Микробные препараты для улучшения питания растений
Прогноз динамики роста населения на 50 лет (2000 -2050), млн. чел. Год 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Населени Годовой е, млн. прирост человек населени я, % 6460 1. 14 6823 1. 03 7175 0, 97 7518 0, 88 7840 0, 78 8140 0, 70 8416 0, 62 8668 0, 55 8897 0, 48 9104 0, 43
Эпифитная микрофлора Эндофитная микрофлора (2) Эндофитная микрофлора (1) Клубеньковые бактерии Микрофлора пищеварительного тракта животных Микоризные грибы Ризосферная микрофлора Почвенная микрофлора
Выделение азотфиксирующих бактерий В 1886 году Герман Гельригел показал, что бобовые обладают способностью фиксировать N 2 из воздуха. Голландец М. Бейеринк в 1888 году выделил клетки ризобий Свободноживущие азотфиксаторы 1893 год С. Н. Виноградский выделил Clostridium pasterianum В 1901 году М. Бейеринк выделил Azotobacter 70 -80 гг XX века Джоан Доберейнер в Бразилии выделила ассоациативные азотфиксирующие бактерии рода Azospirillum
Молекулярно-генетические исследования показали, что бактерии и растения обладают наборами симбиотических генов, которые не экспрессируются без соответствующего партнера. - Сигнальные молекулы флавонов и флавоноидов способны регулировать экспрессию бактериальных Sym генов ( нарингенин – у ризобий гороха, лютеолин – у ризобий люцерны, дайдзеин – ризобий сои и т. д. ) - Экспрессия Sym генов бактерий ведет к выработке ответного сигнала, известного под названием нод-фактора, который является одним из наиболее активных гормонов, индуцирующих деление клеток у растений и запускающий симбиотические программы бобового растения. Нод-факторы - хитиноподобные молекулы, состоящие из 4 -5 остатков глюкозоамина, базовая структура декорируется разными заместителями. - В восприятии бактериальных сигналов у растений участвуют сотни генов, которые работают в единой последовательности. Последовательное включение симбиотических генов растений отражает онотогенез симбиоза, в результате которого развиваются симбиотические структуры.
10 -20 т/га пахотного слоя нерастворимые в воде минеральные и органические соединения трансформация Растворение фосфатов Ca, Fe, Al Ферментативное разложение органических соединений фосфора Фосфат трансформирующие бактерии Арбускулярные микоризные грибы Потребление доступного фосфора и закрепление его в микробной массе
Производство микробных удобрений (га/порций) Страны производители и объемы : . США : 20 млн. , Канада : 2 -2, 5 млн . Австрия : 6 -8 млн. , Бразилия 4 -6 млн . Индия : 2 -4 млн. , Аргентина : 2 -3 млн Уругвай : 1 -2 млн. , Россия 0, 3 млн.
Россия: ООО ПО «Сиббиофарм» , : Канада: Thompsons Ltd. , Сadex Global Германия Merck KGAA Monsanto Company, Liphatech, Inc, EMD Crop Bio. Science, Naturally Green Corp. ; AKSHAYA IOSCIENCES Artemis, Soil Technologies Corp. Intex, Becker Underwood Беларусь Биотехнологический центр Инсти-тута микробиологии НАН Беларуси, РУП «Гродненский завод медпрепаратов» , БРУП «Гидролизный завод» , Австрия: США: Nitragin, Inc. , ЭПП «Экос» на базе ВНИИСХМ РАСХН ООО «Бисолби-интер» , ООО НПП “Биотроф» Великобритания Dow Agrosciences Canada Inc, Hyland Seeds, Philom Bios Украина: ООО СХП Украина: Испания AGRO Испания Нива» ( АР Крым) ООО ТД «Арнiка» MINERAL Пакистан Hazbi Мексика: SMITH SA , Agroserou SRL CV Chemicals, Green Tech Иран Mehr Asia Biotechnology Бразилия: Turfal Китай Sukahan Bio-Technology Китай Co. , Ltd. , Zibo Excellent Fodder & Feed Additive Co. , Ltd. Beijing Danlu Bio-engineering Co. , LTD. Kangbao Organic Fertilizer Factory Тайвань Growing. Leader Trading Co. , Ltd. , Geo. Care Biotech; Taiwan