RO135424A2 - Metodă modernă de obţinere din culturi de bacterii indigene a unui biopreparat rizobial cu adaos de zeolit şi săruri - Google Patents
Metodă modernă de obţinere din culturi de bacterii indigene a unui biopreparat rizobial cu adaos de zeolit şi săruri Download PDFInfo
- Publication number
- RO135424A2 RO135424A2 RO202000392A RO202000392A RO135424A2 RO 135424 A2 RO135424 A2 RO 135424A2 RO 202000392 A RO202000392 A RO 202000392A RO 202000392 A RO202000392 A RO 202000392A RO 135424 A2 RO135424 A2 RO 135424A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- zeolite
- biopreparation
- rhizobial
- bacterial
- salts
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title claims abstract description 20
- 241000589157 Rhizobiales Species 0.000 title claims abstract description 18
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 title abstract description 5
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 12
- 230000035899 viability Effects 0.000 claims description 8
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000009331 sowing Methods 0.000 claims description 4
- 239000012224 working solution Substances 0.000 claims description 4
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 claims description 3
- 238000010876 biochemical test Methods 0.000 claims description 3
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 abstract description 21
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 abstract description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 5
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 5
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 5
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 5
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 4
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 4
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 4
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 4
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 4
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 241000238017 Astacoidea Species 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 3
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019797 dipotassium phosphate Nutrition 0.000 description 3
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000031068 symbiosis, encompassing mutualism through parasitism Effects 0.000 description 3
- 241000548254 Delftia lacustris Species 0.000 description 2
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 2
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 2
- 241000589774 Pseudomonas sp. Species 0.000 description 2
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 2
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 2
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 2
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004178 biological nitrogen fixation Methods 0.000 description 2
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 2
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 241000589941 Azospirillum Species 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000520272 Pantoea Species 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000589180 Rhizobium Species 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000223261 Trichoderma viride Species 0.000 description 1
- 235000009108 Urtica dioica Nutrition 0.000 description 1
- 241000218215 Urticaceae Species 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000843 anti-fungal effect Effects 0.000 description 1
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 244000038559 crop plants Species 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- PXEDJBXQKAGXNJ-QTNFYWBSSA-L disodium L-glutamate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)[C@@H](N)CCC([O-])=O PXEDJBXQKAGXNJ-QTNFYWBSSA-L 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000024346 drought recovery Effects 0.000 description 1
- 230000008641 drought stress Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 1
- -1 iron (III) hexahydrate Chemical compound 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000011890 leaf development Effects 0.000 description 1
- WRUGWIBCXHJTDG-UHFFFAOYSA-L magnesium sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]S([O-])(=O)=O WRUGWIBCXHJTDG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 description 1
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000001483 mobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 235000013923 monosodium glutamate Nutrition 0.000 description 1
- 230000008450 motivation Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000000003 plant pathogen Species 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000010496 root system development Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229940073490 sodium glutamate Drugs 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 230000003381 solubilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000003971 tillage Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la o metodă de obţinere a unui biopreparat pe bază de culturi bacteriene rizobiale indigene selecţionate, microparticule de zeolit şi săruri utilizat ca produs inoculant pentru culturile de soia. Metoda, conform invenţiei, constă în etapa de preparare a unei suspensii microbiene din culturi primare din tulpini rizobiale izolate din nodozităţile plantelor de soia, prepararea soluţiei de săruri de Ca, Fe, Mg, Na şi K din patru soluţii stoc, activarea termică a zeolitului micronizat în prealabil, încorporarea zeolitului activat termic în soluţia de săruri în raport 1:1, adăugarea suspensiei bacteriene cu concentraţie de 1x107...1x108 CFU/ml peste zeolitul cu adaus de săruri, rezultând un biopreparat cu eficienţă ridicată în fixarea simbiotică a azotului la cultura de soia.
