Что такое бактериальные удобрения?

БАКТЕРИАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ

БАКТЕРИАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ, препараты, содержащие культуру бактерий, вносимые в почву с целью повышения урожаев с.-х. р-ний. Из Б. у. применяют, нитрагин и азотоген (азотобактерин).

Нитрагин содержит клубеньковые бактерии (см.), вызывающие обильное образование клубеньков у бобовых р-ний, что улучшает их развитие и усиливает связывание атмосферного азота. Нитрагин готовят размножением клубеньковых бактерий в жидкой питательной среде (жидкий нитрагин) или выращиванием их в стерильной почве, помещённой в тщательно закрываемой стеклянной, реже жестяной таре (почвенный нитрагин). Весьма удобен для транспортировки т. наз. торфяной нитрагин, к-рый можно рассылать в картонных коробках или бумажных пакетах, Его изготовляют смешивая подсушенный, мелко раздроблённый торф, имеющий нейтральную реакцию, с разводками клубеньковых бактерий. Готовый торфяной нитрагин представляет собой сухую легко распыляющуюся массу. В СССР готовят и применяют почти исключительно почвенный нитрагин, к-рый, по сравнению с др. препаратами, даёт лучшие результаты.

Разные бобовые р-ния имеют специфические расы клубеньковых бактерий, поэтому для каждого из них готовят и особый препарат. Перед посевом семена бобовых опрыскивают болтушкой, приготовленной из нитрагина, т. е. заражают их клубеньковыми бактериями. При пользовании торфяным нитрагином семена опыливают препаратом перед их высевом. Инструкция по применению нитрагина прилагается к каждой дозе препарата.

Иногда рекомендуют заражать нитрагином не семена , а почву, однако это менее эффективно.

Применение нитрагина прежде всего необходимо, когда не обеспечено естественное заражение клубеньковыми бактериями, напр., при введении в культуру новых бобовых р-ний, при освоении целины и т. д. На старопахотных почвах нитрагин также даёт положительный эффект. Это объясняется недостаточным содержанием клубеньковых бактерий в почве или ослаблением их активности. При массовой проверке действия нитрагина в колхозах было установлено, что прибавки урожаев составляли от 11 до 23%. В нек-рых случаях нитрагин ещё более повышает урожай.

На эффективность нитрагина влияет содержание в почве доступных р-ниям азотсодержащих соединений: на более богатых почвах его действие менее заметно. По данным опытных учреждений, заражение бобовых нитрагином усиливает их последействие.

Применение нитрагина с каждым годом значительно расширяется. Нитрагин готовят в СССР на Московском з-де бактериальных удобрений и в спец. лабораториях, находящихся в Ленинграде, Киеве, Минске, Горьком, Владимире, Ташкенте, Тбилиси, Ереване.

Азотоген (азотобактерин) — препарат, содержащий в качестве действующего начала культуру свободно живущего азотфиксирующего микроба — азотобактера (см.). Существует ряд рецептов приготовления азотогена. Иногда азотобактер применяют в виде чистой культуры, размноженной на твёрдой питательной среде в стеклянной посуде, чаще же он размножается в почве или торфе. Препараты последнего рода влажны и расфасовываются в стеклянной таре. Имеются сухие препараты азотогена. При их изготовлении бактериальную слизь, снятую с твёрдой питательной среды, смешивают с сухой просеянной почвой или торфяным порошком. В подобных препаратах азотобактер довольно долго сохраняется. Рассылка таких препаратов может производиться в бумажных пакетах. Разработаны способы, позволяющие готовить азотоген кустарным путём на месте его применения. Для массового применения азотоген готовят в тех же лабораториях, что и нитрагин.

Азотогеном пользуются так же, как и нитрагином, т. е. заражают болтушкой данного препарата высеваемые семена с.-х. р-ний. Предполагается, что азотобактер, размножаясь в корневой зоне, улучшает питание азотом развивающихся р-ний. Азотоген рекомендуют использовать для улучшения развития ряда с.-х. р-ний. В тех случаях, когда почва не содержит азотобактера и поле занимают р-нием, корневая система к-рого благоприятно влияет на развитие этого микроба, азотоген даёт положительный результат. Известно, что табак, кукуруза, картофель и нек-рые др. р-ния хорошо отзываются на внесение азотогена. Нек-рые же р-ния (овёс, пшеница) реагируют на азотоген слабо. Азотобактер требователен к фосфору и кальцию, и поэтому азотоген следует применять на достаточно богатых указанными элементами почвах. На кислых или легко иссушаемых почвах азотобактер также развиваться не может.

В СССР работу с азотогеном ведёт, гл. обр., Ин-т с.-х. микробиологии Всесоюзной академии с.-х. наук им. Ленина (Москва — Ленинград).

Литература: Бактериальные удобрения, под ред. К. И. Рудакова, М., 1938; Израильский В. [и др.], Клубеньковые бактерии и нитрагин, М.-Л.,1933; Омелянский В., Связывание атмосферного азота почвенными микробами, П., 1923; Фёдоров М., Микробиология, 4 изд., М., 1949; Худяков Н., Сельскохозяйственная микробиология, М., 1926.

  1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 1 (А — Е)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное — М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1949, с. 620

Источник: http://agrolib.ru/rastenievodstvo/item/f00/s00/e0000139/index.shtml

Что такое бактериальные удобрения?

Бактериальные и органические удобрения

Как известно, для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, для поднятия плодородия почвы в нее вносят различные удобрения: минеральные (сернокислый аммоний, мочевина, суперфосфат и др.), органические (навоз, торф и др.) и бактериальные. Бактериальные удобрения вносятся для регулирования микрофлоры в почве. Они повышают количество основных полезных микроорганизмов в ризосфере, переводящих не усваиваемые растениями вещества в растворимые, усваиваемые. Наиболее полный эффект получается от определенного сочетания всех видов удобрений с агротехникой.

Нитрагин является бактериальным удобрением для бобовых растений. Его действующую составную часть представляют живые клетки клубеньковых бактерий в симбиозе с бобовыми растениями, активно усваивающими азот из воздуха. В почве, на которой давно не росли бобовые растения, клубеньковых бактерий может не быть. Тогда посеянные бобовые растения будут питаться азотистыми веществами почвы, т. е. будут обеднять, а не обогащать азотом почву. В этих случаях необходимо применять бактериальное удобрение нитрагин.

В день посева нитрагин смешивается с семенами бобовых и с небольшим количеством воды. Смесь тщательно перелопачивается и немедленно высевается. Срок годности нитрагина до 9 месяцев. Все операции с нитрагином надо производить, избегая солнечного света, который может убить клубеньковые бактерии. Необходимо при этом соблюдать высокую агротехнику, рекомендуется вносить еще фосфор и калий. Азотное минеральное удобрение будет излишне. Для каждого вида бобовых растений нитрагин готовится из соответствующей культуры клубеньковых бактерий, приспособившейся к развитию именно на этом виде растений. Обработка семян нитрагином дает прибавку урожая бобовых от 10 до 40%.

Где затруднено получение нитрагина, можно пользоваться собранными с соответствующих растений клубеньками, для этого осенью отбирают несколько хороших кустов, снимают с их корней клубеньки и просушивают. Перед посевом весной их размалывают, просеивают и дальше поступают как с нитрагином.

Азотобактерин готовится для азотного удобрения не бобовых растений. Для приготовления его берут активную хорошо фиксирующую азот воздуха культуру азотобактера, желательно выделенную из почвы того района, где будет применяться данное удобрение. Азотобактерин лучше действует совместно с фосфорным удобрением, например с гранулированным суперфосфатом, и требует хорошей аэрации почвы и достаточного углеродистого питания. Надо иметь в виду, что его рост в зоне ризосферы может подавляться ризосферными бактериями. При применении азотобактерина озимая пшеница может дать прибавку урожая 4,2 ц/га, сахарная свекла — 23 ц/га.

Некоторые ученые считают, что положительное действие азотобактерина связано не столько с его функцией азотфиксации, сколько с синтезом некоторых витаминов, производимых им.

Фосфоробактерин представляет собой бактерийный препарат, способствующий переводу органического фосфора в минеральную форму в почвах, богатых органическими соединениями фосфора (нуклеиновые кислоты, лецитин), особенно в черноземе. Готовится он из спороносной крупной бактерии типа Вас. megatherium var. phosphaticum. Она освобождает до 86% фосфора из нуклеиновой кислоты. Выращивают в большом количестве бактериальную массу этой палочки, смешивая с наполнителем — порошком каолина. В каждом грамме препарата должно быть 200 млн. живых бактерийных клеток в виде спор. На гектар посева вносят 250 г этого препарата.

Фосфоробактерин в настоящее время получают на крупных заводах бактериальных удобрений глубинным способом. В ферментерах, аппаратах большой емкости, бактерии размножаются в жидкой питательной среде с непрерывным пропусканием мельчайших пузырьков стерильного воздуха. Благодаря хорошей аэрации бактерии быстро размножаются. За 36 часов уже можно получить культуру, состоящую на 90% в форме спор. Из споровой массы готовят сухой препарат путем замораживания в вакууме. Гектарная порция сухого фосфоробактерина для яровых зерновых всего 5 г.

АМБ. На Севере, на кислых подзолистых почвах, применяется АМБ (аутохтонная микрофлора Б). Это торфяно-известковое удобрение, в котором в большом количестве размножены аэробные бактерии: аммонификаторы, нитрификаторы, азотфиксаторы, бактерии, разлагающие клетчатку и фосфорные соединения. Весной в этих почвах имеется недостаточно бактерий минерализаторов. Они отмирают в осенне-зимний период от попеременного замерзания, оттаивания и насыщения почвы водой. Поэтому и вносится это удобрение весной прямо в почву из расчета 250 кг на 1 га и заделывается плугом.

Бактериальные удобрения дешевы. Техника их применения очень проста. Эффективность при соблюдении агротехники значительна. Бактериальные удобрения усиливают снабжение растений соответствующим питанием. Азотфиксаторы улучшают азотное питание, фосфоробактерин — фосфорное питание. Азотобактерии и Вас. megatherium могут расщеплять алюмосиликаты. Все зависит от того, как будет изменяться соотношение микроорганизмов в различных почвах под различными сельскохозяйственными культурами. Действие бактериальных удобрений оказалось более многогранным. Микроорганизмы этих удобрений вырабатывают в большом количестве физиологически активные вещества — ауксины, витамины и др. Особенно это выражено у азотобактерина. Все больше накапливается наблюдений о том, что микробы бактериальных удобрений являются антагонистами болезнетворных для растений микроорганизмов и оказывают полезное действие в борьбе с фитофторой картофеля, склеротинией подсолнечника, бактериозом льна и др.

Таким образом, действие бактериальных удобрений очень разнообразно. Выявление условий эффективности их поможет улучшению плодородия полей.

Навоз. Значительная часть азота с полей обычно уносится со снятым урожаем. Возврат, хотя бы частично, азота и других веществ в почву в виде навоза имеет огромное значение для сохранения урожайности поля. Такое же значение имеют торф, ил, компосты и другие местные удобрения. В зависимости от характера микробиологических процессов, развивающихся в этих органических удобрениях при их подготовке и хранении, может получиться удобрение различной ценности. Навоз представляет собой смесь твердых и жидких экскрементов животных с подстилочной соломой. Он относится к полным удобрениям, так как содержит азот, фосфор, калий и микроэлементы. Эти вещества находятся в связанной форме и только после минерализации становятся доступными для растений. Микрофлора навоза разнообразна и многочисленна. Число микробов может доходить до 90 млрд. на 1 г. В навозе представлены плесневые грибы, актиномицеты, бактерии — аэробы и анаэробы, аммонифицирующие, разлагающие клетчатку, нитрифицирующие, денитрифицирующие и др. В результате может наблюдаться образование газов СО2, Н2, СН4, NН3 и даже молекулярного азота.