Fertilizer Co. , Ltd. , Вьетнам Five Star Вьетнам King Car Biotechnology International Industrial Co. , Ltd Group Тайланд BUNDITMycostar) Тайлан Индия: Sri Gayathri Biotec, Аргентина: Biofertilizantes Advance Technology. Сингапур Agro Genesis Сингапур PTE LTD Aumgene Bioscien-ces Pvt. Ltd. , Филиппины ARNICHEM Филиппины Finwealth Management & CORPORATION Services, Prabhat Fertilizer &Chemical Works, Индонезия PT. INDO Индонезия M. D. Biocoals Pvt. Ltd (Agri NVIRO; Division)Bionics Technology, M/S Pkb Artemis & Angel Co. , Ltd Enterpresis, Majestic Agronomics Pvt. Ltd. Multiplex Biotech Pvt Ltd. Bio Organic Indusries. Ortect Organics, gribiotech Австралия Biotech Innovations Australia, Nutri-Tech Solutions Pty Ltd Seed Quest® Фирмы производители микробных удобрений
Cтраны, инициирующие разработку и использование микробных удобрений (данные ФАО www. fao. org) Марокко Кения Эфиопия Камерун Зимбабве Руанда Мадагаскар Буркина Фасо Конго Сенегал Кот-д’ Ивуар Африка Азия Латинская Америка Восточная Европа Китай Индия Филиппины Индонезия Вьетнам Венесуэла Аргентина Бразилия Армения Молдова
Производство микробного удобрения НИТРАГИН для бобовых культур 11 млн. га/порций (1959 г. ) 20 млн. га/порций (2008 г. ) 10 тыс. га/порций (Ежегодно) 20 тыс. га/порций (1949 г. ) 60 тыс. га/порций (1955 г. ) 200 тыс. га/порций (1961 г. ) 200 тыс. га/порций (1929 г. ) 300 тыс. га/порций (1956 -1957 гг. ) 110 тыс. га/порций (1961 г. ) 2, 5 -3 млн. га/порций (1960 -1970 гг. ) 40 тыс. га/порций (1960 -1970 гг. ) 300 тыс. га/порций (1965 г. ) 238 тыс. га/порций (1962 г. )
Производство микробного удобрения для бобовых культур «Ризоторфин» 1973 – 1992 гг. : 2, 5 – 3, 5 млн. га/порций (ежегодно) С 1993 г. выпуск прекращен
Микробные удобрения На основе монокультур микроорганизмов На основе консорциума микроорганизмов
Жидкие Гелеобразные Препаративные формы микробных удобрений Гранулированные Сыпучие
1 Этапы создания микробных удобрений 1. Выделение микроорганизмов из почвы, ризосферы или ризопланы наиболее продуктивных здоровых растений
Этапы создания микробных удобрений 2. Отбор наиболее эффективных штаммов ростостимуляция (синтез ИУК) азотфиксация 3. Оценка эффективности в вегетационных и мелкоделяночных опытах фосфатмобилизация антимикробное действие
3 Этапы создания микробных удобрений 4. Разработка технологии производства и применения микробных удобрений 5. Производственные испытания микробных удобрений, Обработка семян и (или) вегетирующих растений 6. Освоение производства микробных удобрений на Биотехнологическом центре Института микробиологии НАН Беларуси
Микробные удобрения, разработанные в научных учреждениях НАН Беларуси Ризобактерин Сапронит Институт Ризофос Фитостимофос микробиологии НАН Беларуси: Соя. Риз Биолинум Гардебак Институт почвоведения и агрохимии НАН Беларуси: Азобактерин Калиплант Вогал Институт генетики и цитологии НАН Беларуси: Ризофил Клеверин
ТУ РБ 03535144. 004 -1997 регулятор роста растений (жидкость), предназначенный для предпосевной обработки семян зерновых культур (200 мл/га) с целью повышения их урожайности, качества продукции и интенсификации процесса биологической азотфиксации Азотфиксирующий микроорганизм Klebsiella planticola 5 высокая колонизирующая способность азотфиксация антимикробное действие ростстимуляция Прибавки урожая составляют в среднем: яровой ячмень 5 -6 ц/га, озимая рожь – 6 ц/га, яровая и озимая пшеница – 3, 5 -4, 5 ц/га. Активное усвоение азота атмосферы и использование его растениями позволяет снизить дозы вносимых под зерновые культуры минеральных азотных удобрений на 15 -30 кг/га.