Description
DESCRIERE
I. Motivația elaborării invenției
Invenția se referă la o metodă de obținere a unui biopreparat pe bază de culturi bacteriene rizobiale indigene cu adaos de microparticule de zeolit și săruri. Biopreparatul poate fi utilizat ca produs inoculant pentru culturile de soia, cu contribuție la creșterea productivității și al conținutului de proteine din boabe. Biopreparatul folosește tulpini rizobiale selecționate din solurile autohtone, adaptate condițiilor eco-pedologice din țara noastră și la cultivarele locale de soia precum și un adaos de zeolit și săruri de calciu (Ca), fier (Fe), magneziu (Mg), sodiu (Na) și potasiu (K).
Folosirea de biopreparate pe bază de tulpini rizobiale la culturile de leguminoase are un rol esențial în fixarea biologică a azotului. La ora actuală se folosesc diverși inoculi comerciali pentru a îmbunătăți fixarea simbiotică a azotului (Getachew et al. 2017; Yang et al., 2018; Belete et al., 2019).
Numeroase studii arată că inocularea cu tulpini rizobiale are un aport semnificativ la creșterea plantelor, dezvoltarea sistemului radicular și a frunzelor, creșterea producției și a conținutului de proteine din boabe (Hungria and Mendes, 2015; Mathenge et al., 2019; Getachew et al. 2017; Aserse et al., 2020).
Prin fixarea biologică a azotului se reduce consumul de fertilizanți pe bază de azot, cu implicații pozitive majore asupra mediului (Hungria and Mendes, 2015; Zimmer et al., 2016). în ciuda acestor beneficii, unele studii au demonstrat o comportare ineficientă a unor inoculi comerciali în diferite zone datorită incompatibilității inoculului la condițiile eco-pedologice și a genotipului folosit. în acest context, izolarea și selecția unor tulpini rizobiale indigene, adaptate la condițiile locale și compatibile cu genotipurile românești de soia reprezintă o necesitate. în același timp, se impune identificarea unor noi formule nutriționale cu rol protector împotrivacondițiilor de sol și climă neprielnice dar și de suport energetic în procesul de simbioză dintre inocul și plantă.
II. Prezentarea stadiului cercetării la momentul actual
La nivel internațional, există o serie de patente înregistrate pe metode de obținere de biopreparate pornind de la inoculi microbieni. Astfel, brevetul cu numărul WO2017216736A1 descrie mai multe metode de preparare și de aplicare a unor formule de bioinoculanți eficienți pe bază de Rhizobium spp. cu aplicabilitate pe diverse plante de leguminoase. Procedeele presupun izolarea unor tulpini rizobiale din solul rizosferic forestier, testarea tulpinii pe leguminoase și selectarea tulpinilor care prezintă compatibilitate cu planta gazdă în vederea introducerii ulterioare în cultură.
Metoda brevetată cu brevtul S2012015806A1 este o metodă ecologică ce dezvoltă o formulă eco-friendly pe baza unui consorțiu de izolate microbiene cu rol în îmbunătățirea parametrilor de creștere ai plantelor. Metoda propune o formulă cu constituenți bioactivi care oferă protecție suplimentară împotriva agenților patogeni ai plantei având rol și în solubilizarea mineralelor. Pentru creșterea producției de flori și fructe, brevetul ES2439393A1 descrie o metodă care utilizează o tulpină de Coletotrichum tofieldiae. Alte metode de obținere de bioinoculi care utilizează formule cu consorții microbiene cu rol în stimularea creșterii plantelor sunt și cele elaborate în cadrul brevetelor WO2017019633A2 și WO2017127535A1.
O metodă care dezvoltă o nouă formulă de încapsulare microbiană este omologată în cadrul brevetelui WO2018002955A1. Conform acestei metode, organismele vii sunt încapsulate într-un polimer permeabil, care permite pătrunderea conținutului celular și nutrițional în miez cu eliberarea controlată a 10 endofite. Această microcapsulare protejează microorganismele împotriva efectelor toxice ale pesticidelor / fungicidelor.