При хранении навоза надо бороться с потерями азота и фосфора. В неуплотненных кучах навоза потери азота составляют 50%, в уплотненных — не более 17%. В рыхлых кучах, т. е. в аэробных условиях, нитрификаторы переводят образуемый аммонификаторами аммиак в нитраты. Но в неуплотненной куче навоза всегда есть места с ограниченным притоком воздуха, где денитрифицирующие бактерии используют не кислород воздуха, а кислород нитратов, восстанавливая нитраты до молекулярного азота. Хорошо уплотненные штабеля навоза сокращают приток кислорода, без которого нитрифицирующие бактерии не могут окислять аммиак в нитраты, а без нитратов не может быть и денитрификации. Но при недостатке кислорода происходит неполное разложение клетчатки, получается мало-перепревший навоз. Поэтому рекомендуют разные способы сочетания аэробно-анаэробного хранения навоза. Навоз сначала укладывают рыхлым слоем, а когда от действия термофилов температура в нем достигнет 70°, навоз сильно уплотняют, т. е. создают анаэробные условия, и кладут новый рыхлый слой навоза. Так делают до тех пор, пока высота штабеля навоза не достигнет 2 м. Высокая температура при этом убивает болезнетворные микробы, кроме споровых, убивает также семена сорняков и яйца гельминтов. Скорость минерализации навоза в большой степени зависит от соотношения в нем углерода и азота. Если отношение С:N будет шире чем 25:1, то весь азот будет микробами переводиться в собственные тела и аммиака в почве не будет накапливаться. При отношении уже чем 25:1 (например, 10:1) микробы не могут весь азот переработать в свое тело и в навозе будет накапливаться свободный аммиак.

Полуперепревший навоз, в котором отношение С:N суживается, сразу при внесении в почву приобретает свойства удобрения. В навозе-сыпце значительная часть азота переведена в перегной, поэтому он слабо минерализуется и оказывает медленное действие. Хорошим органическим удобрением является торф и речной, озерный и болотный ил — сапропель.

При непрерывной культуре многих растений, особенно в закрытом грунте, отмечают так называемое утомление почвы. Оно обусловливается накоплением в почве большого количества вредных и паразитических форм микробов с их токсическими продуктами. В борьбе с утомлением почвы применяют частичную стерилизацию при помощи прогревания почвы до определенной температуры (в парниках) или химическую обработку (хлорпикрином). В обоих случаях убиваются не все микроорганизмы, а лишь большая часть их. Через некоторое время микробы начинают энергично размножаться и плодородие почвы восстанавливается. Причины такого действия стерилизации еще не совсем ясны. Происходят какие-то физико-химические изменения почвы, а также изменяется ее микробный состав.

Таким образом, ясно, какое большое значение имеют микроорганизмы в создании плодородия почвы, в почвенном питании растений — коренном вопросе земледелия. Микроорганизмы принимают участие в создании и разложении перегноя. При их участии в почве осуществляется круговорот веществ, благодаря чему ограниченные ресурсы их используются многими поколениями людей. Микроорганизмы вовлекают в круговорот богатейшие запасы минеральных соединений почвы и элементы, находящиеся в атмосфере, превращая их в усвояемые растениями формы. Они создают структуру почвы, снабжают растения различными физиологически активными веществами.

Статусное приобретение это элитные квартиры класса премиум тут

Источник: http://biologylib.ru/books/item/f00/s00/z0000000/st045.shtml

Бактериальные удобрения

В повышении плодородия почвы большая роль принадлежит различным почвенным микроорганизмам, которые в процессе своего роста и развития улучшают структуру почвы, накапливают питательные вещества для растений, способствуют повышению коэффициента использования минеральных и органических удобрений, и тем самым повышению урожая. Деятельность почвенных микроорганизмов стимулирует применение различных бактериальных удобрений, которые обогащают почву и особенно ризосферу растений полезной микрофлорой. В почве связанный азот представлен в основном четырьмя видами соединений: азотом аммонийных солей азотом нитратов (NO3-), органическим азотом белков и продуктов их расщепления — аминокислот, пептидов, аминов и амидов, а также азотом гумуса.

Аммонийный и нитратный азот лучше усваиваются растениями, чем его органические соединения, за исключением мочевины, аспарагина и глутамина, т. е. соединений, от которых легко отщепляется аммонийный азот. Поэтому в природных условиях большое значение для питания растений азотом имеют почвенные микроорганизмы, которые минерализуют содержащийся в почве органический азот, превращая его в конечном счете в аммиак, являющийся тем исходным соединением, которое используют растения для синтеза аминокислот и белков.

С. Н. Виноградский в 1893 г. впервые выделил почвенную анаэробную спороносную бактерию, способную фиксировать молекулярный азот, и назвал ее в честь великого естествоиспытателя Л. Пастера — Clostridium pasteurianum. Позднее, в 1901 г., Бейеринк открыл вторую свободноживущую азот-фиксирующую бактерию Azotobacter. Аэробный характер обмена Azotobacter обусловливает более высокую продуктивность азотофиксации, чем у Cl. pasteurianum, поэтому практическое применение нашли представители рода Azotobacter.

Практическое применение нашли также симбиотические бактерии рода Rhizobium, поселяющиеся в клубеньках корней некоторых растений. Способность бобовых растений усваивать азот атмосферы обусловлена именно жизнедеятельностью этих симбиотических азотофиксаторов.

В практике сельского хозяйства широкое распространение получили следующие бактериальные удобрения: нитрагин, азотобактерин, фосфоробактерин.

Представляет собой препарат клубеньковых бактерий рода Rhizobium, которые в симбиозе с бобовыми растениями фиксируют азот атмосферы, обеспечивая тем самым азотное питание растений. Чистая культура клубеньковых бактерий была выделена Бейеринком в 1888 г. Клубеньковые бактерии — аэробные, мелкие иногда подвижные, бесспоровые, грамотрицательные палочки, размером (0,5-0,9)х1,2х3,0 мкм. При старении они теряют подвижность и приобретают вздутые, грушевидные или ветвистые изогнутые формы, называемые бактероидами. Существует связь между наличием бактероидов в клубеньках растений и интенсивностью фиксации азота. По скорости роста на питательных средах клубеньковые бактерии делят на быстрорастущие и медленнорастущие.

Различают активные, малоактивные и неактивные культуры клубеньковых бактерий. Под активностью клубеньковых бактерий понимают способность их в симбиозе с бобовым растением усваивать атмосферный азот и снабжать этим азотом растение. Необходимо подчеркнуть, что активность клубеньковых бактерий непосредственно связана со специфичностью. По ряду признаков клубеньки, образованные активными культурами Rhizobium, отличаются от клубеньков, сформированных неэффективными штаммами. В частности, активные формы окрашены в розовый тон благодаря наличию в них пигмента леггемоглобина, близкого по составу к гемоглобину крови животных. Неэффективные клубеньки имеют зеленоватую окраску.

Процесс азотофиксации протекает только в клубеньках на корневой системе бобовых растений, образуемых под влиянием проникающих в корень бактерий. Как правило, проникновение клубеньковых бактерий в корни бобовых происходит через корневые волоски. Взаимоотношения бобовых растений с клубеньковыми бактериями зависят от условий роста растений и их физиологического состояния, а также определяются основными свойствами бактерий — вирулентностью и активностью. Под вирулентностью понимают способность бактерий проникать через корневые волоски внутрь корня бобового растения и вызывать образование клубеньков. Большое значение имеет скорость этого проникновения. Клубеньковые бактерии обладают избирательной способностью в отношении инфицирования растений, которая положена в основу классификации этих бактерий внутри рода Rhizobium. Эта классификация бактерий представлена ниже.

Согласно современным представлениям процесс азотофиксации — это восстановительный процесс превращения газообразного азота в аммиак и дальнейшая его ассимиляция. Микроорганизмы, фиксирующие азот, синтезируют специальный фермент нитрогеназу, в активном центре которого и происходит активирование чрезвычайно инертной молекулы N=N и восстановление ее в NH3.

У большинства азотофиксаторов главную роль в ассимиляции образовавшегося аммиака играют ферменты (глютаминсинтетаза, глютаматсинтаза, глютаматдегидрогеназа). Результатом их действия является образование из аммиака глутамина и глутаминовой кислоты, которые в дальнейшем используются клеткой для биосинтеза белка.

Для роста и развития клубеньковые бактерии требуют наличия в питательной среде различных источников углерода (сахароза, декстрины, мальтоза, левулеза и др.), органических и минеральных форм азота, в том числе аминокислот (пролин, аланин, цистин, цистеин, глицин, аспарагиновая). Клубеньковые бактерии хорошо растут на средах, содержащих отвар семян бобовых растений, а также кукурузный и пшеничный экстракты. Большое значение в питании клубеньковых бактерий имеют калий, кальций, фосфор, магний и некоторые микроэлементы (железо, марганец, молибден и др.).

Оптимальные температуры для развития клубеньковых бактерий 26-28 °С, pH в интервале 6,5-7,5.

Микробиологическая промышленность Советского Союза выпускает нитрагин двух видов: почвенный и сухой. Почвенный нитрагин-культура клубеньковых бактерий, размноженная в стерильной почве. В 1 г препарата содержится не менее 300 млн. клубеньковых бактерий. Технология производства почвенного нитрагина недостаточно совершенна, а поэтому не всегда обеспечивается высокое качество препарата. Такие процессы, как приготовление и дозировка среды, инокуляция субстрата, не механизированы. Много осложнений вызывают заготовка плодородной почвы, ее стерилизация, транспортировка препарата. При длительных перевозках резко снижается количество клубеньковых бактерий, необходимых для эффективной инокуляции. Почвенный препарат также неудобен в применении. При влажной нитрагинизации увлажняется, перелопачивается и подсушивается большое количество семенного материала.

Сухой нитрагин представляет собой порошок клубеньковых бактерий с наполнителем (бентонит, торф). Влажность препарата 5-7%. В 1 г его содержится в среднем не менее 9 млрд. жизнеспособных клубеньковых бактерий. По эффективности действия сухой нитрагин не уступает почвенному, а в ряде случаев превосходит его. После обработки семян гороха сухим нитрагином в 3-4 раза увеличивались число клубеньков на корнях и одновременно количество азота в растениях, а также повышалось содержание белка в зерне, что способствовало получению полноценного урожая.

Следует отметить, что если одна гектарная порция (500 г почвы, засеянной клубеньковыми бактериями) почвенного нитрагина вместе с бутылкой весит 1 кг, то одна гектарная порция сухого нитрагина в 2,5 раза меньше по массе. Сухим нитрагином семена опыляют, причем этот процесс можно механизировать. При получении сухого препарата в промышленном масштабе применяют лиофильный способ высушивания клубеньковых бактерий, что позволяет длительное время сохранять жизнеспособность клеток.

Для получения в промышленных условиях сухого нитрагина высокого качества (основной показатель — число жизнеспособных клеток в 1 г препарата) проводится предварительная оценка штаммов на их продуктивность и устойчивость к высушиванию. Для каждой культуры бобовых растений нитрагин готовят из проверенных соответствующих культур группы клубеньковых бактерий, которые микробиологи получают в результате тщательного отбора, исходя из способности фиксировать азот и интенсивности проникновения в корневую систему растений. Например, семена фасоли обрабатывают нитрагином для этой культуры, семена гороха — нитрагином для гороха. Ниже приведена технология производства сухого нитрагина.

Для получения посевного материала исходную культуру клубеньковых бактерий, выращенную на агаризованных средах (отвар семян бобовых, 1% сахарозы, 2% агара), культивируют в жидкой питательной среде в течение 24-48 ч при температуре 28-30 °С и pH 6,5-7,5. На всех этапах производства сухого нитрагина жидкие питательные среды содержат вещества минеральные – NaHCO3, (NH4)2SO4, MgSO4, К2НРО4, NaCl и др. — и органические — мелассу, кукурузный экстракт. Выросшей культурой, содержащей до 8-10 млрд. клеток в 1 мл, засевают 100-250-литровые посевные инокуляторы. Культивирование при температуре 30 °С продолжается 18-24 ч, титр клеток возрастает до 2 млрд./мл. Из инокулятора готовая посевная культура клубеньковых бактерий передается для засева производственных ферментаторов. Культивирование продолжается при температуре 28-30 °С в течение 48-72 ч при pH 6,5-7,2, а также интенсивном перемешивании и аэрации (1:0,8). После стадии ферментации титр клеток возрастает до 10 млрд./мл. Биомассу от культуральной жидкости отделяют на сепараторах (частота вращения 4500-10000 об/мин). Получаемую пасту 70-80%-ной влажности смешивают с защитной средой, содержащей 20% мелассы и 1% тиомочевины. Обезвоживание или сублимация клубеньковых бактерий (до 2-5% остаточной влажности) проводится под вакуумом (остаточное давление 10-13 кПа) при 30-35 °С. Высушенную биомассу размалывают на шаровых мельницах и смешивают с наполнителем (каолин, торф, бентонит) до получения препаратов, содержащих в среднем не менее 9-10 млрд. клубеньковых бактерий. Препарат сухого нитрагина фасуют и герметизируют в полиэтиленовых мешках, хранят при температуре не выше 15 С.