(ТУ РБ 03535144. 005 -1998) НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ ГНУ «ИНСТИТУТ МИКРОБИОЛОГИИ» Основа препарата – активные и специфические для каждого вида бобовых растений штаммы клубеньковых бактерий и их метаболиты. Титр: для бытрорастущих КБ - Препарат предназначен для предпосевной обработки семян бобовых растений с целью интенсификации процесса симбиотического связывания атмосферного азота бобовыми культу-рами, повышения их урожайности, ка-чества Препарат повышает урожайность продукции, а также положительбобовых культур на 10 -15%, ного воздействия на последующую увеличивает качество продукции по куль-туру севооборота и содержанию протеина. Дополокружающую среду. нительный сбор протеина для гороха 50220, люпина-240 -300 , клевера-90 -500 5, 0 -10, 0 млрд. КОЕ/мл для медленнорастущих КБ – 3, 0 -5, 0 млрд. КОЕ/мл Форма препарата - жидкая Расход препарата – 200 мл/га Применение – однократная предпосевная обработка семян Срок годности препарата – 2 месяца при t 0 от 00 С до +150 С
ТУ ВY 1002890066. 048 -2009 Биопрепарат Вогал на основе эффективного несортоспецифичного штамма клубеньковых бактерий R. galegae. . (жидкая форма) Для инокуляции семян (1 га нормы высева) используется 200 мл биопрепарата, с титром жизнеспособных клеток R. galegae не менее 3∙ 109 КОЕ/мл Вариант Урожайность, ц/га зеленая масса (2 укоса) сено Продуктивн ость, ц/га к. ед. сорт «Нестерка» Контроль 550, 0 126, 3 137, 5 Вогал 816, 0 184, 8 204, 0 сорт «Гале» Контроль 481, 0 119, 6 120, 3 Вогал 627, 0 151, 0 156, 8
ТУ BY 100289066. 022 -2002 Институт микробиологии НАН Беларуси регулятор роста растений (жидкость), предназначенный для микробиологической фосфатмобилизации и повышения урожайности ржи озимой, ячменя ярового, овса, гороха, кукурузы и овощных культур (200 мл/га) Фосфатмобилизующий микроорганизм Agrobacterium radiobacter 2258 СМФ ростстимуляция фосфатмобилизация Стоимость 1 га/порции 1$ Повышает подвижность труднорастворимых фосфатов почвы и удобрений на 10 -20%. Позволяет компенсировать на 15 -30% применение минеральных фосфорных удобрений. Увеличивает урожай растений в среднем на 20% (в т. ч. прибавка урожая корнеплодов-100250, сахарной свеклы-90 -95, овощных культур-60 -70, зернобобовых-2, 5 -3, 5 ц/га.
ТУ BY 100289066. 037 -2007 жидкое комплексное микробное удобрение, предназначенное для микробиологической азотфиксации, фосфатмобилизации, повышения урожайности и качества продукции льна-долгунца (200 мл/га) азотфиксация ростстимуляция Азотфиксирующий микроорганизм Enterobacter sp. В-410 Д антимикробное действие высокая колонизирующая способность 1$ /по рц Pseudomonas sp. В-411 Д фосфатмобилизация 1 га Фосфатмобилизующий микроорганизм ия ростстимуляция Применение - однократная предпосевная обработка семян льна-долгунца Препарат увеличивает урожайность льносоломы на 10%, семян – на 9, 4%. Инкрустирование семян препаратом Биолинум способствует снижению азотных удобрений на 10 кг/га и фосфорных – на 20 кг/га.