Brevetul cu numărul ES2234417A1 se bazează pe utilizarea într-o formă granulată a două tulpini noi de bacterii ale Azospirillum și Pantoea, cu capacitatea de a fixa azotul atmosferic. Fertilizantul are rolul de a solubiliza fosfații, precum și alți nutrienți minerali ai solului și de a produce cantități mari de substanțe de stimulare a creșterii plantelor. Metoda de obținere a biofertilizantului are la bază tehnica de adsorbție a microorganismelor la un suport solid, acționând ca un sistem cu eliberare controlată. Tehnica garantează o stabilitate ridicată a viabilității celulare, precum și substanțe nutritive organice și minerale suficiente pentru a facilita colonizarea rădăcinilor plantelor.
Procedeul de obținere a unui biopreparat conform invenției cu numărul RO129419A2 (compus din tulpina Delftia lacustris 6BS și tulpina Pseudomonas sp.l2BS) are capacitatea de a promova creșterea plantelor prin mobilizarea elementelor nutritive din surse organice. Procedeul brevetat presupune cultivarea tulpinii Delftia lacustris 6BS și Pseudomonas sp.l2BS pe medii care conțin zaharoză, faină de azot și săruri minerale, cu cultivare la o temperatură de 28 °C timp de 24 h și agitare în raport gravimetric de 1:1. Invenția cu numărul RO130241A0 face referire la un procedeu de obținere a unui fertilizant lichid organic stabilizat, cu acțiune de stimulare a simbiozelor plantelor de cultură. Fertilizantul utilizează urzici tocate lăsate la macerat în apă de ploaie, fermentarea timp de 4-5 zile la o temperatură de 18-20 °C, omogenizarea maceratului, diluarea de 5 ori și filtrarea pe membrană. Rezultatul constă în obținerea unui filtrat bioactiv cu stabilitate ridicată.
La nivel național, deși există metode de obținere de biopreparate brevetate, nu există nicio metodă patentată care utilizează bacteriile rizobiale fixatoare de azot pentru cultura de soia. Conform informațiilor de pe platforma https://osim.ro/e-osim/ un număr de opt metode de obținere de biopreparate au fost brevetate în Romania, având formule și aplicabilități diferite. Astfel, brevetul 00128586 descrie o metodă de obținere a unui biopreparat microbian bio(inoculant) folosit pentru plantele de cultură. Metoda de obținere a biopreparatului presupune utilizarea a 0,3 g/1 zaharoză, 0,5 g/1 K2HPO4, 0,2 g/1 MgSO4x7H2O, 0,1 g/1 NaCl, 0,1 g/1 extract de drojdie, 0,5 g/1 glutamat de sodiu și 0,2 g/1 Κ2ΜΟΟ4 și adăugarea a 200-250 ml mediu de cultură hidrogelifiat, conținând microorganisme inoculante la 2-5 1 de soluție.
Alte metode de obținere de biopreparate au fost elaborate în cadrul brevetelor 00127526, 00126363 și 00126125}. Metodele au avut ca scop obținerea unor biopreparate destinate protecției plantelor contra agenților fitopatogeni cu acțiune antifungică sau contra Trichoderma viride.
Brevetele 00127488 și 00110780 descriu două procedee de obținere a unor preparate peliculogene cu efecte protectoare, regenerative și cicatrizante destinate uzului uman, în timp ce brevetele 00125200 și 00122013 au fost înregistrate pentru dezvoltarea unor metode de obținere a unor preparate de drojdie seleniată, cu utilizare de Saccharomyces cerevisiae și de cupru, zinc și mangan. Metoda are la bază un procedeu de bioconversie microbiană.
III. Scopul și descrierea invenției
Scopul prezentei invenții este de a realiza o metodă de obținere a unui biopreparat inoculant pornind de la culturi rizobiale indigene selecționate la care se adaugă în cantități prestabilite microparticule de zeolit și săruri de Ca, Fe, Mg, Na și K rezultând un preparat cu eficiență ridicată în fixarea simbiotică a azotului la cultura de soia.
