CZ39060U1

CZ39060U1 - Prostředek na ochranu a zlepšení růstu rostlin

Info

Publication number: CZ39060U1
Application number: CZ2025-43498U
Authority: CZ
Inventors: Pavel Matušinský; Zuzana Antalová; Dominik Bleša; Marta Zavřelová; Jan Káňa
Original assignee: Univerzita Palackého v Olomouci; Ústav experimentální botaniky AV ČR, v. v. i.; Agrotest fyto, s.r.o; Aivotec S.R.O.
Priority date: 2025-11-28
Filing date: 2025-11-28
Publication date: 2025-12-11

Description

Prostředek na ochranu a zlepšení růstu rostlin

Oblast techniky

Technické řešení spadá do oblasti zemědělství, konkrétně do oblasti podpory růstu rostlin, biologické ochrany rostlin a zlepšování půdních vlastností působením biologicky aktivních přípravků prostřednictvím řízené aplikace mikroorganismů do půdy či pěstebního substrátu.

Dosavadní stav techniky

Biouhel je forma uhlíku vyrobená z biomasy (nejčastěji dřevní štěpky) zahříváním bez přístupu vzduchu (tzv. pyrolýzou) při vysokých teplotách (300 až 600 °C). Biouhel je v současnosti intenzivně zkoumán a využíván zejména v zemědělství jako půdní aditivum se schopností zlepšovat fýzikálně-chemické vlastnosti půdy, podporovat retenci vody a vázat živiny. Známy jsou také jeho pozitivní účinky na mikrobiální aktivitu a půdní úrodnost.

Mikroskopická vláknitá houba Arcopílus aureus je známá především jako saprotrof žijící v půdním prostředí, přičemž její biologické vlastnosti a endofytické interakce s rostlinami zůstávají dosud málo prozkoumány. V literatuře nejsou dostupné údaje o jejím cíleném zapojení do biotechnologických aplikací.

V odborné literatuře je popsáno využití biouhlu v kombinaci s mykorhizními a jinými prospěšnými houbami, přičemž tyto kombinace často vykazují synergické efekty na růst rostlin a jejich odolnost vůči stresu. Dosavadní stav techniky však neuvádí využití kombinace biouhlu a specifické endofytické houby Arcopílus aureus aplikované v podobě inokulačního prostředku určeného k přímé aplikaci do substrátu.

Podstata technického řešení

Předmětem předkládaného technického řešení je inokulační prostředek tvořený biouhlem jako nosičem, který je inokulován endofýtickou houbou Arcopílus aureus. Tato houba byla izolována z kořenů pšenice a je uložena v České sbírce mikroorganismů (CCM), Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta, Kamenice 5, budova E25, 625 00 Brno, pod kódem CCM 9589, ukladatelem je Dominik Bleša, Bezměrov 177, 767 01 Kroměříž. Uvedená houba má schopnost zvyšovat odolnost rostlin vůči chorobám a zlepšovat jejich růst. Výroba inokulačního prostředku probíhá specifickou formou přípravy tak, že se biouhel smísí s roztokem sacharózy o koncentraci v rozmezí od 5 do 20 g/1, s výhodou 10 g/1, který byl získán autoklávováním nebo filtrací přes membránový filtr s velikostí 20 pm (aby se zabránilo přítomnosti nežádoucích bakterií, virů a spor), přičemž celkový objem přidaného média nepřesahuje 5 % hmotnosti biouhlu. Tato směs se následně inokuluje myceliem nebo suspenzí spor houby Arcopílus aureus a kultivuje se po dobu alespoň 10 dnů ve tmě při teplotě v rozmezí od 20 do 25 °C, s výhodou 23 °C. Po inkubační době se prostředek důkladně promíchá a je připraven k aplikaci.

Prostředek je také možné přirozeně vysušit v tenké vrstvě (s výhodou o tloušťce 1 až 2 cm) na filtračním papíru v suché (do 60 % vzdušné vlhkosti) aodvětrávané místnosti po dobu 10 až 14 dní při teplotě v rozmezí od 20 do 30 °C, s výhodou 25 °C, do zbytkové vlhkosti nepřesahující 10 %, k zajištění stability přípravku při dlouhodobém uskladnění.

