ТЕХНОЛОГИЯ ВЫРАЩИВАНИЯ НЕМОБИЛЬНОЙ СУХОЙ ФОРМЫ ХЛОПНОГО РАСТЕНИЯ ДЛЯ ПРОЩЕНИЯ БИОПРЕПАРАТА «ЗАМИН-М»

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается влияние жидкой и сухой формы биопрепарата «Замин-м» на плодородие хлопчатника. Технология производства и влияние биопрепарата «Замин-М» с прививкой Гипанга на прорастание семян, длину корня, среднюю сухую массу стебля дают высокие результаты, и существует корреляция между распределением солей по слоям почвы и удалением солей из грунтовых вод. Представлены научно обоснованные методы получения этих данных.

ABSTRACT

The article examines the influence of the liquid and dry forms of the biological product "Zamin-m" on the fertility of cotton. The production technology and the effect of the biological product "Zamin-M" with the Gipang graft on seed germination, root length, average dry weight of the stem give good results, and there is a correlation between the distribution of salts over soil layers and the removal of salts from groundwater. Scientifically based methods for obtaining these data are presented.

Ключевые слова: бактерия, ризосфера, метаболизм, микроорганизм, семена, биопрепараты, флокулянт Гипан, биопрепарат «Замин-М», биомасса, засоленная почва.

Keywords: bacteria, rhizosphere, metabolism, microorganism, seeds, biological products, flocculant Gipan, biological product "Zamin-M", biomass, saline soil.

ВВЕДЕНИЕ. Чем ближе корневая система растения к почве, тем больше бактерий оно встретит. Многие микроорганизмы живут особенно на поверхности корня - ризоплане.

В слое почвы (2–3 мм), соприкасающемся с корнем, то есть в ризосфере, бактерии питаются дополнительными питательными веществами за счет остатков мертвой ткани корня. В корневой системе продукты энзосмоса (корневые выделения) растений служат пищей для бактерий.

Те же формы почвенных бактерий также могут жить в ризосфере. Микроорганизмы, относящиеся к разным группам, находятся в злаках и других растениях. Объясняется это тем, что разные виды растений имеют разный обмен веществ.

Бактерии в области вокруг корней выполняют санитарную функцию, очищая растения от продуктов обмена веществ. Минерализовав органические остатки, они превращают их в легкоусвояемую для растений форму.

Помимо развития у корня, отдельные виды бактерий выделяют из растений вещества и витамины, которые стимулируют рост и развитие [2,3].

Методы и материалы. Для обработки семян бактериальными культурами использовали методы Weller и Cook.

Семена стерилизовали в течение 2-3 минут в концентрированном растворе серной кислоты, затем семена промывали стерильной водой и сушили в потоке стерильного воздуха в течение ночи. 

Клетки, выращенные в среде мясного пептонного агара при 28–29 °С в течение 72 ч, удаляли с поверхности агаровой среды с помощью стерильной стеклянной палочки и смешивали с 1% карбоксиметил целлюлозой (KЦ).

Стерилизованные поверхности сухие семена помещали в чашки Петри и опрыскивали бактериальной суспензией, которую затем сушили в потоке стерильного воздуха в течение ночи.

Для стандартизации инокуляции определяли количество колоний, образованных агаровой средой с мясным пептоном в бактерицидном образце.

Бактериальная суспензия доводилась до 1,2х10⁷ титром.

Бактеризованные семена высаживали в горшки с местной ностерильной почвой. Всхожесть семян определяли с 6-го дня посева, определяли длину стебля и корня, влажную и сухую массу. Поверхностно стерилизованные «контрольные» семена увлажняли стерильной суспензией КЦ и выращивали в тех же условиях.

Результаты исследования. Культуры, входящие в состав биопрепарата «Замин-М», выращивали на пептонной среде в течение 3 суток для их сушки [1].

Перед иммобилизацией клетки тщательно ресуспендировали. Осажденную культуру клеток относительно флокулянта добавляли в количестве 0,06%, 0,13%, 0,2%, 0,27%. Период иммобилизации составил 30 минут. Иммобилизованные клетки сушили открыто при 28°C в течение 1 дня на чашке Петри. Через 1 день иммобилайзер удаляли с планшета и измеряли биомассу. Жизнеспособность клеток в иммобилизованной форме анализировали в течение 1,2,3 мес. 