IV. Descrierea invenției
Metoda de obținere a biopreparatului rizobial din culturi de bacterii indigene cu adaos de zeolit natural și săruri de Ca, Fe, Mg, Na și K se compune din următoarele etape: 1) Prepararea culturii stoc din tulpini rizobiale selecționate dintr-un câmp cultivat cu soia. După prelevare, tulpinile rizobiale vor fi confirmate prin teste morfologice, culturale, tinctoriale și biochimice; 2) Prepararea suspensiei bacteriene utilizându-se culturi de lucru primare obținute din culturi stoc; 3) Prepararea soluției de săruri de Ca, Fe, Mg, Na și K din cele patru soluții stoc preparându-se o soluție de lucru, prin adăugarea a câte 1 ml din soluțiile individuale stoc la 1 1 volum final de apă distilată; 4) Activarea termică a zeolitului micronizat în prealabil (0.003 mm) după prelevarea din depozit, spălarea cu apă și uscarea acestuia în mediu ambiental; 5) încorporarea zeolitului activat termic în soluția de săruri cu respectarea unui raport de 1:1; 6) Obținerea biopreparatului cu adaos de zeolit și săruri prin adăugarea suspensiei bacteriene cu concentrația de 1 x 10 CFU/ml -1x10 CFU/ml peste zeolitul cu adaos de săruri (Fig. 1).
La finalul procesului de obținere a biopreparatului se efectuează testarea parametrilor de calitate ai inoculului urmărindu-se păstrarea viabilității și a concentrației inoculului bacterian din biopreparat. O viabilitate acceptată se consideră atunci când numărul de colonii numărate, după perioada de incubare pe mediu de cultură Manitol Agar cu Extract de Drojdii (Vincent, 1970) este de minim 200 CFU/placă. Totodată, coloniile trebuie să prezinte caracteristicile morfologice și culturale ale tulpinii inoculate.
Toate procedurile operaționale și specifice, componente ale procesului de obținere a biopreparatului, trebuie să se execute respectând regulile de sterilitate (sterilizarea ustensilelor, sticlăriei, mediilor, echipamentelor, suprafețelor și spațiilor, folosirea hotei cu flux de aer laminar pentru probe biologice, etc.) și de biosecuritate în laborator conform cu standardul ISO 7218:2007 / AMD 1:2013 și ghidul Eurachem EA 4/10 G:2002/2013.
Aplicarea biopreparatului realizat prin prezenta invenție se face pe sol imediat înainte de semănat pentru eliminarea riscului de deshidratare a celulei bacteriene și de scădere a concentrației inițiale a inoculului. Pentru o conservare adecvată a biopreparatului înainte de semănat, este recomandat ca după preparare acesta să se păstreze la frigider la o temperatură de 5 °C ±2 °C pentru a menține viabilitatea tulpinii bacteriene pentru o durata de max. 12 h de la obținerea biopreparatului. înainte de inocularea semințelor, biopreparatul care a fost menținut la o temperatură de 5 °C ±2 °C se aclimatizează la temperatură de 20 °C iar aplicarea se va face nu mai târziu de 12 h de la aducerea biopreparatului la temperatura de 20 °C.
IV. Model de aplicare a invenției
Metoda de obținere a biopreparatului bacterian din culturi selecționate, indigene cu etapele componente ale acesteia este prezentată detaliat mai jos:
1. Prepararea culturii stoc din tulpini rizobiale selecționate. Tulpinile rizobiale izolate din nodozitățile plantelor de soia (prelevate dintr-un câmp cultivat cu soia) au fost, în prealabil, confirmate prin teste morfologice, culturale, tinctoriale și biochimice. Pe mediul de cultură specific (Manitol Agar cu Extract de Drojdii), tulpinile sunt izolate în cultură pură, respectând procedurile standard microbiologice (pasaje de culturi, transplantări, tehnica de epuizare a ansei). După incubare, tulpinile sunt trecute prin transferul unei încărcături de ansă pe criobile și păstrate la frigider la o temperatură de 20 °C. Valabilitatea coloniilor bacteriene pe criobile este de 1 an. Pentru obținerea culturii stoc, o încărcătură de ansă bacteriană de pe criobile se trece pe mediul de creștere Manitol Agar cu Extract de Drojdii și se incubează la 28 °C ±2 °C timp de 4 zile. Cultura stoc obținută se păstrează la frigider la 5 °C ±2 °C fiind utilizată pentru subculturile ulterioare. Cultura stoc are o valabilitate de patru săptămâni. Din cultura stoc nu se pot face mai mult de patru subculturi datorită riscului de modificare fenotipică a tulpinii bacteriene.