Ещё по теме  Преждевременное прорастание канн. Что делать если канны тронулись в рост?

Азотобактерин

Представляет собой препарат аэробной бесспоровой культуры свободноживущего почвенного микроорганизма Azotobacter chroococcum, способного фиксировать (до 20 мг/г использованного сахара) атмосферный азот.

Молодые клетки Azotobacter имеют вид коротких палочек с закругленными концами размером (2,0-7,0)x1,0x2,5 мкм. При старении клетки становятся округлыми, покрываются слизью, которая уплотняется и превращается в защитную капсулу.

Для роста и развития культуры в качестве источника углерода применяются спирты, в частности маннит, кислоты, лактоза и др. При наличии в питательной среде нескольких источников углерода они используются азотобактером в порядке доступности. Среди источников азота микроорганизм ассимилирует соли аммония, азотистой и азотной кислот, мочевину и не усваивает монокарбоновые аминокислоты (лизин, аргинин, гистидин, аланин, глицин), производные пурина и пиримидина. Азотобактер особенно чувствителен к содержанию в среде фосфора, источником которого могут быть органические и неорганические фосфорсодержащие соединения. Отсутствие его резко замедляет развитие бактерий и снижает азотофиксацию. Стимулирующее действие на азотофиксирующую активность микроорганизма оказывают соединения молибдена, поэтому его соли всегда добавляют в питательную среду.

Технология производства сухого азотобактерина аналогична таковой сухого нитрагина. Готовый препарат фасуют в полиэтиленовые мешки, которые герметизируют в связи с гигроскопичностью препарата. Сухой азотобактерин хранят при температуре не выше 15 °С.

В практике встречаются и другие виды азотобактерина, например почвенный и торфяной. Для их приготовления используют богатую перегноем почву или разлагающийся торф с нейтральной реакцией среды. К просеянной почве или торфу добавляют 1-2% извести и 0,1% суперфосфата. Затем по 500 г этой смеси переносят в бутылки на 0,5 л, увлажняют водой до 40-60% (по объему), закрывают ватными пробками и стерилизуют. На агаровых средах, содержащих 1-2% сахарозы и минеральные соли, выращивают посевной материал. Культуру выращивают при температуре 26-27 °С около 72-120 ч до тех пор, пока поверхность агара не покроется слизистой массой. Массу клеток стерильно смывают водой и переносят в стерильную почву или торф. Содержимое тщательно перемешивают, а затем термостатируют при 25-27 °С. В каждом грамме почвы или торфа должно быть не менее 50 млн. клеток. Длительность хранения препарата 2-3 мес. На обработку семян для засева 1 га пашни требуется 3-6 кг почвенного азотобактерина.

С начала 30-х годов азотобактерин применяли как аналог азотных удобрений. Позднее выяснилась способность Azotobacter продуцировать биологически активные вещества, и его действие на растение стали связывать не только с процессом азотофиксации и улучшения азотного питания растений, но и с поступлением в растения вырабатываемых им биологически активных соединений. Азот, фиксируемый Azotobacter, существенно повлиять на величину урожая не может. Вместе с тем он несомненно в определенных условиях улучшает рост растений. Последнее объясняется еще и тем, что данный микроорганизм синтезирует комплекс биологически активных веществ: никотиновую и пантотеновую кислоты, пиридоксин, биотин, гетероауксин, гиббереллин и, возможно, другие соединения. Комплекс этих соединений способен стимулировать прорастание семян растений и ускорять их рост. Установлено, что Azotobacter способен выделять фунгицидные вещества, относящиеся к группе анисомицина. Поэтому при бактеризации в ризосфере угнетается развитие микроскопических грибов, многие из которых задерживают рост растений. Эти бактерии весьма требовательны к условиям среды и активно развиваются лишь в плодородных почвах. Эффект азотобактерина определяется численностью клеток даже в плодородной почве.

Фосфоробактерин

Препарат содержит споры культуры Bacillus megaterium var. phosphaticum, которые превращают сложные фосфорорганические соединения (нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды и др.) и трудноусвояемые минеральные фосфаты в доступную для растений форму. По морфологическим и культуральным признакам Bac. megaterium представляет собой мелкие, аэробные, спорообразующие палочки размером (5-6)x(1,8-2) мкм. Бактерии размножаются на питательных средах с глюкозой, сахарозой, мальтозой, которые служат источником углерода. В качестве источника азота используют аспарагин, пептон, сульфат аммония. На средах с нитратами растут хуже, восстанавливая нитратный азот до нитритов и аммиака. В присутствии серосодержащих аминокислот бактерии выделяют сероводород.

Фосфоробактерин — бактериальное удобрение, широко применяемое в сельском хозяйстве Советского Союза. Считается, что фосфоробактерин более эффективен при использовании на черноземных почвах, где запас фосфороорганических соединений особенно велик.

Фосфоробактерин нельзя сопоставить по эффективности с минеральными фосфорными удобрениями. Он не может заменить фосфорные удобрения и не действует без них. Эффективность фосфоробактерина на почвах, удобренных суперфосфатом, повышается, что до известной степени зависит от дозы нанесенного на семена фосфоробактерина. Это, видимо, связано с биологически активными веществами вырабатываемыми Bac. megaterium, — тиамином, пиридоксином, биотином, пантотеновой и никотиновой кислотами, витамином В12 и др.

Биологически активные вещества при бактеризации попадают на семя растения, а затем и в его ткани, они благоприятно действуют на первых этапах роста и развития растений. Это способствует улучшению не только фосфорного, но и азотного питания растений, т. е. усиливается усвоение всех питательных элементов.

В целом можно считать, что фосфоробактерин является препаратом стимулирующего действия. Технология производства фосфоробактерина существенно не отличается от таковой, применяемой для получения сухого нитрагина и азотобактерина.

Лиофилизированная культура Bac. megaterium размножается в глубинных условиях на среде следующего состава (в %): кукурузный экстракт 1,8, меласса 1,5, сульфат аммония 0,1, мел 1,0. Выращивание проводят в ферментаторах при температуре 28-30 °С в течение 30-48 ч при pH 6,5-7,5 на той же среде в аэробных условиях до стадии образования спор. Многие штаммы Bac. megaterium чувствительны к действию бактериофагов поэтому на стадии ферментации может возникнуть фаголизис. В одних случаях лизируется вся бактериальная масса, в других снижается число бактериальных клеток. Причина фаголизиса — инфицирование культуры извне или образование специфических форм бактериофагов на различных этапах производства. В комплексе мероприятий по борьбе с фаголизисом особое внимание уделяется стерильности процесса на всех этапах производства бактериальных препаратов, а также селекции и отбору устойчивых к фагам производственных культур. От культуральной жидкости выросшую биомассу отделяют центрифугированием. Затем ее высушивают при 65-75 °С в сушилках распылительного типа. Остаточная влажность препарата 2-3%. При высушивании он относительно стабилен в отличие от сухого нитрагина и азотобактерина. Сухой фосфоробактерин хранят при комнатной температуре, в течение года жизнеспособность теряют не более 20% клеток. В 1 г препарата должно быть не менее 8 млрд. жизнеспособных клеток.

Источник: http://www.spec-kniga.ru/tehnohimicheski-kontrol/obshchaya-tekhnologiya-mikrobiologicheskih-proizvodstv/mikrobnye-patogeny-i-bakterialnye-udobreniya-bakterialnye-udobreniya.html

Что такое бактериальные удобрения и зачем они нужны?

На первый взгляд кажется, что работа в огороде – это очень просто. Многие до сих пор считают, что достаточно лишь посадить растение в землю и периодически его поливать для того, чтобы вырастить неплохой урожай. Но конечно, как выращивание овощей на грядках, так и агрономия в целом – это большой объем как теории, так и практики, со своими особенностями, хитростями и правилами.

Сегодня мы снова затронем широкую тему: применение удобрений. Опытные садоводы и огородники знают, что удобрения – это важное звено, без которого не вырастишь приличный урожай. Знания большинства ограничиваются лишь тем фактом, что достаточно лишь применять комбинацию органических и минеральных удобрений.

Но сегодня мы рассмотрим эту тему глубже и изучим влияние почвенных микроорганизмов на рост и развитие выращиваемых растений. А так же рассмотрим вопрос: нужны ли бактериальные удобрения современному огороднику?

Микроорганизмы выступают в роли посредников между элементами питания и растениями. В результате своей активности они способны превращать трудно усваиваемые формы элементов питания, в легкодоступные для растений.

Можно сделать вывод, что бактериальная почвенная микрофлора способна повысить урожай выращиваемых на огороде культур.

На практике это выглядит следующим образом. Вы исправно вносите минеральные удобрения, но ваши растения растут медленно, они отстают в развитии или не образуют завязей. Все это свидетельствует о дефиците почвенной микрофлоры.

Восполнить дефицит частично возможно, при внесении органики. Но сделать это быстро можно лишь с помощью бактериальных удобрений.

Бактериальные удобрения – это препараты, содержащие живые культуры. Применять их можно по-разному: использовать в качестве предпосевной обработки семян или вносить в виде подкормки.

Какие формы бактериальных удобрений существуют?

  1. Биологические удобрения – содержат клубеньковые бактерии. (Примеры: Ризоторфин, Нитрагин, Азотобактерин, Фосфобактерин).
  2. Фитостимуляторы (фитогармоны) – вещества, стимулирующие рост растений. (Например, Никфан)
  3. Биологические средства защиты – повышающие иммунитет растений к заболеваниям.
  4. Эм-препараты – содержащие живые организмы. (Например, Байкал ЭМ-1, Сияние, Сияние-1).

Эффективные микроорганизмы (до 80 видов) содержатся в препарате Байкал ЭМ-1. Именно многочисленный комплекс микроорганизмов может выступать как разностороннее средство: как стимулятор роста, средство защиты растений и как подкормка.

Этот препарат выпускается в 2-х формах: в концентрированной форме (40 мл) и готовым раствором (500 мл и 1 л).

При использовании данного препарата важно помнить, что его применяют, когда температура почвы будет выше 10 градусов Цельсия.

Наивысший эффект вы увидите, если в почву была внесена органика: навоз, компост, сидераты. Микроорганизмы, содержащиеся в препарате, будут «активно работать» в условиях достаточной влажности (до 60%). Микроорганизмы сконцентрированы в верхних слоях почвы, поэтому перекопка после внесения удобрения запрещена.

Применение бактериальных удобрений совершенно безвредно для человека и только положительно влияет на качество выращиваемой продукции. Бактерии – это невидимые помощники в борьбе за высокий урожай.

Источник: http://garden-zoo.ru/news/chto-takoe-bakterialnye-udobreniya-i-zachem-oni-nuzhny

Бактериальные удобрения

Присутствующая в почве микрофлора оказывает непосредственное влияние на ее плодородие, и как следствие, на повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Почвенные микроорганизмы в процессе роста и развития улучшают структуру почв, накапливают в них питательные вещества, минерализуя различные органические и неорганические соединения, например, азота и фосфора, превращая их в итоге в легкоусвояемые растением продукты питания.

С целью стимулирования деятельности почвенной микрофлоры применяют различные бактериальные удобрения, которые обогащают ризосферу растений полезными микроорганизмами.

Растения синтезируют ряд соединений, регулирующих их рост и развитие (фитогормоны, биорегуляторы). К их числу принадлежат ауксины, гиббереллины, цитокинины. Созревание плодов стимулирует этилен. Эти биорегуляторы находят применение в сельском хозяйстве. К числу новых, обнаруженных в последние годы биорегуляторов относят пептиды, имеются перспективы их применения в сельском хозяйстве.

