способ борьбы с возбудителями заболеваний растений

Формула изобретения

1. Способ борьбы с возбудителями заболеваний растений, включающий обработку семян или вегетирующих растений биопрепаратов, содержащим суспензию бактериального штамма Pseudomonas species, отличающийся тем, что в качестве биопрепарата используют смесь суспензий штаммов Pseudomonas species 7Г, 7Г2К и 17-2, взятых в соотношении 25 : 20 : 25 - 40 :50 : 50 с концентрацией (2-5)10¹⁰ кл/мл, при этом обработку семян производят из расчета 10 - 50 мл суспензии на 1 т семян, а обработку растений - из расчета 20 - 50 мл/га.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для обработки семян или растений зерновых культур используют смесь суспензий штаммов Pseudomonas species 7Г, 7Г2К и 17-2, взятых в соотношении 25 : 50 : 25.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что для обработки зерновых культур используют смесь суспензии штаммов, взятых в соотношении 25 : 25 : 50.

4. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что для обработки овощных культур и картофеля используют смесь суспензии штаммов, взятых в соотношении 40 : 20 : 40.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и биотехнологии и может быть использовано для защиты растений от фитопатогенных микроорганизмов - возбудителей грибковых заболеваний растений.

Для борьбы с возбудителями грибковых инфекций применяются химические и микробиологические средства. Недостатком применения ядохимикатов является то, что они не обладают избирательным действием на окружающие объекты, не разрушаются или не успевают разрушаться и вследствии этого, сохраняясь в растениях, попадают в организм человека и животных.

Широко используемые в настоящее время химические средства защиты растений стали серьезным фактором загрязнения окружающей среды и продуктов питания.

Поэтому разработка и применение экологически безопасных биологических способов борьбы с заболеваниями растений является актуальной.

Для борьбы с болезнями растений все активнее используют биопрепараты, изготовленные на основе различных микроорганизмов, так как последние не оказывают токсического действия на окружающую среду (Проблемы создания и применения микробиологических средств защиты растений, Велигож., 16-18 мая, 1989).

Известен, например, способ защиты капусты от бактериальных болезней, включающий обработку семян, корневой системы рассады и растений в период кочанообразования суспензией штамма бактерий Pseudomonas specias ВКПМ В-3481 в концентрации 10⁶-10⁹ кл/мл, при этом перед обработкой биопрепаратом семена подвергают гидротермической обработке (Патент РФ N 1795878 кл. A 01 N 65/00, опубл. 07.02.95, Бюл. N 5).

Семена капусты обрабатывали суспензией штамма Pseudomonas sp. AP 55 из расчета 20 мл на 1 кг семян и сразу высевали в пленочную теплицу. Обработка капусты бактериальной суспензией снижает заболевание капусты сосудистым и слизистым бактериозом в 2-5 раза по сравнению с прототипом.

Недостатками известного способа являются его недостаточная эффективность в отношении широкого спектра фитопатогенных грибов и большой расход используемого биопрепарата.

Наиболее близким к способу-прототипу является способ борьбы с паршой картофеля, включающий обработку семенного картофеля препаратом, содержащим суспензию бактерий Pseudomonas sp., (Enterobacter agglomerans, Aci netobacter sp, Pseudomonas fluorescens biovar V (штамм MD-4f) с концентрацией 10⁹ кл/мл. Способ позволяет защитить растения картофеля от грибов рода Streptomyces, являющихся возбудителями парши картофеля (заявка Японии N 1-195205, кл. A 01 N 65/00, опубл. 05.08.89 г.).

Недостатком известного способа является ограниченность области его применения (только для борьбы с паршой картофеля) и неэффективность для защиты растений от широкого спектра фитопатогенных микроорганизмов, а также высокие нормы расхода биопрепарата.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности защиты растений от фитопатогенов, снижение нормы расхода биопрепарата и повышение урожайности с/х растений.

Поставленная задача достигается использованием препарата, содержащего комплекс бактериальных штаммов Pseudomonas specias 7Г, Pseudomonas specias 7Г2К и Pseudomonas specias 17-2, взятых в экспериментально подобранном, оптимальном соотношении в концентрации (2-5)10¹⁰ клеток/мл. Препарат (условное наименование Бизар) представляет собой водную суспензию клеток трех вышеназванных штаммов, желтовато-бурого цвета, со специфическим запахом.