2. Prepararea suspensiei bacteriene. Pentru prepararea suspensiei bacteriene se utilizează culturi de lucru primare obținute din culturi stoc. în 5 ml soluție salină fiziologică sterilă se suspendă o ansă cu colonii proaspăt obținute din cultura de lucru primară, după care se agită cu atenție pentru omogenizarea suspensiei bacteriene. Se ajustează inoculul prin măsurarea densității optice (prin citire la densimat) până la o concentrație a tulpinii de interes de 1 x 107CFU/ml - 1 x 108CFU/ml.
3. Prepararea soluției de săruri. în vederea obținerii unui suport nutritiv pentru biopreparat, se prepară patru soluții stoc de săruri cu următoarea compoziție: soluție stoc I (dihidrogenofosfat de potasiu KH2PO4 - 4,25 g, hidrogenofosfat de potasiu K2HPO4 10,87 g, hidrogenofosfat de sodiu heptahidrat Na2HPO4-7H2O - 16,7 g/1), soluție stoc II (sulfat de magneziu heptahidrat MgSCVVFhO - 11,25 g/1; soluție stoc III (clorură de calciu anhidru CaCF ^FFO - 13,75 g/1; soluție stoc IV(clorură de fier (III) hexahidratat FeC13-6H2O - 0,12 g/1). Soluțiile stoc de săruri se păstrează la frigider având o valabilitate de 6 luni. Din cele patru soluții stoc se prepară o soluție de lucru, adăugânduse câte 1 ml din soluțiile stoc I, II, III, IV la 1 1 volum final de apă distilată sterilă.
4. Activarea termică a zeolitului. înainte de activare, zeolitul se macină și se sitează pentru a obține o dimensiune a particulelor de 0,003 mm. După măcinare, se realizează activarea termică a acestuia la 180 °C timp de 2 h în etuvă. După răcire în exicator, zeolitul se cântărește.
5. încorporarea zeolitului în soluția de săruri. Respectând un raport de 1:1, 1 kg de zeolit activat obținut la punctul 4 se amestecă cu 1 1 soluție de lucru obținută la punctul 3, iar amestecul se agită continuu timp de 2 h la temperatura de 20 °C. După decantări repetate, se îndepărtează supematantul astfel încât deasupra stratului de zeolit să rămână o peliculă foarte fină de lichid. Dacă este cazul, amestecul se usucă în etuvă timp de 3 h la o temperatură de 35 °C.
6. Obținerea biopreparatului cu adaos de zeolit și săruri. Peste zeolitul cu adaos de săruri obținut anterior (punctul 5) se adaugă suspensia bacteriană cu concentrația de 1 x IO7 CFU/ml - 1 x 108CFU/ml, obținută la punctul 2. Biopreparatul astfel obținut se amestecă cu atenție și se usucă în etuvă la o temperatură de 35 °C timp de 24-48 h până la uscarea completă a biopreparatului. După obținere, biopreparatul se păstrează la frigider la temperatura de 5 °C ±2 °C până la aplicarea acestuia pe sol.