Биологические (бактериальные) удобрения применяют для обогащения почвы связанным азотом. Большое распространение получили препараты нитрагин и азотобактерин — клетки клубеньковых бактерий и азотобактера, к которым добавляют стабилизаторы (мелассу, тиомочевину) и наполнитель (бентонит, почву). Азотобактерин обогащает почву не только азотом, но и витаминами и фитогормонами, гиббереллинами и гетероауксинами. Препарат фосфобактерин из Bacillusmegaterium превращает сложные органические соединения фосфора в простые, легко усвояемые растениями. Фосфобактерин также обогащает почву витаминами и улучшает азотное питание растений.

1 Бактериальные удобрения

Бактериальные удобрения — это препараты, способствующие улучшению питания растений. Питательных веществ они не содержат. Препараты, в которых содержатся полезные для сельскохозяйственных растений почвенные микроорганизмы. При внесении этих удобрений в почве усиливаются биохимические процессы и улучшается корневое питание растений.

Самыми распространенными бактериальными удобрениями являются:

? нитрагин — препарат, содержащий клубеньковые бактерии, которые поставляют к растениям азот. Используется только для бобовых растений, причем для каждого вида культуры разный тип бактерий;

? азотобактерин — препарат, содержащий азотобактерии, которые также поставляют азот. Однако эти существа универсальны и могут применяться на разных культурах;

? фосфобактерин — препарат, содержащий фосфобактерии, соответственно, переносят к корням растений фосфор;

? ЭМ-препарат (эффективные микроорганизмы) — содержит несколько видов микроорганизмов, которые вместе комплексно воздействуют на растения.

Все бактериальные удобрения вносятся в почву в очень малых количествах (несколько капель на 1 л дождевой воды).

Вносить такие удобрения следует, соблюдая ряд правил:

? почва должна быть влажной;

? раствор не должен попадать на побеги растений;

? микроорганизмы не любят много света, поэтому препараты лучше вносить поздно вечером или в пасмурную погоду;

? ослабленные по различным причинам растения (от вредителей, болезней) либо посаженные недавно не стоит удобрять таким образом, потому что они слишком слабы.

Так как бактериальные удобрения содержат живых существ, то хранение их должно быть особым: от заморозки и слишком высокой температуры бактерии погибнут. Данный вид удобрений не выдерживают длительного хранения, поэтому готовят их в количестве, необходимом лишь для одного сезона. Хранят в заводской таре в сухом помещении при температуре от 0 до 10 °C; нельзя хранить на складе, где находятся летучие ядохимикаты.

1.1 Получение фосфобактерина

Фосфобактерин — бактериальное удобрение, содержащее споры микроорганизма Bacillus megaterium var. phosphaticum. Представляет собой порошок светло-серого или желтоватого цвета.

Бактерии обладают способностью превращать сложные фосфорорганические соединения (нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды и т.д.) и трудноусвояемые минеральные фосфаты в доступную для растений форму. Кроме этого бактерии вырабатывают биологически активные вещества (тиамин, пиридоксин, биотин, пантотеновую и никотиновую кислоты и др.), стимулирующие рост растения. Фосфобактерин относится к числу препаратов со стимулирующим эффектом.

Bacillus megaterium var. phosphaticum представляют собой мелкие, грамположительные аэробные спорообразующие палочки размером 2*6 мкм. Клетки содержат значительное количество соединений фосфора. В ранней стадии развития это подвижные одиночные палочки, при старении образуют эндоспоры, локализующиеся в одном из концов клетки. В силу вышеизложенного технология выращивания сводится к получению спор.

В целом производство фосфобактерина похоже на производство азотобактерина и препаратов клубеньковых бактерий. Состав питательной среды в процентах: кукурузный экстракт -1.8, меласса — 1.5, сульфат аммония — 0.1, мел — 1, остальное — вода. Культивирование ведется глубинным методом в строго асептических условиях при постоянном перемешивании и принудительной аэрации до стадии образования спор. Основные параметры проведения процесса: температура 28-30оС, рН 6.5-7.5, длительность культивирования 1.5-2 суток.

Полученную в ходе культивирования биомассу клеток отделяют центрифугированием и высушивают в распылительной сушилке при температуре 65-75оС до остаточной влажности 2-3%. Высушенные споры смешивают с наполнителем. Готовый препарат должен содержать не менее 8 млрд. клеток в 1 г. Расфасовывают препарат в полиэтиленовые пакеты по 50-500 г. В отличие от нитрагина и азотобактерина фосфобактерин обладает большей устойчивостью при хранении.

Фосфобактерин рекомендуют применять на черноземных почвах, которые содержат наиболее значительное количество фосфороорганических соединений. Необходим для повышения урожайности зерновых, картофеля, сахарной свеклы и др. сельскохозяйственных растений. Семена обрабатывают смесью сухого фосфобактерина с наполнителем (золой, почвой и др.) в соотношении 1:40. На 1 гектарную порцию требуется 5 г препарата и 200 г наполнителя. Клубни картофеля равномерно увлажняют суспензией спор, приготовленной из расчета 15 г препарата на 15 л воды. Урожай при этом повышается на 10%.перспективы их применения в сельском хозяйстве.

1.2 Получение азотобактерина

Азотобактерин — бактериальное удобрение, содержащее свободноживущий почвенный микроорганизм Azotobacter chroococcum, способный фиксировать до 20 мг атмосферного азота на 1 г использованного сахара. Внесенные в качестве удобрения в почву бактерии также выделяют биологически активные вещества (никотиновую и пантотеновую кислоты, пиридоксин, биотин, гетероауксин, гиббереллин и др.). Эти вещества стимулируют рост растений. Кроме того, продуцируемые Azotobacter фунгицидные вещества из группы анисомицина угнетают развитие некоторых нежелательных микроскопических грибов в ризосфере растения.

Все виды Azotobacter строгие аэробы. Чувствительны к содержанию в среде фосфора и развиваются лишь при высоком его содержании в питательной среде. Азотфиксирующая способность культуры подавляется аммиаком (вообще содержание в среде связанного азота угнетает азотфиксацию). Стимулируют процесс фиксации азота соединения молибдена.

Установлено, что при фиксации азота процесс его восстановления протекает на одном и том же синтезируемом азотобактером ферментном комплексе и лишь конечный продукт (аммиак) отделяется от фермента. Нитрогеназная азотфиксирующая система представляет собой мультиферментный комплекс, содержащий не связанное с геном железо, молибден и SH-группы.

Микробиологическая промышленность выпускает несколько видов азотобактерина: сухой, почвенный и торфяной. Технология получения сухого азотобактерина имеет много общего с технологией производства сухого нитрагина. Сухой азотобактерин — активная культура высушенных клеток азотобактера с наполнителем. В 1 г препарата содержится не менее 0.5 млрд. жизнеспособных клеток. Культуру микроорганизма выращивают методом глубинного культивирования на среде, содержащей те же компоненты, что и при культивировании клеток Rhizobium. Дополнительно вводят только сульфаты железа и марганца, а также сложную соль молибденовой кислоты, рН 5.7-6.5.

Процесс ферментации проводят до стационарной фазы развития культуры, так как в этой фазе биологически активные вещества выделяются из клетки и остаются в культуральной жидкости. Биологически активные вещества могут также полностью или частично теряться при высушивании, однако жизнеспособные клетки быстро восстанавливают способность их продуцировать. Высушенную культуру стандартизируют, фасуют в полиэтиленовые пакеты по 0.4-2 кг и хранят при температуре 15оС не более 3 месяцев.

Почвенный и торфяной азотобактерин представляют собой активную культуру азотобактера, размноженную на твердой питательной среде, и содержат в 1 г не менее 50 млн. жизнеспособных клеток. Для их приготовления берут плодородную почву или разлагающийся торф с нейтральной реакцией среды. К просеянному субстрату добавляют 2% извести и 0.1% суперфосфата. По 500 г полученной смеси переносят в бутыли емкостью по 0.5 л, увлажняют на 40-60% по объему водой, закрывают ватными пробками и стерилизуют. Посевной материал готовят на агаровых средах, содержащих 2% сахарозы и минеральные соли. Когда агар полностью покрывается слизистой массой коричневого цвета, полученный материал стерильно смывается дистиллированной водой и переносится на приготовленный субстрат. Содержимое бутылок тщательно перемешивают и термостатируют при 25-27оС. Культивирование продолжают до тех пор, пока бактерии не размножатся до необходимого количества. Полученный препарат сохраняет свою активность в течение 2-3 месяцев.

Использовать азотобактерин рекомендуется только на почвах, содержащих фосфор и микроэлементы. Азотобактерин применяют для бактеризации семян, рассады, компостов. При этом урожайность увеличивается на 10-15%. Семена зерновых опудривают сухим азотобактерином из расчета 100 млрд. клеток на 1 гектарную порцию семян. Картофель и корневую систему рассады равномерно смачивают водной суспензией бактерий. Для получения суспензии 1 гектарную норму (300 млрд. клеток) разводят в 15 литрах воды. При обработке почвенным или торфяным азотобактерином семена перемешивают с увлажненным препаратом и для равномерного высева подсушивают. Корневую систему рассады смачивают приготовленной суспензией.

1.3 Производство бактериальных удобрений на основе клубеньковых бактерий

Микрофлора почвы оказывает непосредственное влияние на её плодородие и, как следствие, на урожайность растений. Почвенные микроорганизмы в процессе роста и развития улучшают структуру почвы, накапливают в ней питательные вещества, минерализуют различные органические соединения, превращая их в легко усвояемые растением компоненты питания. Для стимуляции этих процессов применяют различные бактериальные удобрения, обогащающие ризосферу растений полезными микроорганизмами. Микроорганизмы, используемые для производства бактериальных препаратов, способствуют снабжению растений не только элементами минерального питания, но и физиологически активными веществами (фитогормонами, витаминами и др.).

В настоящее время выпускают такие бактериальные удобрения, как нитрагин, ризоторфин, азотобактерин, фосфобактерин, экстрасол. Отечественная промышленность выпускает два вида препаратов клубеньковых бактерий: нитрагин и ризоторфин. Оба препарата производятся на основе активных жизнеспособных клубеньковых бактерий из рода Rhizobium. Эти бактерии в симбиозе с бобовыми культурами способны фиксировать свободный азот атмосферы, превращая его в соединения, легкоусвояемые растением.

Бактерии рода Rhizobium — строгие аэробы. Среди них различают активные, малоактивные и неактивные культуры. Критерием активности клубеньковых бактерий служит их способность в симбиозе с бобовым растением фиксировать атмосферный азот и использовать его в виде соединений для корневого питания растений.

Фиксация атмосферного азота возможна только в клубеньках, образующихся на корнях растений. Возникают они при инфицировании корневой системы бактериями из рода Rhizobium. Заражение корневой системы происходит через молодые корневые волоски. После внедрения бактерии прорастают внутри них до самого основания в виде инфекционной нити. Выросшие нити проникают сквозь стенки эпидермиса в кору корня, разветвляются и распределяются по клетками коры. При этом индуцируется деление клеток хозяина и разрастание тканей. В месте локализации бактерий на корне растения-хозяина образуются клубеньки, в которых бактерии быстро размножаются и располагаются по отдельности или группами в цитоплазме растительных клеток. Сами бактериальные клетки увеличиваются в несколько раз и меняют окраску. Если клубеньки имеют красноватую или розовую окраску, обусловленную наличием пигмента леггемоглобина — аналог гемоглобина крови животных, то они способны фиксировать молекулярный азот. Неокрашенные («пустые») или имеющие зеленоватую окраску клубеньки не фиксируют азот.

Бактерии, находящиеся в клубеньках, синтезируют ферментную систему с нитрогеназной активностью, восстанавливающую молекулярный азот до аммиака. Ассимиляция аммиака происходит, в основном, путем вовлечения его в ряд ферментативных превращений, приводящих к образованию глутамина и глутаминовой кислоты, идущих в дальнейшем на биосинтез белка.

Помимо критерия активности в характеристике клубеньковых бактерий используют критерий вирулентности. Он характеризует способность микроорганизма вступать в симбиоз с бобовым растением, то есть проникать через корневые волоски внутрь корня и вызывать образование клубеньков. Большое значение имеет скорость такого проникновения. В симбиотическом комплексе растение — Rhizobium бактерии обеспечиваются питательными веществами, а сами снабжают растение азотистым питанием. С вирулентностью связана и видовая избирательность, которая характеризует способность данного вида бактерий к симбиозу с определенным видом бобового растения. Классификация различных видов Rhizobium учитывает растение-хозяина, например: Rhizobium phaseoli — для фасоли, Rhizobium lupini — для люпина, сараделлы и т.д. Вирулентность и видоспецифичность взаимосвязаны и не являются постоянными свойствами штамма.