Inokulační prostředek se aplikuje do půdy obdobně jako pevná hnojivá, například pomocí rozmetadla v dávce 200 kg na hektar. Pro zvýšení účinnosti je vhodné jej zapravit mělkým zpracováním půdy, například kypřičem, případně je prostředek zapraven při setí plodiny, případně v dávce 5 gramů prostředku na litr substrátu pro rostliny pěstované v květináčích. Přípravek je

- 1 CZ 39060 UI určen pro aplikaci v zemědělském provozu, zahradnictví i neprofesionálním pěstování rostlin s cílem zlepšit zdravotní stav rostlin, zvýšit jejich odolnost vůči stresovým faktorům, podpořit růst a současně zlepšit chemicko-fýzikální vlastnosti půdy. Biouhel navíc přispívá k ukládání uhlíku v půdě.

Navrhované řešení, založené na kombinaci biouhlu a endofytické houby Arcopílus aureus, přináší oproti dosavadnímu stavu techniky jedinečný synergický efekt. Biouhel zde neplní pouze funkci půdního aditiva, ale zároveň vytváří stabilní nosič a ochranné prostředí pro inokulum houby. Tím je umožněna účinná kolonizace rostlinných pletiv a půdního substrátu vedoucí ke zlepšení růstu rostlin, zvýšení jejich odolnosti vůči stresu a k obohacení půdního mikrobiomu. Na rozdíl od známých kombinací biouhlu s mykorhizními či jinými houbami se jedná o první cílené využití druhu Arcopilus aureus, který vykazuje specifické endofýtické vlastnosti a dosud nebyl v této souvislosti popsán. Tato inovace tak přináší novou možnost biologické podpory rostlin a udržitelného zemědělství.

Předmětem předkládaného technického řešení je tedy přípravek pro podporu růstu a biologické ochrany rostlin, obsahující inokulum endofýtické houby a nosič, přičemž endofýtickou houbou je Arcopílus aureus, s výhodou Arcopílus aureus CCM 9589, a nosičem je biouhel.

V jednom provedení má biouhel velikosti částic v rozmezí od 0,1 do 20 mm, stanoveno metodou síto vání.

Přípravek pro podporu růstu a biologické ochrany rostlin, obsahující inokulum endofýtické houby Arcopílus aureus, s výhodou Arcopílus aureus CCM 9589, a biouhel, je připravitelný způsobem, kdy se biouhel, s výhodou o velikosti částic v rozmezí od 0,1 do 20 mm, smísí s roztokem sacharózy o koncentraci v rozmezí od 5 do 20 g/1, přičemž celkový objem média přidaného k biouhlu nepřesahuje 5 % hmotnosti biouhlu, a výsledná směs se následně inokuluje myceliem nebo sporami houby Arcopílus aureus, s výhodou Arcopílus aureus CCM 9589, a kultivuje se po dobu alespoň 10 dnů ve tmě při teplotě v rozmezí od 20 do 25 °C.

V některých provedením se přípravek následně se vysuší na vzduchu při teplotě v rozmezí od 20 do 30 °C po dobu 10 až 14 dní do zbytkové vlhkosti nejvýše 10 %. Vysušení přípravku umožňuje jeho lepší a delší skladovatelnost. Sušení může být provedeno také za sníženého tlaku nebo lyofilizací, a výsledný vysušený materiál se uchovává ve vzduchotěsném obalu pro zajištění dlouhodobé stability přípravku.