Микробный препарат Ризофос «Клевер» на основе клубеньковых бактерий S. meliloti и фосфатмобилизующих Bacillus subtilis на основе клубеньковых бактерий R. trifolii и фосфатмобилизующих Bacillus subtilis » на основе клубеньковых бактерий R. galegae и фосфатмобилизующих Bacillus subtilis 3 -х марок, «Люцерна» Галега « Норма внесения: 200 мл на 1 гектарную норму высева семян 200 мл Урожайность (2008 г. ), ц/га Вариант Продуктивность, ц к. е. Чистый доход, тыс. руб. /га семян з/м «Галега» контроль 294 227 722, 8 422, 8 36, 9 482 «Люцерна» контроль 119 92 755, 2 636, 9 14, 3 177 «Клевер» контроль 151 125 789, 3 723, 0 15, 5 194 Стоимость 1 га/порции 1$
ТУ BY 100289066. 046 -2009 жидкий и торфяной микробный препарат для предпосевной обработки семян (200 мл/га или 200 г/га соответственно) и вегетирующих растений (2000 мл/га) пивоваренного ячменя Азотфиксирующий микроорганизм Enterobacter sp. В-402 Д Фосфатмобилизую щий микроорганизм синтез ИУК азотфиксация фосфатмобилизация антимикробное действие синтез ИУК фосфатмобилизация антимикробное действие Enterobacter sp. В-409 Д совместим с протравителями дивидент, раксил, ламадор. заменяет 15 -20% минерального азота и 20% фосфора на гектар Повышает урожайность зерна пивоваренного ячменя в среднем на 0, 7 -на 2, 2 ц/га Содержание белка в зерне по сравнению с использованием N 60 P 90 K 100 снижается в среднем на 0, 3%
Биоудобрение Институт микробиологии НАН Беларуси, Минск, Беларусь Соя. Риз на основе Преимущество применения биоудобрения Соя. Риз : Bradyrhizobium japonicum Гарантированный рост урожайности семян сои от 5 до 35%, зеленой массы – до 30% Экономически оправданное быстрое и простое применение Идеально подходит для обработки семян расфасованных в мешки Возможность длительного хранения. Сыпучая форма Норма внесения: норму семян Культивирование в ферментере 200 г /гектарную на маннитно - люпиновой среде в течение 120 часов и 280 С, аэрации-1 л /1 литр среды, вращении мешалки - 200 об. /мин. Содержание жизне-способных клеток Bradyrhizobium japonicum - 1, 44∙ 1010 КОЕ/мл. Сыпучую препаративную форму биоудобрения получают путем иммобилизации на торфяном субстрате–носителе клеток эффективного штамма клубеньковых бактерий Bradyrhizobium japonicum
Микробный препарат на основе ризобактерий и эндомикоризных грибов Предпосевная инокуляция семян АМГ и ризобактериями стимулирует рост и развитие растений бобовые культуры зерновые культуры
МИКРОБНЫЕ УДОБРЕНИЯ ПОЗВОЛЯЮТ: Институт микробиологии НАН Беларуси Ризобактерин Гордебак Фитостимофос -уменьшить дозы вносимых минеральных азотных и фосфорных удобрений на 20 -30%; -повысить урожайность сельскохозяйственных культур на 15 -25% -повысить качество и безопасность выращиваемой продукции; -обеспечить устойчивость растений к неблагоприятным условиям окружающей среды Сапронит Биолинум Ризофос не уступают по свойствам зарубежным аналогам Производство освоено на Биотехнологическом центре Института микробиологии Институт сельскохозяйственной микробиологии УААН Ризобофит Диазофит Ризоагрин Алкалигин Ризоэнтерин Фосфоэнтерин ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии РАСХН Ризоторфин Агрофил Мизорин Ризоаргин Азоризин Флавобактерин
МИКРОБНЫЕ УДОБРЕНИЯ ИЗ ОТХОДОВ ПТИЦЕФАБРИК ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
Удобрения Минеральные Микробные Органические Положительное влияние Повышение урожая с/х культур Оздоровление почвы, повышение ее плодородия Стимуляция роста растений Достоинства Известный химический состав Низкая доза внесения 1 -2 т/га Простая технология внесения Отсутствие семян сорняков Полезная микрофлора Низкая доза внесения 200 мл или г /га порцию семян Отсутствие семян сорняков Простая технология внесения Недостатки Загрязнение окружаю-щей среды, грунтовых вод Повышение содержания нитратов в растениях Высокая стоимость - Высокая доза внесения 6080 т/га В 1 т содержится до 12 млн. семян сорняков Оптимальное расстояние перевозки составляет 3 -4 км Сложная технология внесения Потери азота составляют до 50% за 2 месяца
Площади под экологически чистую сельскохозяйственную продукцию в крупнейших странах мира Китай Аргентина 3, 1 2, 3 США 1, 6 Австралия Италия 11, 8 1, 1 млн. га Великобритания Бразилия 0, 8 0, 6 Испания Уругвай 0, 76 Германия 0, 8
Спасибо за внимание
Скачать презентацию Микробные препараты для улучшения питания растений Прогноз
Лекция ок.ppt