7. Testarea parametrilor de calitate ai inoculului. După obținerea biopreparatului cu adaos de zeolit și săruri, se verifică parametrii de calitate, respectiv, păstrarea viabilității și a concentrației inoculului bacterian din produs. De asemenea, se verifică aspectul coloniilor pe mediul de cultură în etapa de preparare a suspensiei bacteriene primare. O viabilitate acceptată se consideră atunci când numărul de colonii numărate, după perioada de incubare pe mediu de cultură Manitol Agar cu Extract de Drojdii este de minim 200 CFU/placă. Totodată, după inoculare pe mediul de cultură și incubare conform cu specificațiile de la punctul 1, coloniile trebuie să prezinte caracteristicile morfologice și culturale ale tulpinii inoculate.
8. Aplicarea inoculului pe sol se face imediat înainte de semănat pentru eliminarea riscului de deshidratare a celulei bacteriene și de scădere a concentrației inițiale a inoculului.
V. Problema tehnică pe care o rezolvă invenția
Adaptarea tulpinilor rizobiale din biopreparat la condițiile eco-pedologice și genotipurile de soia din țara noastră;
Costurile mari ale bioinoculilor comerciali folosiți la cultura de soia
Creșterea eficienței produselor inoculante de tip ecologic utilizate la cultura de soia Folosirea redusă a inoculilor în practica agricolă datorită lipsei de informare cu privire la beneficiile aduse în creșterea productivității la culturile de leguminoase.
VI. Avantajele aduse de prezenta invenție
Metoda propusă prezintă un grad înalt de originalitate și noutate prin adăugarea de microparticule de zeolit cu rol protector împotriva stresului cauzat de secetă și prin adăugarea de săruri de Ca, Fe, Mg, Na și K asigurând în acest mod atât substratul nutritiv necesar păstrării viabilității bacteriene cât și facilitarea încorporării la nivelul sistemului radicular al plantei.
Principalele avantajele aduse de metoda de obținere propusă sunt:
Folosirea unor tulpini indigene, selecționate din soluri antohtone și zeolit natural, materii prime ușor de furnizat și necostisitoare;
Procedeul de obținere este de dificultate moderată, ceea ce permite executarea ca procedeu de rutină în laboratoare cu dotări minimale;
Eliminarea costurilor cu achiziția unui bioinoculant comercial, care poate fi ineficient pentru condițiile eco-pedologice și genotipurile din țara noastră;
Fiind utilizate ca materii prime materiale autohtone (nodozitățile de soia, materialul zeolitic) trebuie subliniată și posibilitatea de a utiliza biopreparatul pe scară largă, cu implementare pe piață ca produs comercial asigurând în același timp și valorificarea superioară într-un produs cu valoare adăugată ridicată a resurselor autohtone de tip vulcanic zeolitic.
în plus, biopreparatul realizat cu metoda propusă, utilizat în tehnologia de cultivare a plantelor de soia aduce beneficii notabile precum:
Contribuie la popularea solurilor fără istoric de cultivare a leguminoaselor cu bacterii rizobiale selecționate;
Aduce un aport semnificativ în creșterea conținutului de proteine din semințe și în creșterea productivității la soia;
Are viabilitate îndelungată și comportare adaptativă ridicată în sol.