Objasnění výkresů

Obr. 1: Inokulační prostředek (Biouhel prorostlý houbou Arcopílus aureus)

Příklady uskutečnění technického řešení

Příklad 1

Inokulační prostředek podle technického řešení byl připraven následujícím způsobem:

Do sáčku o objemu 3 1 (20 *30 cm) bylo nasypáno 300 g navlhčeného (tzv. aktivovaného) biouhlu jemné až střední frakce (velikost částic 0,1 až 20 mm). Byl přidán autoklávovaný vodný roztok sacharózy o koncentraci 10 g/1 v množství 15 g a celý objem byl důkladně promíchán po dobu 2 minut. Dále byl přidán fragment agaru (10 g) obsahující mycelium endofýtické houby Arcopílus aureus CCM 9589. Opět byla celá směs důkladně homogenizována po dobu 2 minut. Inokulační prostředek byl poté kultivován 10 dní při teplotě 23 °C ve tmě. Výsledný prostředek sestává z biouhlu prorostlého myceliem houby Arcopílus aureus CCM 9589 (Obrázek 1).

-2CZ 39060 UI

Účinnost takto připraveného inokulačního prostředku byla ověřena v experimentu na zvýšení nadzemní biomasy u rajčete (Solanum lycopersícuni). Rostliny byly pěstovány v květináčích o objemu 3 1 v nastavených podmínkách mírného abiotického stresu (nestíněná betonová plocha), byl hodnocen vliv biouhlu, endofýtické houby Arcopílus aureus CCM 9589 a inokulačního prostředku. Pokus probíhal od prvního týdne v červnu do prvního týdne v říjnu 2024, tj. ~ 18 týdnů. Inokulační prostředek, stejně jako samotný biouhel, byl aplikován v dávce 15 g, tedy 5 g/1 substrátu do pěstebního substrátu, před výsadbou předklíčených rostlin. Samotný endofyt byl aplikován formou zálivky kořenů suspenzí spor (100 ml na rostlinu o koncentraci 2,5 x 10'⁶ spor/ml). Aplikace proběhla jednorázově při výsadbě. V každém květináči byla jedna rostlina. Všechny varianty byly realizovány v pěti opakováních.

Pro srovnání byla použita negativní kontrola - rostliny bez biouhlu i bez inokulace endofytem, pěstované ve stejném substrátu. Mezi porovnávané varianty patřil biouhel samotný, endofýt samotný a inokulační prostředek. Hodnocené parametry zahrnovaly kumulativní počet a hmotnost plodů, počet listů, čerstvou a sušinovou hmotnost nadzemní části a kořenů a poměr kořen/nadzemní část (R/S). Výsledky analýzy ukazují, že samotný biouhel mírně snižoval některé růstové parametry - například sušina kořenů byla významně nižší (p = 0,039) a obdobný trend byl pozorován i u poměru kořenů k nadzemní biomase (p = 0,056). Samotný endofýt Arcopílus měl pozitivní vliv na sušinu kořenů (p = 0,027), přičemž další parametry (např. čerstvá hmotnost nadzemní části) byly na hranici statistické významnosti. Použití inokulačního prostředku podle technického řešení, který kombinuje biouhel s endofýtem ukázalo synergický efekt, a to zejména u počtu listů (p = 0,002); čerstvé hmotnosti nadzemní části (p = 0,038); sušiny nadzemní části (p = 0,035) a poměru kořenů k nadzemní biomase (p = 0,007; Tabulka 1).

Tabulka 1: Výsledky faktoriální ANOVY hodnotící produkční parametry rostlin rajčete. Jsou uvedeny hodnoty F a p, statisticky významné efekty (p < 0,05) jsou značeny tučně.

Parametr (Faktor)	Biouhel	Endofýt	Inokulační prostředek podle technického řešení
Kumul. počet plodů	F- 1,842;/? = 0,200	F = 3,348; p = 0,092	F= 0,182;/? = 0,678
Kumul. váha plodů	F = 0,299; p = 0,594	F = 1,253;/? = 0.285	F= 0,081;/2 = 0.781
Počet listů	F = 3,697; p = 0,079	F = 0,000; p = 0,991	F= 15,438;/? = 0,002
Čerstvá hmotnost nadzemní časti	F - 0,433;p- 0,523	F= 3,250;/? = 0,097	F= 5,419; p = 0,038
Hmotnost sušiny nadzemní části	F= 1,388;/? = 0,262	F= 2,784;/? = 0.121	F= 5,668;/? = 0,035
Čerstvá hmotnost kořenů	F= 2,275;/? = 0,157	F= 0,178;/? = 0,680	F= 0,002; p = 0,966
Hmotnost sušiny kořenů	F= 5,370;/? = 0,039	F= 6,293;/? = 0,027	F= 0,363; p = 0,558
Poměr kořenů k nadzemní biomase	F= 4.477;/? = 0,056	F= 3.023;/> = 0,108	F= 10,402;/? = 0,007

Závěr: Při aplikaci inokulačního prostředku podle předkládaného technického řešení před výsadbou bylo pozorováno zvýšení celkové biomasy nadzemní části rostlin v porovnání s ostatními variantami.

