3 и Bacillus sp.7 при совместном культивировании

(соотношение 1:2)

7,00

7,50

8,00

8,50

9,00

9,50

10,00

0 4 6 8 12 24 36 48 72 96

Период культивирования,час

Lg ч

исла

кле

ток

Sinorhizobium mililotiS3

Bacillussp.7

R. galegae 1

19,85

77,03

0,53 2,24

ксилозафруктоза галактозаглюкоза

Углеводный состав экзополисахаридов (%) Влияние инокуляции ризобиями галеги на содержание

легкорастворимого белка в листьях

Нодулирующая способность ризобий в условиях светокультуры

ИНОКУЛЯЦИЯ СЕМЯН БОБОВЫХТРАВ

« »Марка Галега «Марка Люцерна» « »Марка Клевер

Культура Прибавка, ц/га к.ед.

Чистый доход

тыс.руб./га

клевер луговой 15,5 194

люцерна 14,3 177

галега восточная 36,9 482

Эффективность применения микробного препаратаРизофос

Культура Контроль Ризофос

клевер луговой 125 151

люцерна 92 119

галега восточная 227 294

Экономическая эффективность применения микробного препарата Ризофос под

многолетние бобовые травы

Урожайность состав семян, кг/га

Норма внесения: 200мл на 1 гектарную норму семян

Содержание жизнеспособных клетокB. japonicum - 1,44∙1010 / . КОЕ мл

на основе Bradyrhizobium japonicum

Сыпучую препаративную форму биоудобрения получают путем иммобилизации на торфяном

субстрате–носителе клеток эффективного штамма клубеньковых бактерий

Bradyrhizobium japonicum

Преимущества применения биоудобрения СояРиз :

•Гарантированный рост урожайности семян сои до 35%, зеленой массы – до 30%•увеличение урожайности семян сои на фоне Р50К120 на 7,8 ц/га•Срок хранения 6 месяцев

Высота растений Вес фитомассы (сырой) Нодулирующая

способность

42.3

22.7

0

45.4

28.8

52Контроль B. japonicum

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10

10,5

11

0 2 4 6 8 12 24 36 48 72 96 120 144 168

Период культивирования,час

Lg ч

исла

кле

ток

10%

20%

Динамика роста Br. japonicum 84KL на маннитно - люпиновой среде при разном объеме вносимого посевного материала

Влияние СояРиз на биометрические показатели растений сои

ТУ BY 100289066. 065-2010

Основа препарата:

(200 Жидкий и торфяной микробный препарат для предпосевной обработки семян 200 / ) мл или г га порцию семян и вегетирующих растений пивоваренного ячменя

(2000 / ), , , мл га деревьев лиственных пород цветочных декоративных хвойных и- древесно кустарниковых растенийТУ BY 100289066. 046-2009

Азотфиксирующая бактерияEnterobacter sp. БИМ В-402Д

Фосфатмобилизующая бактерия Enterobacter sp. БИМ В-409Д

Институтмикробиологии НАН Беларуси

« РУП НПЦ НАН Беларуси по

» земледелию

5-10%. Повышает урожайность пивоваренного ячменя на 20% . Применение препарата эквивалентно дополнительному внесению минерального азота на гектар

10,5% 5060-86.Содержание белка в зерне не превышает и соответствует ГОСТу

25,5%.Повышает приживаемость саженцев деревьев лиственных пород на Внесение Гордебака увеличивает высоту сеянцев растений пузыреплодника

147,1%. в сравнении с контролем на 133,3%.Прирост саженцев сосны обыкновенной от применения препарата

Внесение Гордебака повышает продуктивность цветения бархатцев 10 , – 11 . по сравнению с контролем в раз трехкратное в раз

;Гордебак стимулирует рост и развитие растений ;обеспечивает растения азотом и фосфором

защищает растения от болезней.

Фосфатмобилизующий микроорганизм

Pseudomonas sp.В-411Д

ТУ BY 100289066. 037-2007

жидкое комплексное микробное удобрение, предназначенное для микробиологической азотфиксации, фосфатмобилизации, повышения урожайности и качества продукции льна-долгунца (200 мл/га)

Азотфиксирующий микроорганизм Enterobacter sp.

В-410Д

азотфиксация

ростстимуляция

антимикробное действие

ростстимуляция

фосфатмобилизация

антимикробное действие


Применение - однократная предпосевная обработка семян льна-долгунца

Препарат увеличивает урожайность льносоломы на 10%, семян – на 9,4%.