Bibliografie
1. Aserse A. A., Markos D., Getachew G., Markku Yli-Halla M., Lindstrom K., 2020. Rhizobial inoculation improves drought tolerance, biomass and grain yields of common bean (Phaseolus vulgaris L.) and soybean (Glycine max L.) at Halaba and Boricha in Southern Ethiopia, Archives of Agronomy and Soil Science, 66:4, 488501, DOI: 10.1080/03650340.2019.1624724:
2. Belete, S., Bezabih, M., Abdulkadir, B., Tolera, A., Mekonnen, K., & Wolde-Meskel, E., 2019. Inoculation and phosphorus fertilizer improve food-feed traits of grain legumes in mixed crop-livestock systems of Ethiopia. Agriculture, ecosystems & environment, 279, 58-64. https://doi.Org/10.1016/i.agee.2019.04.014;
3. Getachew, Z., Abera, G., & Beyene, S., 2017. Rhizobium inoculation and sulphur fertilizer improved yield, nutrients uptake and protein quality of soybean (Glysine max L.) varieties on Nitisols of Assosa area, Western Ethiopia. African Journal of Plant Science, 11(5), 123-132;
4. Hungria M., Mendes I.C., 2015. Nitrogen fixation with 2 soybean: the perfect symbiosis? In: DE BRUIJN, F. 3 (Ed.) Biological nitrogen fixation. Chapter 99. 4 New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., vol.2. 5 p.1005-1019;
5. Mathenge C., Thuita M., Cargele M., Joseph G-O., Vanlauweb B., 2019. Variability of soybean response to rhizobia inoculant, vermicompost, and a legume-specific fertilizer blend in Siaya County of Kenya. Soil Tillage Res. 2019 Nov; 194: 104290. doi: 10.1016/j.still.2019.06.007;
6. Vincent J., M., 1970. A manual for the practicai study of the root nodule bacteria. IBP handbook, No. 15. The Blackwell Scientific Publications, Oxford, England;
7. Yang S.H., Chen W.H., Wang E.T., Chen W.F.,Yan J., Han X.Z, Tian C.F, Sui X.H., Singh R.P., Jiang G.M. and Chen W.X., 2018. Rhizobial biogeography and inoculation application to soybean in four regions across China. Journal of Applied Microbiology, 125;
8. Zimmer S., Messmer M., Haase T., Piepho H.P., Mindermann A., Schulz H., et al., 2016. Effects of soybean variety and Bradyrhizobium strains on yield, protein content and biological nitrogen fixation under cool growing conditions in Germany. Eur J Agron 72: 38;
9. Eurachem EA Guide 4/10 / 2002/2013 - Accreditation for Microbiological Laboratories
10. ISO 7218/ 2007/ Amd.l: 2013 - Microbiology of food and animal feeding stuffs General requirements and guidance for microbiological examinations.
11. https://osim.ro/e-osim/
12. https://worldwide.espacenet.com/
Claims (1)
- REVENDICAREMetoda modernă de obținere din culturi de bacterii indigene a unui biopreparat rizobial cu adaos de zeolit și săruri caracterizată prin aceea că are ca etape de preparare: (1) prepararea culturii stoc din tulpini rizobiale selecționate dintr-un câmp cultivat cu soia, (după prelevare, tulpinile rizobiale fiind confirmate prin teste morfologice, culturale, tinctoriale și biochimice), urmată de (2) prepararea suspensiei bacteriene prin utilizarea de culturi de lucru primare obținute din culturi stoc, (3) prepararea soluției de săruri de Ca, Fe, Mg, Na și K din cele patru soluții stoc preparându-se în prealabil o soluție de lucru, prin adăugarea a câte 1 ml din soluțiile individuale stoc la 1 1 volum final de apă distilată, urmate de (4) activarea termică a zeolitului micronizat în prealabil (0.003 mm) după prelevarea din depozit, spălarea cu apă și uscarea acestuia în mediu ambiental și (5) încorporarea zeolitului activat termic în soluția de săruri cu respectarea unui raport de 1:1 cu (6) adăugarea suspensiei bacteriene cu concentrația de 1 x 107CFU/ml - 1 x 108 CFU/ml peste zeolitul cu adaos de săruri astfel ca la finalul procesului de obținere biopreparatul (7) se testează din punct de vedere al calității parametrilor inoculului și anume păstrarea viabilității și a concentrației inoculului bacterian iar aplicarea biopreparatului realizat se face pe sol imediat înainte de semănat pentru eliminarea riscului de deshidratare a celulei bacteriene și de scădere a concentrației inițiale a inoculului.