Ещё по теме  Что делать, если не плодоносит вишня? Почему вишня цветет, но не плодоносит

Задачей производства бактериальных удобрения является максимальное накопление жизнеспособных клеток, сохранение их жизнеспособности на всех стадиях технологического процесса, приготовление на их основе готовых форм препарата с сохранением активности в течение гарантийного срока хранения.

Отечественная промышленность выпускает два вида нитрагина: почвенный и сухой. Впервые культура клубеньковых бактерий на почвенном субстрате была приготовлена в 1911 году на бактериально-агрономической станции в Москве. В настоящее время его производство имеет ограниченное значение, так как технология довольно сложна и трудоёмка при выполнении отдельных операций. Более перспективна технология производства сухого нитрагина.

Сухой нитрагин — порошок светло-серого цвета, содержащий в 1 г не менее 9 млрд. жизнеспособных бактерий в смеси с наполнителем. Влажность не превышает 5-7%. Промышленное производство имеет типичную схему. Необходимо отметить, что важно подбирать штаммы, устойчивые к высушиванию. Для производства посевного материала исходную культуру клубеньковых бактерий выращивают на агаризованной среде, содержащей отвар бобовых семян, 2% агара и 1% сахарозы, затем культуру размножают в колбах на жидкой питательной среде в течение 1-2 суток при 28-30оС и рН 6.5-7.5. На всех этапах промышленного культивирования применяют питательную среду, включающую такие компоненты, как меласса, кукурузный экстракт, минеральные соли в виде сульфатов аммония и магния, мел, хлорид натрия и двузамещенный фосфат калия. Основная ферментация идет при тех же условиях в течение 2-3 суток. Готовую культуральную жидкость сепарируют, получается биомасса в виде пасты с влажностью 70-80%. Пасту смешивают с защитной средой, содержащей тиомочевину и мелассу (1:20) и направляют на высушивание. Сушат путем сублимации ( в вакуум-сушильных шкафах). Высушенную биомассу размалывают. Производительнее высушивание в распылительных сушках, но при этом 75% клеток теряют жизнеспособность. Препараты сухого нитрагина фасуют и герметизируют в полиэтиленовые пакеты по 0.2 — 1 кг, хранят при температуре 15оС не более 6 месяцев. Семена опудривают перед посевом. Внесение нитрагина повышает урожайность в среднем на 15-25%.

Препарат клубеньковых бактерий может выпускаться и в виде ризоторфина. Впервые торфяной препарат клубеньковых бактерий был приготовлен в 30-х годах, но технология была создана в 1973-77 гг. Для приготовления ризоторфина торф сушат при температуре не выше 100оС и размалывают в порошок. Наиболее эффективным способом стерилизации является облучение его гамма-лучами. Перед стерилизацией размолотый, нейтрализованный мелом и увлажненный до 30-40% торф расфасовывают в полиэтиленовые пакеты. Затем его облучают и заражают клубеньковыми бактериями, используя шприц, с помощью которого впрыскивается питательная среда, содержащая клубеньковые бактерии. Прокол после внесения бактерий заклеивается липкой лентой. Каждый грамм ризоторфина должен содержать не менее 2.5 млрд. жизнеспособных клеток с высокой конкурентоспособностью и интенсивной азотфиксацией. Препарат хранят при температуре 5-6оС и влажности воздуха 40-55%. Пакеты могут быть весом от 0.2 до 1.0 кг. Доза препарата составляет 200 г на га. Заражение семян производят следующем образом: ризоторфин разбавляют водой и процеживают через двойной слой марли. Полученной суспензией обрабатывают семена. Семена высевают в день обработки или на следующий день.

1.4 Эффективные микроорганизмы — EM (effective microorganisms)

Линия биопрепаратов серии ЭМ — это живое сообщество 86 тщательно подобранных полезных почвенных микроорганизмов, известных в мире как «ЕМ» (effective microorganisms). Препараты серии «ЭМ» были созданы в конце 80-х годов японским учёным Teruo Higa и стали широко применяться во всём мире с середины 90-х годов. Сфера применения препаратов этой серии весьма широка: от возрождения плодородия почвы и утилизации органических отходов до снижения падежа молодняка на животноводческих фермах.

Вот неполный перечень результатов использования ЭМ-технологии:

1. Повышает урожайность практически всех культур в 2 раза, огурцов – в три, томатов в 4,5 – 5 раз.

2. Ускоряет сроки созревания на 10-15 дней;

3. Повышает содержание витаминов и каротина в плодах;

4. Снижает содержание нитратов в плодах;

5. Ускоряет образование гумуса;

6. Переводит почвенные микро- и макроэлементы в легкоусвояемые формы;

7. Преобразует органические отходы за две недели в эффективные удобрения в виде компоста;

8. Устраняет неприятные запахи, возникающие при гниении органики;

9. При использовании безотвальной технологии обработки почвы обеспечивает естественную пористость и проницаемость плодородного слоя до глубины 60-80 см;

10. При использовании в качестве биодобавки в корм животных и птицы уменьшает падёж молодняка в 2,5-3 раза за счёт нормализации кишечной микрофлоры. По этой же причине на 35-40% возрастает усвояемость кормов и суточные привесы.

Спецификой применения ЭМ препаратов в России следует признать их особую эффективность. Чем меньше вносилось в почву химических удобрений, тем быстрее ЭМ восстанавливают естественное плодородие почвы и тем выше, соответственно, урожай. Количество требуемых для внесения органических удобрений сокращается в 5-7 раз.

Чем меньше в рацион животных добавлялось гормонов и антибиотиков, тем меньше отход молодняка после начала применения ЭМ, так как этот препарат является сильным иммуномодулятором. Другими словами, если у животных сохранился какой-то иммунитет, он быстро усилится с помощью ЭМ-препарата. Если корма не хватает и он невысокого качества, а привесы малы или их почти нет, то, после начала применения ЭМ, нормализованная микрофлора кишечника поможет животному усваивать вместо 30-40% корма 70% при таком же рационе.

Одним из главных достоинств ЭМ-технологии является дешевизна её внедрения в существующие технологические циклы. Сочетание простоты использования, умеренной стоимости препаратов и большого экономического эффекта от применения ЭМ-технологий определяют причину её быстрого распространения по миру. Бедные и богатые страны находят свою выгоду в её применении: кто в увеличении привесов и сокращении падежа молодняка, кто в решении экологических проблем загрязнения окружающей среды крупными животноводческими комплексами и устранении социальных конфликтов из-за распространяющихся на многие километры от них трудно переносимых запахов.

Для российского аграрного сектора в его нынешнем тяжелом состоянии применение ЭМ-технологии является хорошим шансом поправить свои дела достаточно быстро и малыми средствами.

Выпуск этих препаратов под торговыми марками «Байкал ЭМ1» и «Тамир» уже налажен в России.

2 Процесс приготовления бактериального удобрения

Рассмотрим процесс приготовления бактериального удобрения более подробно. Весь цикл состоит из 5 этапов, каждый из которых, в свою очередь, подразделяется на несколько шагов.

Схема процесса производства бактериальных удобрений в общем виде

I) Приготовление инокулята:

1) Подбор штамма бактерий, обладающего требуемыми свойствами (достаточная скорость роста, обязательно устойчивость к сухим условиям, и ряд свойств, необходимых для конечного продукта)

2) Засев на твердую питательную среду. Производится в лабораторных условиях при соблюдении стерильности. Требуется для первоначального наращивания биомассы.

3) Пересев на жидкую питательную среду. Также проводится в лабораторных условиях. Необходим для получения количества биомассы, достаточного для помещения в ферментер большого объема.

II) Приготовление среды:

Этот процесс идет параллельно с приготовлением инокулята, питательная среда также используется для предварительного наращивания биомассы бактерий. Состав среды подбирается индивидуально для каждого вида бактерий. Для увеличения эффективности процесса ферментации зачастую требуется достаточно трудоемкий предварительный этап подбора оптимального состава питательной среды.

1) Подбор оптимального состава питательной среды, если требуется (при модернизации производства, при использовании нового штамма бактерий и т.д.).

2) Приготовление требуемого количества среды.

3) Стерилизация среды.

Процесс ферментации проводится, как правило, глубинными методами в таре, предназначенной для конечного продукта, в помещениях, обеспеченных оптимальными для процесса условиями; реже — в ферментерах. Условия культивирования строго асептические, температурный режим как правило 26-30 °С, pH среды нейтральная (6,5 — 7,5). Продолжительность культивирования зависит от требуемого количества биомассы, вида микроорганизма и других условий, в общем подбирается экспериментальным путем.

Существует несколько методов сушки, применяемых в производстве бактериальных удобрений — сублимационная сушка, применение распылительных, ленточных и др. сушилок. Выбор метода сушки и условий процесса (температурный режим, требуемая остаточная влажность) определяются, исходя из эксплуатационных требований получаемого удобрения и того, какие микроорганизмы взяты для производства.

V) Фасовка и выпуск продукта:

Зачастую, стадия фасовки готового удобрения мало выделяется среди предшествующих стадий производства. Это связано с тем, что во многих случаях культивирование микроорганизмов производится непосредственно в товарной упаковке (например, ризоторфин — в ПЭ пакетах (предварительно в них расфасована подготовленная среда — торф), азотобактерин — в стеклянных бутылях и т.д.). Во многом это связано с тем, что срок хранения готового продукта очень недолог, поэтому экономически наиболее приемлема скорейшая его реализация. В других случаях производится сортировка, отбор, фасовка и упаковка готового продукта, для чего может потребоваться введение отдельной производственной линии.

В заключение рассмотрим более подробно экономическую целесообразность и обоснованность внедрения производства бактериальных удобрений. По результатам их работы было установлено, что при применении азотфиксирующих бактериальных препаратов рост продуктивности картофеля за 2 года составил от 7% до 43% в зависимости от разведения препарата и сочетания его с другими бакудобрениями (конкретно были исследования силикатные бактерии). Кроме того, была обнаружена зависимость эффективности препарата от типа почвы, в которую он был внесен и глубины заделки саженцев. Немаловажным экономическим фактором так же является и то, что наибольшую эффективность препарат продемонстрировал при среднем разведении (эксперимент проводился при разведениях от 1:200 до 1:1000, при этом наивысший результат был достигнут при разведении 1:400, далее происходило снижение эффективности). Судя по всему, это связано со значительным накоплением в почве продуктов жизнедеятельности бактерий, которые нейтрализуют положительный эффект от их применения.

Из описанных результатов работы можно сделать вывод о том, что при соблюдении ряда условий, либо путем подбора более эффективных биопрепаратов, применение бактериальных удобрений в общем позволяет получать плоды, обладающие большей массой, экологичностью, безвредностью для человека и животных, и содержащие больше витаминов по сравнению с аналогами, выращенными без применения таких удобрений. Все это в итоге повышает экономичность и эффективность сельского хозяйства в целом.

В заключение рассмотрим достоинства и недостатки бактериальных удобрений как таковых. К их плюсам можно отнести следующее:

— Представляют собой 100% экологически чистые препараты

— Относительно простой производственный цикл

— Доступные штаммы микроорганизмов

— Существенная эффективность использования по сравнению с минеральными удобрениями

К недостаткам биопрепаратов можно отнести:

— Зависимость эффективности их действия от состава и свойств почвы, и ряда других факторов

— Расчет товарной упаковки на применение на больших площадях, затруднено использование на малых садовых участках

— Малый срок хранения, некоторая «сезонность» производства

Скачать: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Источник: http://privetstudent.com/referaty/biologiya-referaty/1750-bakterialnye-udobreniya.html

Что такое бактериальные удобрения?

До ХХ века, основным видом удобрений были органические, но с развитием науки в прошлом веке получили большое распространение минеральные. Оба вида до сих пор их широко используют. Но есть еще одна разновидность удобрений – бактериальные. Что это такое, и для чего они нужны?

Человечество занимается сельским хозяйством не один десяток тысяч лет. Самое удивительное в этом, то, что до сих пор мы имеем возможность собирать урожаи позволяющие кормить постоянно растущие население планеты. Все это благодаря тому, что земля имеет свойство регенерации, а люди помогают ей, внося удобрения.