Предлагаемый способ заключается в следующем. Семена или вегетирующие растения обрабатывают препаратом в виде бактериальной суспензии, содержащей смесь штаммов Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К и 17-2, взятых в соотношении 25:20: 25-40: 50:50 с концентрацией (2-5)10¹⁰ кл/мл, при этом инокуляцию семян перед посадкой проводят из расчета 10-50 мл суспензии на тонну семян, а обработку растений - из расчета 20-50 мл на гектар. В зависимости от цели обработки и обрабатываемой культуры растений берут соответствующее соотношение бактериальных штаммов в суспензии.

Так, для обработки зерновых культур используют комплекс штаммов Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2 в соотношении 25:50:25. Для обработка зернобобовых культур используют комплекс штаммов Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2 в соотношении 25: 25:50. Для обработки овощных культур и картофеля используют комплекс штаммов Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2 в соотношении 40:20:40. Перед обработкой семян или вегетирующих растений бактериальную суспензию разводят водой до необходимой рабочей концентрации. Используемые в биопрепарате штаммы Pseudomonas specias 7Г, 7Г2К, 17-2 задепонированы в НИИ "Коллекция культур микроорганизмов" ГНЦ ВБ "Вектор" под регистрационными номерами В-694 (7Г), В-695 (7Г2К), В-696 (17-2). Штаммы выделены из природной популяции ризосферных микроорганизмов диких злаков черноземных почв лесостепи Ордынского р-на Новосибирской области и отселектированы на устойчивость к микотоксинам и способность к интенсивному росту в условиях разработанной оптимальной технологии наращивания биомассы. Для приготовления суспензии клеток бактериальных штаммов Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2 последние высевают отдельно в жидкую питательную среду (LB-бульон). Через 12-18 ч клетки каждого из трех штаммов вносят в инкубационный LB-бульон следующего состава г/л: пептон - 10,0, дрожжевой экстракт - 5,0, натрий хлористый - 10,0, вода - до 1 л. Культивирование проводят в ферментерах объемом 1-20 л при 28-50^oC с аэрацией под давлением 0,04 кг/см² в течение 12-16 ч до достижения плотности клеточной суспензии (2-5)10¹⁰ кл/мл.

Определяющим отличием заявляемого способа от прототипа является использование биопрепарата, представляющего собой суспензию комплекса штаммов Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2, взятых в соотношении 25:20:25 - 40:50:50 с концентрацией (2-5)10¹⁰ кл/мл; при этом инокуляцию семян проводят из расчета 10-50 мл суспензии на тонну семян, а обработку вегетирующих растений - из расчетов 20-50 мл/га, что позволяет существенно снизить заболеваемость растений грибковыми болезнями, снизить норму расхода биопрепарата и повысить урожайность растений.

Входящие в комплекс штаммы Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2 обладают широким спектром антагонистической активности на фитопатогены рода Alternaria, Bipolaris, Rhizoctonia, Fusarium, Helminthosporium и др. Каждый из входящих в комплекс штаммов обладает высокой специфической активностью по отношению к определенному фитопатогену, а все вместе обладают повышенной способностью подавлять развитие фитопатогенов, чем каждый в отдельности.

При использовании биопрепарата в запредельной дозе (меньше 10 мл для обработки тонны семян и менее 20 мл для обработки вегетирующих растений) эффективность защиты растений от заболеваний падает, а использование более высоких доз препарата (более 50 мл) не приводит к повышению эффективности способа, поэтому экономически нецелесообразно.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1. Получение биопрепарата.

Для приготовления суспензии бактериальных клеток музейными штаммами Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2 засевают жидкую питательную среду (LB бульон), наращивают культуру 12 ч при 30^oC и сразу же используют полученную биомассу в качестве инокулята для ферментера (объемы от 1 л до 20 л). Ферментация проводится при 30^oC при аэрации под давлением 0,04 кг/см², при постоянном подтитровании среды до pH 7.0-7.2; через 12-16 ч титр клеточной суспензии достигает (2-5)10¹⁰ клеток/мл. Каждый штамм наращивается отдельно, а затем полученные биомассы смешивают в определенном соотношении, например, штаммы Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2 смешивают в соотношении 25:50:25 (или 1:2:1). Данный препарат используют преимущественно для обработки семян или вегетирующих растений злаковых культур.