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO202000392A RO135424A2 (ro) | 2020-07-09 | 2020-07-09 | Metodă modernă de obţinere din culturi de bacterii indigene a unui biopreparat rizobial cu adaos de zeolit şi săruri |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO202000392A RO135424A2 (ro) | 2020-07-09 | 2020-07-09 | Metodă modernă de obţinere din culturi de bacterii indigene a unui biopreparat rizobial cu adaos de zeolit şi săruri |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO135424A2 true RO135424A2 (ro) | 2022-01-28 |
Family
ID=79961020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RO202000392A RO135424A2 (ro) | 2020-07-09 | 2020-07-09 | Metodă modernă de obţinere din culturi de bacterii indigene a unui biopreparat rizobial cu adaos de zeolit şi săruri |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO135424A2 (ro) |
-
2020
- 2020-07-09 RO RO202000392A patent/RO135424A2/ro unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Glick | Introduction to plant growth-promoting bacteria | |
| Karthikeyan et al. | Evaluating the potential of plant growth promoting cyanobacteria as inoculants for wheat | |
| Stewart et al. | Applications of Trichoderma in plant growth promotion | |
| Mishra et al. | Efficiency of plant growth promoting rhizobacteria for the enhancement of Cicer arietinum L. growth and germination under salinity | |
| Bhattacharjee et al. | Biofertilizer, a way towards organic agriculture: A review | |
| CN106967652A (zh) | 一株促进箭筈豌豆生长的根瘤菌及其应用 | |
| CN103952333A (zh) | 一种镉耐性细菌及其抑制水稻吸收重金属镉的方法 | |
| Constantino et al. | Effect of inoculation with rhizobacteria and arbuscular mycorrhizal fungi on growth and yield of Capsicum chinense Jacquin | |
| Pahari et al. | Carrier based formulation of plant growth promoting Bacillus species and their effect on different crop plants | |
| Borker et al. | Physiological and genomic insights into a psychrotrophic drought-tolerant bacterial consortium for crop improvement in cold, semiarid regions | |
| Gantar et al. | Colonization of wheat (Triticum vulgare L.) by N2‐fixing cyanobacteria: IV. Dark nitrogenase activity and effects of cyanobacteria on natural 15N abundance in the plants | |
| KR102000472B1 (ko) | 식물의 비생물적 스트레스 저항성을 증진시키는 바실러스 아리아바타이 균주 및 이의 용도 | |
| Kankia et al. | Synergistic enhancement of water deficit resilience in lentil (Lens culinaris) through silicon application and non-rhizobial bacterial co-inoculation | |
| BR112015025912B1 (pt) | Processo de imobilização para obter um inoculante biológico estimulador do crescimento vegetal, suporte de teca, e, inoculante biológico | |
| CN110892805A (zh) | 一种提高玉米种子萌发耐盐性生物刺激素制备及应用方法 | |
| Kumar et al. | Impact of seed applied rhizobacterial inoculants on growth of wheat (Triticum aestivum) and Cowpea [Vigna unguiculata] and their influence on rhizospheric microbial diversity | |
| CN110229757B (zh) | 一株有效促进作物生长的桔绿木霉js84及其研制的生物有机肥 | |
| Tirry et al. | Effect of co-immobilized tri-bacteria into alginate beads on growth and root mycorrhizal colonization potential of Medicago sativa plants | |
| Srivastava et al. | Biofertilizers for sustainable agriculture | |
| CN109486711B (zh) | 一种根瘤菌axlq16 及其应用 | |
| Setyowati et al. | Rhizosphere microbial genetic resources as PGPR potential isolated from maize inbred populations var. Bisma | |
| RO135424A2 (ro) | Metodă modernă de obţinere din culturi de bacterii indigene a unui biopreparat rizobial cu adaos de zeolit şi săruri | |
| Prasad et al. | Characterizing rhizospheric plant growth promoting bacteria for their effects on oat (Avena Sativa) | |
| CN109355235B (zh) | 一种根瘤菌famb126及其应用 | |
| WO2022025745A1 (es) | BIOFERTILIZANTES Y MEJORADORES DE SUELO A BASE A MACROALGAS SARGASSUM spp. ENRIQUECIDOS CON BACTERIAS PROMOTORAS DEL CRECIMIENTO DE PLANTAS. |