До ХХ века, основным видом удобрений были органические, но с развитием науки в прошлом веке получили большое распространение минеральные. Оба вида до сих пор их широко используют. Но есть еще одна разновидность удобрений – бактериальные. Что это такое, и для чего они нужны?

Бактериальные удобрения – это микробиологические инокулянты, которые делают почву плодородной и помогают растениям добывать и усваивать полезные вещества. Это своеобразные лактобактерии для растений.

Первое вещество, содержащие активные и полезные для растений микроорганизмы появилось еще в конце XIX века. Называлось оно нитрагин. Оказывается, в Советском Союзе такие удобрения тоже использовались для отдельных культур. К ним относились люпин, соя, арахис, горох, фасоль и другие бобовые. Почему они?

Эти растения активно поглощают из почвы азот, чем сильно обедняют ее. Особенно славится этим соя. Введение новых посевных площадей ситуацию не спасает, а наоборот, ухудшает, так как регенерация длится от пяти лет и более. А возрастающие поголовье надо кормить. Вот и появилась технология нитрагинизация – обработка семян бактериальными удобрениями.

Сейчас кроме нитрагина есть еще несколько препаратов подобного действия – это азотобактерин, ризоторфин, фосфоробактерин. Предназначение этих веществ не только удобрять, но и защищать растения от различных заболеваний, особенно грибковых.

Выпускают бактериальные удобрения в трех видах: порошкообразные, жидко-бульонные и агаровые. Это зависит от того, в какой наполнитель будут помещаться микроорганизмы. В качестве наполнителя могут выступать: торф, перегной, древесный уголь, глина, песок, сенная мука и другие сыпучие материалы, также используют желатин, агар-агар (отсюда и название — агаровые). Микроорганизмы попадают в наполнитель засушенными либо замороженными.

Бульонные и агаровые бактериальные удобрения имеют существенный недостаток – у них очень короткий срок хранения, поэтому они постепенно вытесняются сыпучими. У этих есть еще одно серьезное преимущество – небольшая себестоимость, что позволяет им постепенно завоевывать рынок сбыта.

Ну, конечно, микробиологи тоже не отстают. Сейчас для таких удобрений ставка делается на защитные свойства. Это позволит уменьшить количество применяемых пестицидов, что в конечном итоге, скажется и на качестве продукции и на снижении воздействия на окружающие среду.

Современным сельхозпроизводителям стоит обратить внимание на такие препараты как фосфоробактерин и азотобактерин. Дело в том, что они имеют широкий спектр действия. Если изначально нитрагин использовался только для бобовых, то этими препаратами можно удобрять практически все сельскохозяйственные культуры. Применяя их вместе с другими органическими удобрениями, можно прогнозировать увеличение урожайности до 50%.

Кроме уже готовых форм, можно приобрести «закваски», которые используются для самостоятельного приготовления бактериальных удобрений. Для этого можно использовать компостные кучи, слои которой проливаются бульоном из микроорганизмов, а можно готовить жидкие удобрения для подкормки растений.

Как правильно сделать жидкую подкормку. Берется бочка, в которую помещается трава и растительные отходы, обычно в ход идет то, что убирается после прополки. Когда наберется меньше половины, растительная масса заливается водой, так чтобы она немного скрылась, добавляется «закваска» — пропорции даны в инструкции, бочка плотно закрывается и оставляется на две недели для брожения. Для лучшего эффекта «чачу» надо перемешивать каждый день. После брожения жидкость станет однородной. В бочку долить воды до краев. Субстрат готов, можно подкармливать все, что растет в садах и огородах.

Источник: http://farmer35.ru/stati/rastenievodstvo/chto-takoe-bakterialnye-udobrenija.html

Бактериальные удобрения, как неотъемлемый компонент биологического земледелия (аналитический обзор)

Дата публикации: 06.04.2016 2016-04-06

Статья просмотрена: 188 раз

Библиографическое описание:

Ерёмин Д. И., Попова О. Н. Бактериальные удобрения, как неотъемлемый компонент биологического земледелия (аналитический обзор) // Молодой ученый. ? 2016. ? №6.5. ? С. 144-146. ? URL https://moluch.ru/archive/110/27511/ (дата обращения: 27.07.2018).

В статье рассмотрены особенности применения бактериальных удобрений в современном земледелии. Дана подробная классификация наиболее распространённых бактериальных удобрений. Большое влияние уделено тому, под какие культуры они могут использоваться и в каком количестве. Описаны оптимальные условия для их транспортировки, хранения и непосредственно внесения в почву. Отмечено, что необходимо при использовании бактериальных удобрений обладать высокой культурой земледелия с научно-техническим сопровождением.

Ключевые слова: пашня, биологическое земледелие, микрофлора, клубеньковые бактерии, азотобактер, бактериальные удобрения, ризоторфин, нитрагин, азотобактерин, фосфоробактерин.

На протяжении нескольких десятилетий установлено и экспериментально подтверждено, что главным источником, восполняющим запасы питательных веществ, необходимых растениям являются удобрения. Путем внесения органических и минеральных удобрений человек научился изменять питательный режим, тем самым создал возможность получать высокие урожаи сельскохозяйственных культур. Буквально за последние 15-20 лет аграрии начали всецело надеяться на агрохимикаты, тем самым забывая о биологической составляющей почвы. Это в свою очередь привело к увеличению себестоимости продукции, а кроме этого и к ухудшению экологической обстановки агроландшафтов.

Существует возможность улучшения питательного режима за счет использования микробного потенциала почвы. Аграрная наука разработала действенные меры по стимулированию почвенной микрофлоры, жизнедеятельность которой способствует высвобождению дополнительного количества питательных веществ и увеличению урожайности.

Как отмечают, Н.В Абрамов и Д.И. Ерёмин ещё в 70 годы прошлого столетия без внесения минеральных удобрений можно, было получить урожай зерновых 1,5-1,6 т/га, а к 80 годам эта цифра достигла 3,0 т/га [1]. Увеличение урожайности в этом случае обусловлено правильным подбором научно-обоснованной системы земледелия, стимулирующей почвенную микрофлору. Великий земледел Сибири, Терентий Семенович Мальцев, в свои годы отмечал, что необходимо активизировать естественный процесс обмена веществ путем использования мелких обработок, а не угнетать полезную биоту обработкой с оборотом пласта. Он отмечал, что безотвальная обработка почвы при хорошей аэрации приводит к распаду органического вещества, в результате чего образуются углеродистые соединения, необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов.Данные многолетних наблюдений микробиологов свидетельствуют о том, что стимулировать микрофлору можно за счёт рыхления почвы без оборота пласта. При активизации микробоценоза происходит разложение растительных остатков и первичный процесс гумификации.

Также не стоит забывать об органических удобрениях, с внесением которых в почву поступает полезная микрофлора, участвующая в преобразовании органического вещества. Главным образом она поступает с навозом, соломой и сидератами. Проблема применения органических удобрений в том, что мы не можем регулировать количество и видовой состав поступающей микрофлоры.

Сейчас многие руководители хозяйств, чтобы выжить в условиях кризиса пытаются экономить на всех стадиях производства зерна – сокращают до минимума все затраты, при этом отказываясь от важных и необходимых технологических операций или замещая их обработкой пестицидами. Это приводит не только к снижению полезной микрофлоры, но и к ухудшению почвенного плодородия.

На сегодняшний день многие почвы, вовлеченные в сельскохозяйственный оборот микробно сильно истощены — это подтверждается исследованиями Д.Р. Майсямовой [4,5]. Для восстановления микробиологического потенциала необходимо предусматривать систему внесения специальных бактериальных удобрений. Эти удобрения сами по себе не содержат в своём составе элементов питания, а состоят из бактерий, которые преобразуют недоступные растениям питательные вещества в доступную форму.

Общеизвестны следующие виды бактериальных удобрений: ризоторфин, нитрагин, азотобактерин, фосфоробактерин, в основу которых заложены определенные виды бактерий. Ризоторфин считается комплексным бактериальным удобрением и отличается от остальных тем, что в его состав входит несколько видов бактерий, которые активно взаимодействуют со средой и перерабатывают ее в доступную для растений микроэлементную форму. Наибольшее значение из них принадлежит клубеньковым бактериям рода Rhizobium, которые живут на корнях бобовых растений и обеспечивают симбиотическую фиксацию азота воздуха [2]. Кроме этого, ризоторфин усиливает разложение органических веществ, значительно повышает биологическую активность почв, способствует быстрому росту растений и получению высоких урожаев, возделываемых культур. Применение ризоторфина повышает урожайность бобовых культур на 10-15 %, а в хозяйствах, использующих его впервые на 50-100 %. Исследователями Московской области установлено, что данное удобрение даёт прибавки урожая овса и яровой пшеницы в среднем от 1,7 до 5,4 ц/га. Его действие отмечается даже на низкоплодородных почвах подзолистого типа.

Большое значение для сельскохозяйственного производства играет нитрагин. Необходимо отметить, что он применим только к бобовым культурам, так как содержит огромное количество клубеньковых бактерий, которые вызывают обильное образование клубеньков у бобовых растений. А также потому, что клубеньковые бактерии не могут проникать в корни не бобовых растений.Эти бактерии, усваивают газообразный азот из воздуха и переводят его в белковые и другие азотистые соединения, активно используемые растениями после отмирания бактерий [6]. Чаще всего нитрагином обрабатывают (инокулируют) семена, но нередко его вносят и в саму почву.

Еще один представитель бактериальных удобрений заслуживает внимания товаропроизводителей, это – азотобактерин. Он, как и нитрагин содержит в своём составе бактерии, способные доставлять необходимый азот в почвенную среду, но спектр его действия значительно шире. При применении азотобактерина в почву поступает большое количество микроэлементов, необходимых как микроорганизмам, так и растениям. Азотобактерин применяют под все сельскохозяйственные культуры, положительные результаты он дает при внесении под овощные культуры и картофель. Так как бактерии азотобактерина лучше всего развиваются в прикорневой зоне, вносят его в почву непосредственно с семенами, клубнями и рассадой.

Исследования учёных ГАУ Северного Зауралья показали, что основные пахотные почвы Тюменской области содержат большие запасы валового фосфора, который практически недоступен для растений [3]. Причиной его высокого содержания в почве является длительное применение высоких доз фосфорных удобрений в 70-90 годы прошлого столетия, часть из которых перешла в труднодоступное состояние. В настоящее время стоимость фосфорных удобрений существенно дороже азотных, поэтому товаропроизводители часто от них отказываются, тем самым лимитируя свой урожай по доступному фосфору в почве. В таких условиях особое внимание необходимо уделить такому удобрению как фосфоробактерин, который содержит в своём составе бактерии, способные разлагать и переводить трудно растворимые фосфоросодержащие органические соединения в легкодоступные для растений формы. Его внесение стимулирует развитие корневой системы растений, а также подавляет развитие в почве патогенной микрофлоры. Фосфоробактерин может использоваться под все культуры, но наибольший его эффект наблюдается при применении на богатых органическим веществом почвах и преимущественно не кислых.

При использовании бактериальных удобрений необходимо соблюдать определённые правила, так как свою эффективность они показывают только при высоком уровне земледелия с обязательным научно-техническим сопровождением. Несмотря на их положительное действие, возникают некоторые технологические сложности, касающиеся их транспортировки, хранения и непосредственно самого внесения. Так как данные удобрения содержат живые организмы хранить их необходимо в строго определённом месте, не допуская резких перепадов температур, из-за чего они могут снизить свою эффективность или вообще погибнуть. Рядом с ними не должны располагаться ядовитые вещества, особенно средства защиты растений. Кроме того, срок хранения бактериальных удобрений недолгий (до 2 лет), поэтому использовать их нужно максимально быстро после вскрытия упаковки [7].

Ещё по теме  Почему вянут комнатные растения? Причины. Что делать?

Вносить бактериальные удобрения необходимо во влажную почву, лучше всего вечером, так как микроорганизмы не любят попадания прямых солнечных лучей. Нельзя допускать попадания раствора на побеги растений, а под молодые растения вносить их вообще не рекомендуется, так как в этот период они сильно ослаблены. Нередко возникает сложность при внесении требуемых доз (несколько грамм на гектар почвы) и подборе специальной техники.