Пример 2. Изучение антагонистической активности биопрепарата, содержащего смесь (комплекс) штаммов Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2. Смесь культур бактерий высевали сплошным "газоном" на поверхность питательного агара (МПА с 2% глицерина или среда Кинга Б) и выращивали при 28^oC в течение 2-3 суток. Затем вырезали диски агаризованной среды (агаровые блочки) с культурами нового препарата и размещали на сплошной "газон" тест культуры (фитопатогенного гриба). Для получения сплошного "газона" среду Чапека или картофельный агар засевали глубинным способом тест-культурой из расчета около 100 спор на мл. среды. Чашки со сплошным газоном тест культуры фитопатогенного гриба с нанесенными на него агаровыми блочками с клетками культур нового препарата помещали в термостат при 28-30^oC на 3-6 суток. В качестве контроля аналогичным методом агаровых блочков изучили антагонистическую активность штаммов Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К и 17-2 по отдельности. Учет проводили по зонам отсутствия роста гриба вокруг диска с клетками испытуемых штаммов. Результаты приведены в табл.1 и свидетельствуют о повышенной способности подавлять развитие фитопатогенов нового биопрепарата по сравнению с антагонистической активностью каждого из входящих в состав препарата штаммов в отдельности.

Пример 3. В производственных условиях АОЗТ "Раздольное" Коченевского района Новосибирской области изучили влияние нового биопрепарата (условное наименование Бизар) на снижение степени поражения мягкой яровой пшеницы Новосибирская 67 и Новосибирская 89 корневыми гнилями. Для этого провели предпосевную обработку семян пшеницы из расчета 50 мл суспензии клеток штаммов Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2, взятых в соотношении 1:2:1 (25:50:25) в концентрации 210¹⁰ кл/мл на тонну зерна. Учитывая, что норма расхода рабочего раствора препарата составляет 10 л/тонну зерна, препарат перед использованием разводят водой 1:200 до рабочей концентрации 110⁸ кл/мл и наносят на семена методом полусухого протравливания. Обработанные семена высевали в течение 3-50 ч, оберегая от высушивания на солнце. Контрольные семена обрабатывали водой. Сев Новосибирской 67 провели по злаковым травам на площади 200 га (контроль - сев по кукурузе), а сев Новосибирской 89 провели по зерновым на площади 370 га (контроль - сев по злаковым травам). Результаты приведены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что обработка семян пшеницы суспензией нового препарата позволяет снизить распространение заболеваемости растений корневыми гнилями в 5-4 раза и увеличить урожай пшеницы на 6-7 ц/га (40-45%).

Пример 4. В производственных условиях АОЗТ "Ирмень" Ордынского района Новосибирской области изучили влияние нового биопрепарата (Бизар) на повышение урожайности мягкой яровой пшеницы Новосибирская 89 и Кантегирская 89 за счет снижения заболеваемости растений корневыми гнилями. Для этого провели методом полусухого протравливания предпосевную обработку семян пшеницы из расчета 10 мл суспензии препарата (штаммы Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2 взяты в соотношении 25:50:25) в концентрации 510¹⁰ кл/мл на тонну зерна. Перед использованием препарат развели водой в соотношении 1:200 до рабочей концентрации 0,510⁸ кл/мл. Контрольные семена обработали водой. Сев провели на полях площадью 10 тыс. га с богатым минеральным фоном (жидкие удобрения). Результаты приведены в табл. 3.

Из табл. 3 видно, что заявляемый способ позволяет повысить урожайность пшеницы в среднем на 9-12,5 ц/га (14-15%).