Титры живых клеток анализировали согласно «Методикам бактериологии» регенерации клеток. Стерильный носитель каолин был добавлен в качестве наполнителя для продления срока хранения сухой формы биопрепарата «Замин-М» соотношение 10: 3, 10: 5, 10:10 сбудится. 

После тщательного перемешивания с каолином биопрепарат сушили и хранили при 4-5°С. Периодически контролировали титр живых клеток [1].

Таблица 1.

Действие жидкой и сухой формы биопрепарата «Замин-М» влияние на всхожесть семян

Как показано в таблице 1, всхожесть семян в жидкой форме биопрепарата «Замин-М» составила 72%, длина корня 3 см, длина стебля 5 см, средний сухой вес 0,0785 г. Действие инокулированного биопрепарата «Замин-М» на Гипан составило 77% всхожести семян, длины корня 4 см, длины стебля 7 см, средней сухой массы 0,0880 г. В результате воздействие инокулированного Гипаном биопрепарата «Замин-М» дало высокие результаты по всхожести семян, длине корней, средней сухой массе длины стебля. 
    
 

Рисунок 1. Состояние забывчивости семян хлопчатника под действием флокулянта Гипан

Основным средством мелиорации засоленных почв является орошение, которое является важным фактором эффективного использования сельскохозяйственных угодий. Необходимо иметь подробную информацию о химическом составе почвы, агрохимических показателях, биологической активности микрофлоры, чтобы эффективно возделывать почву, на которой выращиваются зерновые культуры, получать с растений богатый урожай [4,7].

Известно, что только 35-60% хлопка можно выращивать на слабозасоленных и засоленных почвах, выращиваемых на несоленых почвах.

Засоление почвы 0,5-0,7% приводит к снижению урожайности на 40-50%, а засоление урожая от 0,7-1,0% до 60% приводит к резкому ухудшению роста хлопчатника и других культур или полному прекращению роста. Под воздействием солей хлопковое волокно дает усадку на 1 мм, твердость снижается на 0,5, наблюдается потеря плоскостности и тонкости, ряда технических параметров, таких как спелость и т. д. [5,6].

Поэтому большое научное и практическое значение имеет знание уровня засоления, учет различных факторов, возникающих под влиянием процесса засоления.

В ходе нашего исследования был отмечен ряд различий в степени засоленности и расположении солевых слоев исследуемых почв.

Было обнаружено, что существует корреляция между распределением солей по слоям почвы и удалением соли из подземного минерального ила. На основании лабораторных экспериментов разработаны и утверждены технические условия на производство биопрепарата «Замин-М».

Технические условия разработаны на форму препарата, подготовленную для использования в условиях засоления почвы не ниже биопрепарата «Замин-М» (клеточный титр -1×10⁸БФК). (Блок формирования колонии).

В разработанные технические условия, правила безопасности, условия приемки, методы испытаний, условия транспортировки и хранения, инструкции по применению включены гарантии производителя.

Применение биопрепарата «Замин-М» в виде сухого порошка в соответствии с техническими условиями зависит от условий плавания растений и аборигенной микрофлоры, произрастающей в определенных почвенно-климатических условиях. Для нанесения препарата готовится рабочий раствор. Состоит из подвески-1х10⁸ БФК.

Таблица 2.

Требования и нормативы к основным показателям биопрепарата «Замин-М»

Рабочий раствор распыляют на 10 мл/кг семян опрыскиванием.  Его проводят в прохладном месте (где солнце не падает вертикально), где температура воздуха от 18 ^oC до 30^oC.

Срок годности препарата - 2 года с момента приготовления при температуре 5^oC + 25^oC.

Этап приготовления биопрепарата «Замин-М» был следующим:

1. Приготовление среды. Среду стерилизуют в автоклаве при 120°C и атмосферном давлении 0,1 МПа в течение 40-60 минут.
2. Посадка посадочного материала: Посадочный материал ассоциации микроорганизмов высаживали в 20 л бутилов, аэрировали при 28°С в течение 3 дней со скоростью 3,5 л/мин. Титрование микроорганизмов на данном этапе технологического процесса составляет 1×10⁸ БФК.
3. Стерилизация технологической системы проводится в течение 40-60 минут при давлении 120^oС и 0,3 МПа.
4. Ферментация микроорганизмов проводилась в 2 промышленных ферментерах объемом 3,2-6,3 м³ в течение 72 часов при температуре 28^oC.
5. Титр микроорганизмов в культуральной жидкости должен быть не менее 1×10⁸ БФК.
6. Концентрирование биомассы микроорганизмов проводили в реакторе объемом 4м³ с использованием флокулянта Гипан. Концентрация реагента составляет 0,1% по объему относительно культуральной жидкости. Время перемешивания биомассы с флокулянтом - 1 час, период осаждения - 12 часов.
7. Извлечение биомассы из культуральной жидкости.
8. Высушите биомассу и смешайте ее с каолином в соотношении 10:4. Биомассу сушили в вакуумной сушилке при давлении 0,7 МПа и загрузочной емкости -0,4 м³ при 30°C. Время высыхания составляло 24 часа.

Разрабатывает экспериментальный образец в соответствии со спецификациями, разработанными и протестированными на вегетативных и микроструктурных экспериментах [8].

Рисунок 1. Технология производства сухой формы биопрепарата «Замин-М» на засоленных почвах

Мы знаем, что сейчас в хлопководстве широко используются биологические агенты. Преимущества использования технологии при производстве сельхозпродукции намного выше. Это положительно сказывается на снижении затрат и затрат необходимых для производства продукта, и на повышение качества продукта.

При использовании процесса флокуляции для ассоциации микроорганизмов «Замин-М» концентрация флокулянта по отношению к культуральной жидкости - 0,1% и продолжительность периода седиментации составляла 90 минут, что привело к отложению 90% жидкости биомасса.

Достигнуты пропорция, стабильность и жизнеспособность микроорганизмов в осажденной биомассе.

Список литературы:

1. Васильева Наталья Сергеевна Разработка сухих препаративных форм микробиологических препаратов ЛЕНОЙЛ, ЕЛЕНА, АЗОЛЕН Дис…на соискание ученой степени кандидата технических наук Щелково-2005. 131 стр.
2. Логинов О. Н. Получение сухой препаративной формы биопрепарата сельскохозяйственного назначения «Елена» У / О. Н. Логинов, Н. С. Васильева, Н. Н. Силищев // Башкирский химический журнал. -2007. -Т. 12. -N 2. С. 45–47.
3. Логинов О. Н. Получение сухой препаративной формы биопрепарата сельскохозяйственного назначения «Елена» У / О. Н. Логинов, Н. С. Васильева, Н. Н. Силищев // Башкирский химический журнал. -2007. -Т. 12. -N 2. С. 45–47.
4. Муродова С.С., Давранов К.Д. Комплексные микробные препараты. Применение в сельскохозяйственной практике // BiotechnologiaActa, V. 7, № 6, 2014. – С. 92-101.
5. Муродова С.С. Биотехнология производства полифункциональной микробной композиции «Замин-М» // Материалы I международного научного форума студентов и молодых ученых: «Наука о жизни: от исследований к практике». – 11-15 сентября, Барнаул. 2017. – С. 64-65.
6. Муродова С.С., Гафурова Л.А., Файзуллаев С.А., Махкамова Д.Ю., Тиллаев Э.Т, Сайдалиев С. Новый полифункциональный биопрепарат для повышения биологической активности засоленных почв // Вестник НУУз. – 2013. – № 4/2, – С. 201-207.
7. Соколова М. Г. Влияние на растения фитогормонов, синтезируемых ризосферными бактериями / М. Г. Соколова, Г. П. Акимова, О. Б. Вайшля // Прикл. биохимия и микробиология. -2011. -Т.-47. -N 3. -С. 373–385.
8. Bernard R. Glick, Biljana Todorovic, Jennifer Czarny, Zhenyu Cheng, Jin Duan, and Brendan McConkey // Promotion of Plant Growth by Bacterial ACC Deaminase.Critical Reviews in Plant Sciences, 26: 2007 Р.227–242.
9. Garbeva, P., van Veen, J.A., van Elsas, J.D. Microbial diversity in soil: selectionof microbial populations by plant and soil type and implications for diseasesuppressiveness // Annual Review of Phytopathology -2004. -42, -Р. 243-270.
10. Figueiredo, M., Seldin, L., de Araujo, F., Mariano, R. Plant growth promoting rhizobacteria: fundamentals and applications. In: Maheshwari, D. (Ed.), Plant Growth and Health Promoting Bacteria, Microbiology Monographs, -2010. -18. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, Р. 21-43.