Для эффективного их влияния на общую биологическую активность и повышения плодородия почвы необходимо разрабатывать штаммы бактерий, учитывая условия разных климатических зон, так как микробиологические удобрения, созданные для южных районов, не всегда работают в северных регионах.

Заключение

Бактериальные удобрения обладают мощным потенциалом повышения эффективного плодородия старопахотных почв. И при правильном их использовании способны увеличить урожай зерновых культур в среднем на 1,5-5 ц/га. При этом необходимо чётко знать микробиологическую характеристику почвы, в которую будут вноситься удобрения. Вместе с тем нужно помнить, что при применении бактериальных удобрений необходимо обладать высоким уровнем современных знаний работников аграрного сектора, а также владеть высокой культурой земледелия, поддерживающей на всех её этапах научным потенциалом учёных аграриев.

  1. Абрамов Н.В. Проблемы получения максимально возможной урожайности яровой пшеницы в условиях Северного Зауралья / Н.В. Абрамов, Д.И. Ерёмин // Аграрный вестник Урала. 2009. № 1. С. 31-37.
  2. Артемьев Е.Г. Роль азотфиксации в формировании гороха в условиях Северной Лесостепи Тюменской области / Е.Г. Артемьев, Ерёмин Д.И. // Вестник Красноярского государственного университета. 2009. № 3. С. 60-66.
  3. Ерёмин Д.И. Динамика подвижного фосфора пахотного чернозема при длительном использовании органоминеральной системы удобрения в лесостепной зоне Зауралья / Д.И. Ерёмин // Плодородие. 2015. № 4 (85). С. 13-16.
  4. Майсямова Д.Р. Биологический режим темно-серых лесных почв в процессе сельскохозяйственного использования / Д.Р. Майсямова // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2005. № 5. С. 17-23.
  5. Майсямова Д.Р. Биологический режим чернозёма обыкновенного в процессе сельскохозяйственного использования / Д.Р. Майсямова, Н.В. Абрамов // Аграрный вестник Урала. 2008. № 5. С. 35-37.
  6. Скипин Л.Н. Параметры жизнедеятельности клубеньковых бактерий при изменении эдафических факторов / Л.Н. Скипин, В.С. Петухова, Н.В. Перфильев, Н.В. Храмцов // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2014. № 6. С. 103-108.
  7. Терещенко Н.Н. Бактериальные удобрения: проблемы и перспективы применения / Н.Н. Терещенко // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2007. № 7. С. 14-20

Источник: http://moluch.ru/archive/110/27511/

Бактериальные удобрения

Опытные овощеводы советуют вносить органические удобрения вместе с минеральными. Такое взаимодействие основано на полезных свойствах живых микроорганизмов, содержащихся в органических удобрениях. Эти микроорганизмы превращают основные элементы питания, содержащиеся в почве, из неусваиваемой или трудноусваиваемой в доступные для растений соединения.

Вместо органических удобрений можно использовать бактериальные. Применение бактериальных удобрений повышает урожайность овощных культур от 13 до 37%. Необходимо знать, что предпосевную обработку посадочного материала бактериальными удобрениями производят в день посадки или посева, обязательно в защищенном от солнечного света месте. На каждой упаковке удобрения есть инструкция, которую нужно соблюдать.

Наиболее известные бактериальные удобрения: нитрагин, азотобактерин, фосфоробактерин.

В нитрагине в большом количестве содержатся клубеньковые бактерии, усваивающие азот из воздуха. Нитрагин применяется для предпосевной обработки семян только бобовых растений. Нитрагин производится для каждого вида растений отдельно, продается в бутылках или банках. Четырех-пяти граммов нитрагина, разведенного в воде, хватает на обработку семян для посевной площади, равной 100 квадратным метрам.

Азотобактерин – бактериальное удобрение, содержащее в большом количестве азотобактеры. Бактерии, внесенные в почву, размножаются и усваивают азот из воздуха, обогащая им верхний слой почвы, в котором находится корневая система растений.

Азотобактерин продается в сухом виде порошком в пакетиках и в жидком виде в бутылках. Азотобактерин применяется для предпосевной обработки семян, рассады, клубней, корневой системы саженцев. На одну сотку огорода требуется 30-50 граммов азотобактерина.

В фосфоробактерине содержатся споры фосфорных бактерий, которые превращают недоступные для растений органические соединения фосфора в растворимые и усвояемые. Фосфоробактерин выпускается в сухом виде (порошок).

Фосфоробактерин наиболее эффективен на почвах с высоким содержанием органики, достаточно увлажненных и теплых. Фосфоробактерин вносится в почву вместе с посадочным материалом.

Предпосевная обработка фосфоробактерином клубней картофеля. На 100 килограммов клубней картофеля берут 0,75 грамма сухого фосфоробактерина, разводят в пяти литрах воды комнатной температуры, затем этим раствором опрыскивают клубни.

Предпосевная обработка фосфоробактерином рассады овощных культур. На 100 штук рассады достаточно 0,05 грамма сухого порошка фосфоробактерина. Порошок добавляют в золу в соотношении 1:40, тщательно перемешивают, корни рассады обсыпают этим порошком, после этого высаживают на постоянное место в землю. Можно использовать и жидкий раствор фосфоробактерина.

Точно также обрабатывают и семена. Сухую обработку семян фосфоробактерином можно проводить заблаговременно, за 1–8 месяцев до посева. Семена обсыпают смесью фосфоробактерина и золы.

Препарат ЭМ-1 (эффективные микроорганизмы) — также бактериальное удобрение, содержащее несколько видов микроорганизмов, комплексно воздействующие на рост и развитие практически всех овощных и декоративных растений.

Микробиологическое удобрение ЭМ-1 способствует активной фиксации атмосферного азота микроорганизмами, обитающими в корневой системе растений, превращает связанные органические и минеральные химические элементы в растворимые формы, доступные растениям в процессе роста и развития. Препарат ЭМ-1 прекрасно себя зарекомендовал при предпосевной обработке семян, например, при замачивании и проращивании семян кабачка, томата, огурцов, капусты и других овощных культур, обработке корневой системы перед посадкой саженцев хвойных растений, саженцев роз.

Это удобрение стимулирует физиологические процессы растений, что приводит к ускоренному развитию вегетативных органов, более раннему завязыванию и созреванию плодов; предотвращает уплотнение почвы при нулевой системе обработки.

Источник: http://floweryvale.ru/our-garden/bacterial-fertilizers.html

Бактериальные удобрения

Бактериальными удобрениями называют специально разработанные составы с высоким содержанием почвенных микроорганизмов, оказывающих положительное воздействие на усвоение растением питательных веществ из почвы, хотя самого питания эти удобрения не содержат.

Самыми распространенными на сегодняшний день бактериальными удобрениями являются агрофил, который можно использовать для повышения урожая любых овощных культур в открытом и закрытом грунте, и флавобактерин, разработанный специально для высокосахаристых и крахмалистых овощных культур в условиях открытого грунта. Для сахарной свеклы, бобовых и пасленовых (картофеля, томатов, баклажанов, перца) культур разработано удобрение лизорин. Существуют и другие виды бактериальных удобрений, предназначенных для отдельных видов сельскохозяйственных культур с учетом их биологических особенностей.

Источник: http://znaytovar.ru/s/Bakterialnye-udobreniya.html

Реферат — Бактериальные удобрения

Скачивание файла

Введите число с картинки:

Биологические (бактериальные) удобрения применяют для обогащения почвы связанным азотом. Большое распространение получили препараты нитрагин и азотобактерин — клетки клубеньковых бактерий и азотобактера, к которым добавляют стабилизаторы (мелассу, тиомочевину) и наполнитель (бентонит, почву). Азотобактерин обогащает почву не только азотом, но и витаминами и фитогормонами, гиббереллинами и гетероауксинами. Препарат фосфобактерин из Bacillusmegaterium превращает сложные органические соединения фосфора в простые, легко усвояемые растениями. Фосфобактерин также обогащает почву витаминами и улучшает азотное питание растений.

Присутствующая в почве микрофлора оказывает непосредственное влияние на ее плодородие, и как следствие, на повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Почвенные микроорганизмы в процессе роста и развития улучшают структуру почв, накапливают в них питательные вещества, минерализуя различные органические и неорганические соединения, например, азота и фосфора, превращая их в итоге в легкоусвояемые растением продукты питания.

С целью стимулирования деятельности почвенной микрофлоры применяют различные бактериальные удобрения, которые обогащают ризосферу растений полезными микроорганизмами.

Растения синтезируют ряд соединений, регулирующих их рост и развитие (фитогормоны, биорегуляторы). К их числу принадлежат ауксины, гиббереллины, цитокинины. Созревание плодов стимулирует этилен. Эти биорегуляторы находят применение в сельском хозяйстве. К числу новых, обнаруженных в последние годы биорегуляторов относят пептиды, имеются перспективы их применения в сельском хозяйстве.

Фосфобактерин — бактериальное удобрение, содержащее споры микроорганизма Bacillus megaterium var. phosphaticum. Представляет собой порошок светло-серого или желтоватого цвета.

Бактерии обладают способностью превращать сложные фосфорорганические соединения (нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды и т.д.) и трудноусвояемые минеральные фосфаты в доступную для растений форму. Кроме этого бактерии вырабатывают биологически активные вещества (тиамин, пиридоксин, биотин, пантотеновую и никотиновую кислоты и др.), стимулирующие рост растения. Фосфобактерин относится к числу препаратов со стимулирующим эффектом.

Bacillus megaterium var. phosphaticum представляют собой мелкие, грамположительные аэробные спорообразующие палочки размером 2*6 мкм. Клетки содержат значительное количество соединений фосфора. В ранней стадии развития это подвижные одиночные палочки, при старении образуют эндоспоры, локализующиеся в одном из концов клетки. В силу вышеизложенного технология выращивания сводится к получению спор.

В целом производство фосфобактерина похоже на производство азотобактерина и препаратов клубеньковых бактерий. Состав питательной среды в процентах: кукурузный экстракт -1.8, меласса — 1.5, сульфат аммония — 0.1, мел — 1, остальное — вода. Культивирование ведется глубинным методом в строго асептических условиях при постоянном перемешивании и принудительной аэрации до стадии образования спор. Основные параметры проведения процесса: температура 28-30 о С, рН 6.5-7.5, длительность культивирования 1.5-2 суток.

Полученную в ходе культивирования биомассу клеток отделяют центрифугированием и высушивают в распылительной сушилке при температуре 65-75 о С до остаточной влажности 2-3%. Высушенные споры смешивают с наполнителем. Готовый препарат должен содержать не менее 8 млрд. клеток в 1 г. Расфасовывают препарат в полиэтиленовые пакеты по 50-500 г. В отличие от нитрагина и азотобактерина фосфобактерин обладает большей устойчивостью при хранении.

Фосфобактерин рекомендуют применять на черноземных почвах, которые содержат наиболее значительное количество фосфороорганических соединений. Необходим для повышения урожайности зерновых, картофеля, сахарной свеклы и др. сельскохозяйственных растений. Семена обрабатывают смесью сухого фосфобактерина с наполнителем (золой, почвой и др.) в соотношении 1:40. На 1 гектарную порцию требуется 5 г препарата и 200 г наполнителя. Клубни картофеля равномерно увлажняют суспензией спор, приготовленной из расчета 15 г препарата на 15 л воды. Урожай при этом повышается на 10%.

Азотобактерин — бактериальное удобрение, содержащее свободноживущий почвенный микроорганизм Azotobacter chroococcum , способный фиксировать до 20 мг атмосферного азота на 1 г использованного сахара. Внесенные в качестве удобрения в почву бактерии также выделяют биологически активные вещества (никотиновую и пантотеновую кислоты, пиридоксин, биотин, гетероауксин, гиббереллин и др.). Эти вещества стимулируют рост растений. Кроме того, продуцируемые Azotobacter фунгицидные вещества из группы анисомицина угнетают развитие некоторых нежелательных микроскопических грибов в ризосфере растения.

Все виды Azotobacter строгие аэробы. Чувствительны к содержанию в среде фосфора и развиваются лишь при высоком его содержании в питательной среде. Азотфиксирующая способность культуры подавляется аммиаком (вообще содержание в среде связанного азота угнетает азотфиксацию). Стимулируют процесс фиксации азота соединения молибдена.