Příklad 2

V nádobovém pokusu s ječmenem setým (Hordeum vulgare L.) byl hodnocen vliv samotně aplikovaného biouhlu, samotné endofýtické houby Arcopílus aureus CCM 9589 a jejich kombinace v inokulačním prostředku podle technického řešení (připraveném dle Příkladu 1 a přirozeně vysušen po dobu 10 dní na filtračním papíru v místnosti s relativní vzdušnou vlhkostí 60 % a teplotou 25 °C), ato vždy ve dvou typech pěstebních substrátů (organický vs. anorganický). Experiment probíhal v kultivační komoře ve 20 °C s režimem 14/10 h (světlo/tma) po dobu

- 3 CZ 39060 UI týdnů s výsevkem 100 zrn ječmene v kultivační nádobě, vše ve třech opakováních pro každou variantu. Vysušený inokulační prostředek i samotný biouhel byl zapracován do substrátu v dávce 10 g/1 a inokulace samotného endofýtu proběhla přidáním 50 ml do substrátu při setí. Sledovány byly parametry růstu (čerstvá a sušinová hmotnost prýtu), obsah vody v prýtu a chemické 5 charakteristiky substrátu (pH H2O, pH KC1). Negativní kontrolu tvořily varianty bez biouhlu a bez inokulace endofytem v organickém/anorganickém substrátu. Mezi porovnávané varianty patřil biouhel samotný, endofýt samotný a inokulační prostředek.

Biouhel samotný zvýšil pH substrátu a v některých případech snížil čerstvou i sušinovou hmotnost 10 prýtu. Inokulace A. aureus měla mírně pozitivní vliv na sušinu prýtu. Kombinace biouhlu a A. aureus v inokulačním prostředku vykázala synergický efekt - došlo k vyrovnání negativního vlivu samotného biouhlu a ke zlepšení růstových parametrů rostlin, zejména v anorganickém substrátu (Tabulka 2). Účinek směsi v inokulačním prostředku byl podmíněn typem substrátu, přičemž v anorganickém prostředí se projevil výrazněji.

Tabulka 2: Výsledky faktoriální ANOVY hodnotící produkční parametry rostlin ječmene. Jsou uvedeny hodnoty F a p, statisticky významné efekty (p < 0,05).

ANOVA

Typ substrátu

Biouhel

Endofýt

Typ substrátu (Biouhel)

Typ substrátu (Endofýt)

Inokulační prostředek podle technického řešení

Typ substrátu (Inokulační prostředek podle technického řešeni)