Пример 5. Деляночные испытания провели на опытном поле Института химизации и земледелия СО РАСХН (площадь делянок - 25 м², повторность четырехкратная) для определения эффективности предпосевной обработки семян яровой пшеницы Лютесценс-25 препаратом Бизар. Для этого провели предпосевную обработку пшеницы методом полусухого протравливания препаратом в концентрации 510¹⁰ кл/мл, норма расхода - 50 мл/т, соотношение комплекса штаммов - 1: 2:1. Контрольные семена обрабатывали водой. Кроме этого, провели аналогичную обработку семян следующими препаратами: Витавакс 200ФФ (эталон), Ризоплан (препарат на основе штамма Pseudomonas sp. 7Г2К), СИЛК (фитогормональный препарат). Результаты представлены в табл. 4.

Из табл. 4 видно, что предпосевная обработка пшеницы Лютесценс-25 в условиях сильной засухи 1997 г. заявляемым препаратом позволила повысить урожайность зерна. Биологическая эффективность Бизара не уступает эффективности известных коммерческих препаратов.

Пример 6. В производственных условиях совхоза "Бердский" Новосибирской области изучили влияние препарата "Бизар" на снижение степени поражения картофеля сорта "Невский" мокрыми гнилями, вызываемыми следующими фитопатогенными бактериями: Pectobacterium phytophtora (черная ножка), Corinobacterium sepedonicum (кольцевая гниль), Pseudomonas solanacearum (бурый бактериоз). Провели обработку семенного картофеля перед закладкой на хранение препаратом Бизар с использованием распылительной установки из расчета 20 мл суспензии с концентрацией 210¹⁰ кл/мл на 1 тонну посадочного материала. Концентрация рабочего раствора составляла 2,510⁸ кл/мл. Соотношение штаммов Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2 в препарата составляло 40:20:40 (2:1:2). Поражаемость картофеля мокрыми гнилями в процессе хранения необработанного картофеля составила 60-80%. Поражаемость гнилями картофеля, обработанного согласно примеру 6, составила 17-18%.

Пример 7. На селекционно-генетическом комплексе Института цитологии и генетики СО РАН (опытное поле, делянки площадью 25 м², повторность опыта 4-х кратная) изучили влияние предпосевной обработки семян сои сорта Сибниик-315 на урожайность и снижение степени поражения фузариозом.

Для этого провели предпосевную обработку сои препаратом Бизар из расчета 50 мл суспензии с концентрацией 510¹⁰ кл/мл на тонну семян.

Соотношение штаммов Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2 в препарате составляло 25:25:50 (1:1:2). Норма расхода рабочего раствора 10 л/тонну семян при концентрации рабочего раствора препарата 2,510⁸ кл/мл. Контрольные семена сои обрабатывали водой. Результаты приведены в таблице 5.

Из таблицы 5 видно, что предпосевная обработка сои препаратом Бизар позволяет в 2-4 раза снизить развитие физариоза и повысить урожайность сои.

Пример 8. Полевые испытания провели в совхозе "Пригородный" Новосибирской области на поле площадью 200 га. Изучили влияние обработки вегетирующих растений картофеля сорта "Невский" препаратом Бизар на снижение степени поражения фитофторозом и бактериозами.

Для этого вегетирующие растения (фаза цветения) обработали препаратом Бизар с концентрацией 510¹⁰ кл/мл из расчета 40 мл/га (концентрация рабочего раствора - 0,510⁷ кл/мл при норме расхода 400 л/га). Соотношение штаммов Pseudomonas sp. 7Г, 7Г2К, 17-2 в препарате составляло 40:20:40 (2:1:2). Контрольные растения опрыскивали водой.

Результаты представлены в табл. 6. Из данных табл. 6 видно, что способ позволяет снизить заболеваемость растений картофеля в 3-4 раза и увеличить урожайность на 35-40 ц/га (31,8-36,4%).

Использование предлагаемого способа позволяет по сравнению с прототипом:

обеспечить защиту растений от болезней, вызываемых бактериями и фитопатогенными грибами рода Alternaria, Bipolaris, Helmintosporium, Rhizochtonia, Phytophtora, Fusarium;

снизить норму расхода биопрепарата в 10-100 раз (с 110⁹ до 10⁷-10⁸ кл/мл суспензии);

повысить урожайность с/х культур.