Установлено, что при фиксации азота процесс его восстановления протекает на одном и том же синтезируемом азотобактером ферментном комплексе и лишь конечный продукт (аммиак) отделяется от фермента. Нитрогеназная азотфиксирующая система представляет собой мультиферментный комплекс, содержащий не связанное с геном железо, молибден и SH-группы.

Микробиологическая промышленность выпускает несколько видов азотобактерина: сухой, почвенный и торфяной. Технология получения сухого азотобактерина имеет много общего с технологией производства сухого нитрагина. Сухой азотобактерин — активная культура высушенных клеток азотобактера с наполнителем. В 1 г препарата содержится не менее 0.5 млрд. жизнеспособных клеток. Культуру микроорганизма выращивают методом глубинного культивирования на среде, содержащей те же компоненты, что и при культивировании клеток Rhizobium. Дополнительно вводят только сульфаты железа и марганца, а также сложную соль молибденовой кислоты, рН 5.7-6.5.

Процесс ферментации проводят до стационарной фазы развития культуры, так как в этой фазе биологически активные вещества выделяются из клетки и остаются в культуральной жидкости. Биологически активные вещества могут также полностью или частично теряться при высушивании, однако жизнеспособные клетки быстро восстанавливают способность их продуцировать. Высушенную культуру стандартизируют, фасуют в полиэтиленовые пакеты по 0.4-2 кг и хранят при температуре 15 о С не более 3 месяцев.

Почвенный и торфяной азотобактерин представляют собой активную культуру азотобактера, размноженную на твердой питательной среде, и содержат в 1 г не менее 50 млн. жизнеспособных клеток. Для их приготовления берут плодородную почву или разлагающийся торф с нейтральной реакцией среды. К просеянному субстрату добавляют 2% извести и 0.1% суперфосфата. По 500 г полученной смеси переносят в бутыли емкостью по 0.5 л, увлажняют на 40-60% по объему водой, закрывают ватными пробками и стерилизуют. Посевной материал готовят на агаровых средах, содержащих 2% сахарозы и минеральные соли. Когда агар полностью покрывается слизистой массой коричневого цвета, полученный материал стерильно смывается дистиллированной водой и переносится на приготовленный субстрат. Содержимое бутылок тщательно перемешивают и термостатируют при 25-27 о С. Культивирование продолжают до тех пор, пока бактерии не размножатся до необходимого количества. Полученный препарат сохраняет свою активность в течение 2-3 месяцев.

Использовать азотобактерин рекомендуется только на почвах, содержащих фосфор и микроэлементы. Азотобактерин применяют для бактеризации семян, рассады, компостов. При этом урожайность увеличивается на 10-15%. Семена зерновых опудривают сухим азотобактерином из расчета 100 млрд. клеток на 1 гектарную порцию семян. Картофель и корневую систему рассады равномерно смачивают водной суспензией бактерий. Для получения суспензии 1 гектарную норму (300 млрд. клеток) разводят в 15 литрах воды. При обработке почвенным или торфяным азотобактерином семена перемешивают с увлажненным препаратом и для равномерного высева подсушивают. Корневую систему рассады смачивают приготовленной суспензией.

Производство бактериальных удобрений на основе клубеньковых бактерий.

Микрофлора почвы оказывает непосредственное влияние на её плодородие и, как следствие, на урожайность растений. Почвенные микроорганизмы в процессе роста и развития улучшают структуру почвы, накапливают в ней питательные вещества, минерализуют различные органические соединения, превращая их в легко усвояемые растением компоненты питания. Для стимуляции этих процессов применяют различные бактериальные удобрения, обогащающие ризосферу растений полезными микроорганизмами. Микроорганизмы, используемые для производства бактериальных препаратов, способствуют снабжению растений не только элементами минерального питания, но и физиологически активными веществами (фитогормонами, витаминами и др.).

В настоящее время выпускают такие бактериальные удобрения, как нитрагин, ризоторфин, азотобактерин, фосфобактерин, экстрасол. Отечественная промышленность выпускает два вида препаратов клубеньковых бактерий: нитрагин и ризоторфин. Оба препарата производятся на основе активных жизнеспособных клубеньковых бактерий из рода Rhizobium. Эти бактерии в симбиозе с бобовыми культурами способны фиксировать свободный азот атмосферы, превращая его в соединения, легкоусвояемые растением.

Бактерии рода Rhizobium — строгие аэробы. Среди них различают активные, малоактивные и неактивные культуры. Критерием активности клубеньковых бактерий служит их способность в симбиозе с бобовым растением фиксировать атмосферный азот и использовать его в виде соединений для корневого питания растений.

Фиксация атмосферного азота возможна только в клубеньках, образующихся на корнях растений. Возникают они при инфицировании корневой системы бактериями из рода Rhizobium. Заражение корневой системы происходит через молодые корневые волоски. После внедрения бактерии прорастают внутри них до самого основания в виде инфекционной нити. Выросшие нити проникают сквозь стенки эпидермиса в кору корня, разветвляются и распределяются по клетками коры. При этом индуцируется деление клеток хозяина и разрастание тканей. В месте локализации бактерий на корне растения-хозяина образуются клубеньки, в которых бактерии быстро размножаются и располагаются по отдельности или группами в цитоплазме растительных клеток. Сами бактериальные клетки увеличиваются в несколько раз и меняют окраску. Если клубеньки имеют красноватую или розовую окраску, обусловленную наличием пигмента легоглобина (леггемоглобина) — аналог гемоглобина крови животных, то они способны фиксировать молекулярный азот. Неокрашенные («пустые») или имеющие зеленоватую окраску клубеньки не фиксируют азот.

Бактерии, находящиеся в клубеньках, синтезируют ферментную систему с нитрогеназной активностью, восстанавливающую молекулярный азот до аммиака. Ассимиляция аммиака происходит, в основном, путем вовлечения его в ряд ферментативных превращений, приводящих к образованию глутамина и глутаминовой кислоты, идущих в дальнейшем на биосинтез белка.

Помимо критерия активности в характеристике клубеньковых бактерий используют критерий вирулентности. Он характеризует способность микроорганизма вступать в симбиоз с бобовым растением, то есть проникать через корневые волоски внутрь корня и вызывать образование клубеньков. Большое значение имеет скорость такого проникновения. В симбиотическом комплексе растение — Rhizobium бактерии обеспечиваются питательными веществами, а сами снабжают растение азотистым питанием. С вирулентностью связана и видовая избирательность, которая характеризует способность данного вида бактерий к симбиозу с определенным видом бобового растения. Классификация различных видов Rhizobium учитывает растение-хозяина, например: Rhizobium phaseoli — для фасоли, Rhizobium lupini — для люпина, сараделлы и т.д. Вирулентность и видоспецифичность взаимосвязаны и не являются постоянными свойствами штамма.

Задачей производства бактериальных удобрения является максимальное накопление жизнеспособных клеток, сохранение их жизнеспособности на всех стадиях технологического процесса, приготовление на их основе готовых форм препарата с сохранением активности в течение гарантийного срока хранения.

Отечественная промышленность выпускает два вида нитрагина: почвенный и сухой. Впервые культура клубеньковых бактерий на почвенном субстрате была приготовлена в 1911 году на бактериально-агрономической станции в Москве. В настоящее время его производство имеет ограниченное значение, так как технология довольно сложна и трудоёмка при выполнении отдельных операций. Более перспективна технология производства сухого нитрагина.

Сухой нитрагин — порошок светло-серого цвета, содержащий в 1 г не менее 9 млрд. жизнеспособных бактерий в смеси с наполнителем. Влажность не превышает 5-7%. Промышленное производство имеет типичную схему. Необходимо отметить, что важно подбирать штаммы, устойчивые к высушиванию. Для производства посевного материала исходную культуру клубеньковых бактерий выращивают на агаризованной среде, содержащей отвар бобовых семян, 2% агара и 1% сахарозы, затем культуру размножают в колбах на жидкой питательной среде в течение 1-2 суток при 28-30 о С и рН 6.5-7.5. На всех этапах промышленного культивирования применяют питательную среду, включающую такие компоненты, как меласса, кукурузный экстракт, минеральные соли в виде сульфатов аммония и магния, мел, хлорид натрия и двузамещенный фосфат калия. Основная ферментация идет при тех же условиях в течение 2-3 суток. Готовую культуральную жидкость сепарируют, получается биомасса в виде пасты с влажностью 70-80%. Пасту смешивают с защитной средой, содержащей тиомочевину и мелассу (1:20) и направляют на высушивание. Сушат путем сублимации ( в вакуум-сушильных шкафах). Высушенную биомассу размалывают. Производительнее высушивание в распылительных сушках, но при этом 75% клеток теряют жизнеспособность. Препараты сухого нитрагина фасуют и герметизируют в полиэтиленовые пакеты по 0.2 — 1 кг, хранят при температуре 15 о С не более 6 месяцев. Семена опудривают перед посевом. Внесение нитрагина повышает урожайность в среднем на 15-25%.

Препарат клубеньковых бактерий может выпускаться и в виде ризоторфина. Впервые торфяной препарат клубеньковых бактерий был приготовлен в 30-х годах, но технология была создана в 1973-77 гг. Для приготовления ризоторфина торф сушат при температуре не выше 100 о С и размалывают в порошок. Наиболее эффективным способом стерилизации является облучение его гамма-лучами. Перед стерилизацией размолотый, нейтрализованный мелом и увлажненный до 30-40% торф расфасовывают в полиэтиленовые пакеты. Затем его облучают и заражают клубеньковыми бактериями, используя шприц, с помощью которого впрыскивается питательная среда, содержащая клубеньковые бактерии. Прокол после внесения бактерий заклеивается липкой лентой. Каждый грамм ризоторфина должен содержать не менее 2.5 млрд. жизнеспособных клеток с высокой конкурентоспособностью и интенсивной азотфиксацией. Препарат хранят при температуре 5-6 о С и влажности воздуха 40-55%. Пакеты могут быть весом от 0.2 до 1.0 кг. Доза препарата составляет 200 г на га. Заражение семян производят следующем образом: ризоторфин разбавляют водой и процеживают через двойной слой марли. Полученной суспензией обрабатывают семена. Семена высевают в день обработки или на следующий день.

Бактериальными удобрениями называются препараты, содержащие полезные для растений бактерии. Они улучшают питание растений, хотя и не содержат питательных веществ. К ним относятся азотбактерин, нитрагин, фосфоробактерин, препарат АБМ. При правильном их применении можно значительно повысить урожайность сельскохозяйственных культур.

Азотбактерин — улучшает азотное питание растений. Выпускается в виде порошка и жидкости. Его используют для обработки семян, клубней и корней рассады. На 100 м 2 площади требуется 30-50 г азотбактерина. Обработку проводят в день посева (посадки) в местах, защищенных от прямых солнечных лучей.

Нитрагин — содержит клубеньковые бактерии и используется для обработки семян бобовых культур. Применяют его и для улучшения укоренения саженцев облепихи, на корнях которой также поселяются клубеньковые бактерии. Способы его применения указаны на этикетках. Выпускается в бутылках емкостью 0,5 л.

Фосфоробактерин содержит культуру бактерий, которые переводят органические фосфорсодержащие вещества в доступные для растений соединения. Выпускается в виде порошка. Эффективен на высокогумусных почвах. Вносят фосфоробактерин с посевным материалом. Семена овощных культур можно обрабатывать заблаговременно. Для этого препарат смешивают с наполнителем (древесная зола) в соотношении 1:40 и после тщательного перемешивания обрабатывают смесью семена.

Применяют фосфоробактерин и для бактеризации рассады. За 3-4 часа до применения его разводят в воде. Для бактеризации 1000 шт. рассады достаточно 0,5 г сухого порошка.

Список используемой литературы.

1. Биотехнология: учебн. пособие для ВУЗов. В 8 кн. / Под ред. Н.С..Егорова, В.Д.Самуилова. Кн. 6 : Микробиологическое производство биологически активных веществ и препаратов/ Быков В.А., Крылов И.А. Манаков М.Н. и др. – М.: Высшая школа, 1987. – 143с.: ил.

2.Биотехнология сельскохозяйственных растений. М.: Агропромиздат, 1987.

3. Биотехнология. Принципы и применение /Хиггинс И., Бест Д., Джонс Дж. М.: Мир, 1988. 480 с.

Источник: http://www.studmed.ru/view/referat-bakterialnye-udobreniya_f3a50811abf.html