Инкрустирование семян препаратом Биолинум способствует снижению азотных удобрений на 10 кг/га и фосфорных – на 20 кг/га.


1 $

1 га

/пор

ция

БИОЛИНУМ

Создание микробных препаратов — только первый этап использования сельскохозяйственно ценных микроорганизмов. В дальнейшем необходимо переходить к биоинженерии сложных полифункциональных систем. Началом таких работ может быть создание многокомпонентных инокулятов — аналогов природных микробиомов растений. Например, целесообразным представляется сочетание симбионтов, снабжающих растения азотом и фосфором, что обеспечит сбалансированное питание растений.

Арбускулярные ( ) микоризные грибы АМГ

рода Glomus

фосфатмобилизующая бактерия Pseudomonas sp. 10SK

азотфиксирующая бактерия

Agrobacterium sp. 17

для предпосевной обработки семян и вегетирующих растений, , -тритикале цветочных декоративных хвойных и древесно

кустарниковых растений

Агромик стимулирует рост и развитие растений;обеспечивает растения азотом , фосфором и другими питательными элементами;

защищает растения от болезней;повышает устойчивость растений к стрессам

: Эффективность действия 4,5-16,6 / (7-Повышает урожайность тритикале на ц га

24%).

Агромик увеличивает высоту растений бархатцев на166,9%, способствовует более раннему началу фазы

, бутонизации и фазы цветения повышению 15 , ; продуктивности цветения в раз стимуляции

162,9%.формирования корневой системы на

Действующее начало препарата:

Обработка корневой системы микроклональных растений микробным

препаратом МаКлоР обеспечивает увеличение :

облиственности на 53-96 % и площади листовой поверхности в 4 раза;

массы корней в 20 раз;

структур АМГ (микориза) в корневой системе растения-хозяина на 15-40%;

приживаемости микроклонов (100 % выход саженцев).

комплексный микробный препарат на основе ассоциативного диазотрофа Brevibacillus parabrevis 11 /2 - А и арбускулярно микоризных

( )грибов АМГ

МаКлоР ГНУ« Центральный

Ботанический сад »НАН Беларуси

для обработки корневой системымикроклональных растений г , , олубики клюквы брусники


: Эффективность действия Приживаемость сеянцев сосны и ели по сравнению сконтролем

2,0 1,3 , повышается в и раза соответственно прирост саженцев увеличивается на166,7%.

Внесение Бактопина увеличивало прирост растений бархатцев в сравнении с 97,3–106,2%, контролем на способствовало более раннему началу фазы

, 9 .бутонизации и фазы цветения повышению продуктивности цветения в раз

ТУ BY 100289066.108-2013

+

« »Препарат микробный Бактопин предназначен для предпосевной

, обработки семян вегетирующих , растений деревьев хвойных пород

, цветочных декоративных хвойных и- древесно кустарниковых растений

Азотфиксирующая бактерияRahnella aquatilis БИМ В-704Д

+ Фосфатмобилизующая бактерияPseudomonas putida БИМ В-702Д

арбускулярные микориз-ные грибы рода Glomus

Действующее начало препарата:

« ГНУ Институт леса

»НАН Беларуси


Внесение Бактопина увеличивает высоту сеянцев растений пузыреплодника 205,9%. в сравнении с контролем на

Бактопин стимулирует рост и развитие растений;обеспечивает растения азотом , фосфором и другими питательными элементами;

защищает растения от болезней;повышает устойчивость растений к стрессам

МИКРОБНЫЕ УДОБРЕНИЯ ИЗ ОТХОДОВ

ПТИЦЕФАБРИК ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ

ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХОТХОДОВ

Аппаратная схема производства биоудобрения ПолиФунКур Примечание - обозначения узлов и составных частей опытно – промышленной установки: 1 – емкость для помета. 2- транспортер - дозатор, 3 – вентилятор, 4 – бункер-дозатор, 5 и 8 - транспортер, 6 – люк – дозатор, 7 – виброгрохот, 9 – отгружающий транспортер, 10 – тележка-буртоукладчик, 11 – площадь хранения удобрений

Биотехнология аэробной ферментации подстилочного куриного помета в

биоудобрение

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 1 2 3 4

Время, час

Тем

пера

турв

, гра

д.