							techmckélio řešeni
Počet zdravých rostlin	F=0,03; p = 0,865	F = 4,507; p = 0,050	F = 0,053; p = 0,821	F = 0,556; p = 0.467	F= 3,806; p = 0,069	F= 0,645; p = 0,434	F= 2,963; p = 0,104
Napadeně rostliny	1.968; p = 0,180	2,371:p = 0,143	II t-J 2½ Λ -	F= 0,142; p = 0.712	F= 3,289: p = 0.089	F = 0,011: p = 0.920	F = 4,076: p = 0.061
Celkem rostlin	II 3 O fc, ri II	l,005:p = 0.33 í	II ω ‘η g $	F= 0,269; p = 0,611	F = 0,269: p = 0,611	F = 1,148: p = 0,300	F = 0,001: p = 0.973
Čerstvá hmotnost prýtu	F = 203,805; p < 0,001	F = 5,701; p = 0,030	F= 0,002; p = 0.968	F= 1,773; p = 0,202	II p II Os	II II P ό ‘•ť _o-j	II ’t -4' co II K k, d
Sušina prýtu	F = 148,665; p < 0,001	F = 1,597; p = 0,224	F = 6,039; p = 0,026	F = 0; p = 0.995	F= 0,138; p = 0,715	F=0:p = 0,984	F= 0,006; p = 0,941
Podíl vody v prvm	F = 6,486: p = 0,022	0,913: p = 0,333	F = 1.99; p = 0,177	F= 0,872; V = 0.364	F= 1,161: p = 0.297	F = 0,008: p = 0.928	F= 1,191:,0 = 0.291
pH(H2O)	F = 309,342; p < 0,001	F = 819,958; p ^<0,001	F = 13,791; P = 0,002	F = 15,227; p = 0,001	F= l,4i;p = 0,252	F= 0,259; p = 0,618	F=0,128;p = 0,725
pH(KCl)	F = 490,513; p < 0,001	1 831,797; P ^<0,001	2,439; p = 0,13§	F = 95,498; p< 0,001	F= 0,018; p = 0,895	F= 0,372; p = 0,551	F= 4,275; p = 0,055

-4CZ 39060 UI


Čerstvá hmotnost na rostlinu	F = 199,351; p < 8.001	F = 2,566; p = 0,129	F = 1,196: p = 0.290	F = 0,791; p = 0.387	F = 4,829; p = 0,043	F= 0,468; p = 0.504	F= ÍA23;p = 0,25
Sušina na rostlinu	F = 117,442; p < 8,001	F = 0,128; p = 0,726	F = 0,482; p = 0.497	F= 0,036; p = 0.852	II II P p o ±	F= 0,293; p = 0,596	F = 0,01; p = 0,920

Závěr: Při aplikaci nového inokulačního prostředku před výsadbou bylo pozorováno vyrovnání negativního vlivu aplikace samotného biouhlu a zlepšení růstových parametrů rostlin.

Průmyslová využitelnost

Nový stabilní inokulační prostředek na podporu růstu rostlin, biologické ochrany rostlin 10 a zlepšování půdních vlastností na základě biouhlu a endofýtické houby Arcopilus aureus je charakterizován tím, že celá směs inokula a média je dokonale kolonizována myceliem houby a tvoří optimální materiál pro výrobu a aplikaci. Pro stimulaci růstu a ochranu rostlin lze použít tuto směs v množství 200 kg na ha pro polní plodiny, anebo v dávce 5 gramů prostředku na litr substrátu pro rostliny pěstované v květináčích. Technické řešení je průmyslově využitelné 15 v zemědělství, zejména v oblasti ekologického a udržitelného pěstování rostlin. Díky jednoduchosti přípravy a aplikace je vhodné i pro drobnou pěstitelskou praxi a neprofesionální pěstitele, například při pěstování rostlin v květináčích, truhlících či zahradních záhonech. Řešení je proto univerzálně použitelné od polního pěstování až po individuální pěstitelské aplikace.

Claims

1. Přípravek pro podporu růstu a biologické ochrany rostlin, obsahující inokulum endofytické houby a nosič, vyznačující se tím, že endofytickou houbou je Arcopílus aureus a nosičem je 5 biouhel.

2. Přípravek pro podporu růstu a biologické ochrany rostlin, obsahující inokulum endofytické houby a nosič, vyznačující se tím, že endofytickou houbou je Arcopílus aureus a nosičem je biouhel o velikosti částic v rozmezí od 0,1 do 20 mm.

3. Přípravek pro podporu růstu a biologické ochrany rostlin, obsahující inokulum endofytické ίο houby a nosič, vyznačující se tím, že endofytickou houbou je Arcopílus aureus CCM 9589 a nosičem je biouhel.

4. Přípravek pro podporu růstu a biologické ochrany rostlin, obsahující inokulum endofytické houby a nosič, vyznačující se tím, že endofytickou houbou je Arcopílus aureus CCM 9589 a nosičem je biouhel o velikosti částic v rozmezí od 0,1 do 20 mm.