W=40% W=55% W=60%

Изменение температуры в процессе ферментации

0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60

Время, час

Влаж

ност

ь, %

W=40% W=55% W=60%

Изменение влажности в процессе аэробной ферментации

исх. при внесен

ии

1 2 3 4 5 6 74

5

6

7

8

9

10

Время хранения, месяц

Lg ч

исла

кле

ток

Выживаемость штамма Brevibacillus sp. 11-A Rif

в течение 7 месяцев хранения биоудобрения ПолиФунКур

ПолиФунКур аэробно ферментированный куриный помет с иммобилизованными клетками

ростстимулирующей бактерии Brevibacillus sp. 11-A используется для повышения продуктивности, , , - зерновых овощных цветочных декоративных хвойных и древесно кустарниковых растений

N90P70K150

ПолиФунКур 2,0 т/га

Допустимый уровень

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Содержание нитратов, мг/кг

• Внешний вид – сыпучая однородная масса темного цвета, рН – 7,41, влажность – 25 %,

• Содержит не менее, % : органического вещества – 60; общего азота – 1,5; общего фосфора (Р205) – 1,5; Калия (К20) – 1; а также микроэлементы (медь, цинк, марганец), необходимые для роста растений.

ПолиФунКур в количестве 2т/га заменяет 40 т/га навоза КРС. Обеспечивает получение прибавки урожая клубней картофеля на 33%.

Увеличение содержания крахмала и белка с гектара составило 32 и 25%̶ соответственно.• Установлено снижение содержания нитратов вдвое по сравнению с применением NPK удобрений;•

• Увеличивает урожайность зеленой массы кукурузы на 52%.• Сбор сырого белка в зеленой массе кукурузы увеличивается на 11,8 ц/га.•

• Прибавка урожая сахарной свеклы - 17%. Фактический выход сахара в корнеплодах • сахарной свеклы возрастает на 22% (22 ц/га).

Внесение микробного удобрения ПолиФунКур обеспечивает прирост растений бархатцевна 45,8%. Применение удобрения ПолиФунКур способствует более раннему началу

фазы бутонизации и цветения, повышению продуктивностицветения в 6 раз, стимулирует формирование более мощной корневой системы

на основе бактерий с антагонистической, целлюлолитической, фосфатмобилизующе

й и азотфиксирующей

активностями:

Комплексный биопрепарат

ПОЛИБАКТ для восстановления

микробоценоза почв и повышения

урожайности сельскохозяйственных

культур,

Bacillus sp. (3 штамма) Pseudomonas sp. Brevibacillus sp.

Подавляет развитие патогенной микрофлоры и обеспечивает восстановление агробиоценозов

1

2

3

456

Ускоряет разложение растительных остатков в почве

Осуществляет солюбилизацию нерастворимых соединений фосфора

Обогащает почву биологическим азотом

Увеличивает продуктивность сельскохозяйственных культур на 10-20%

Повышает плодородие почвы

Удобрения Положительное влияние

ДостоинстваНедостатки

Минеральные Повышение урожая с/х культур Известный химический составНизкая доза внесения 1-2т/гаПростая технология внесенияОтсутствие семян сорняков

Загрязнение окружаю-щей среды, грунтовых вод Повышение содержания нитратов в растениях Высокая стоимость

Микробные

Повышение урожая с/х культур Оздоровление почвы, повышение ее плодородияСтимуляция роста растений

Полезная микрофлора Низкая доза внесения 200мл или г /га порцию семянОтсутствие семян сорняковПростая технология внесения

-

Органические Повышение урожая с/х культурОздоровление почвы, повышение ее плодородияСтимуляция роста растений

Высокая доза внесения 60-80 т/гаВ 1 т содержится до 12 млн. семян сорняковОптимальное расстояние перевозки составляет 3-4 кмСложная технология внесенияПотери азота составляют до 50% за 2 месяца

Площади под экологически чистую сельско- хозяйственную продукцию в крупнейших странах мира

Аргентина3,1

Австралия11,8

Велико-британия

0,6

Уругвай0,76

Германия0,8

Испания0,8

Бразилия0,8

Италия1,1

США1,6

Китай2,3

млн.га

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ

алещенкова, микробные удобрения,2016 [восстановлен]

Education

Transcript of алещенкова, микробные удобрения,2016 [восстановлен]