Способ глубинного культивирования источника микробной ассоциации - продуцента фитогормонов

 

Изобретение относится к биотехнологии, касается получения комплекса фитогормонов широкого спектра путем использования в качестве субстрата и источников микроорганизмов продукта жизнедеятельности червей Eizenia foetida. Культивирование ведут путем смешивания 50 об.% продукта жизнедеятельности дождевых червей с дистиллированной водой при 26-28^oС и аэрации интенсивностью 0,15-0,5 об/об/мин. Процесс ведут при рН среды 6,0-7,8 в течение 116-124 ч. Готовый продукт характеризуется содержанием индолил-3-уксусной кислоты, изопентениладенозина, желатина, гуминовых веществ и микроэлементов. Использование препарата для обработки семян перед посевом и вегетирующих растений повышает эффективность растениеводства. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к микробиологии, а именно к использованию микроорганизмов для получения ферментов и фитогормонов.

Известны различные способы культивирования микроорганизмов, в частности грибов и бактерий, используемые для извлечения из них ферментов, витаминов и фитогормонов. Например, выделение и выращивание культуры микроорганизмов, подготовка питательной среды, высев культуры на питательную среду, ферментация, отделение продуктов метаболизма.

Физиологические особенности жизнедеятельности микроорганизмов и способности некоторых из них к сверхсинтезу продуктов метаболизма обусловили использование их для микробиологического синтеза ферментов и фитогормонов. Например, известно использование грибов Fusarium moniliforme для биосинтеза гиббереллинов (авт. св. SU 1768633, кл. С 12 N 1/14), грибов Aspergillus niger для производства оксипроизводных индолил-3-укусной кислоты (авт. св. SU 994558, кл. С 12 Р 1/02). Продуктом жизнедеятельности бактерий является L-триптофан (авт. св. SU 990814, кл. С 12 Р 13/22).

Питательная среда для микробиологического синтеза в большом количестве случаев представляет собой водную смесь или суспензию органических соединений или веществ и минеральных солей. Для приготовления питательных сред могут использоваться различные органические вещества и соединения: от сахара и крахмала (в лабораторных условиях) до гидролизатов древесины, отходов нефтехимии и пищевой промышленности (в производственных условиях). К указанным источникам органических соединений добавляют минеральные соли калия, магния, железа, натрия, кальция и др. в расчетном количестве, удовлетворяющем потребности микроорганизмов.

Однако недостатками этих способов являются узкая направленность их продуктивности, результат которой - получение веществ одного - двух наименований, и трудоемкость подготовительных операций, таких как выделение и выращивание культуры микроорганизмов и подготовка питательной среды.

Известен также способ получения биологических комплексов, использующий жидкость из пищеварительного тракта низших беспозвоночных животных как источник микроорганизмов, где последние в последующем подвергаются выращиванию на питательных средах (FR патент 2174659, кл. С 12 Р 1/04, 23.11.73).

Однако этот способ имеет недостатки, связанные с выделением и выращиванием культуры микроорганизмов и подготовкой питательной среды. Кроме того, недостатком способа является наличие процедуры отбора жидкости из кишечника личинок или червей.

Цель изобретения - исключение этих недостатков за счет получения комплекса фитогормонов широкого спектра путем использования в качестве источника ассоциации микроорганизмов и источника питательных веществ - продукта жизнедеятельности дождевых червей Eizenia foetida.

Предложенный способ глубинного культивирования источника ассоциации микроорганизмов заключается в следующем.

Продукт жизнедеятельности дождевых червей Eizenia foetida в количестве 640 л смешивают с 1280 л дистиллированной воды и подвергают ферментации в течение 120 ч при температуре 28^oС. Смесь непрерывно аэрируют воздухом, а водородный показатель поддерживают на уровне 7,8. Интенсивность аэрации составляет 0,15-0,5 об/об/мин.

Продукт жизнедеятельности дождевых червей Eizenia foetida содержит широкий спектр микроорганизмов - продуцентов фитогормонов, азотсодержащие питательные составляющие и широкий спектр микроэлементов.

Грибы Fusarium moniliforme являются синтезаторами гиббереллина.

Грибы Aspergillus niger продуцируют оксипроизводные индолил-3-уксусной кислоты и гумусовые вещества.

Бактерии Corynebacterium glutamicum и Bacillus subtillis производят L-триптофан, который впоследствии трансформируется в гетероауксин (-индолилуксусную кислоту).

Бактерии Azotobacterium chroococcum являются продуцентами гетероауксина и гиббереллина. При дальнейшем использовании в составе комплексного микроудобрения (КМУ), полученного предлагаемым способом, для обработки посевов сельскохозяйственных культур Azotobacterium chroococcum формирует азотфиксирующую ассоциацию микроорганизмов на растении.

Бактерии Rhizobium в составе микробиологического сообщества указанного КМУ при обработке растений образуют на их корнях колонии клубеньковых бактерий, обеспечивающих азотное питание. Видовая принадлежность культивируемых бактерий определяется составом навоза, использовавшегося для подкормки червей. Так, если в состав корма животных входил клевер красный, то в процессе глубинного культивирования получают преимущественное развитие бактерии Rhizobium trifolii, далее соответственно: люцерна - Rh. meliloti; соя - Rh. japonicum; горох, вика, чечевица - Rh. leguminosarum; люпин - Rh. lupini; фасоль - Rh. phaseoli; эспарцет - Rh. onobzychis.

Бактерии Bacillus megaterium, входящие в микробиологическое сообщество КМУ, будучи примененными на растениях обеспечивают их фосфорное питание.

Продукт жизнедеятельности дождевых червей Eizenia foetida на 48% состоит из органического вещества. Кроме того, в его состав входят минеральные элементы: калий, кальций, магний, сера, марганец, цинк, медь. Их количественное содержание определяет соотношение при смешивании продукта жизнедеятельности червей с водой в предлагаемом способе.

Перечисленные выше микроорганизмы являются аэробами, поэтому культивирование осуществляется при постоянном насыщении смеси кислородом воздуха, продуваемого через смесь с интенсивностью 0,15-0,5 об/об/мин. Температура смеси поддерживается 26-28^oС и является оптимальной для жизнедеятельности бактерий и грибов. Водородный показатель смеси поддерживается 6,0-7,8 исходя из тех же соображений. Полный цикл микробиологического синтеза в предлагаемом способе осуществляется за 116-124 ч.

Таким образом, использование в качестве источника питательной среды и микрофлоральной ассоциации для глубинного культивирования продукта жизнедеятельности дождевых червей Eizenia foetida позволяет получить КМУ, содержащее регуляторы роста растений, питательные элементы, широкий спектр микроэлементов и микроорганизмы почвенного комплекса.

Использование комплексного микроудобрения, полученного предлагаемым способом, для обработки семян перед посевом и вегетирующих растений позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур на 10-25%.

Формула изобретения

1. Способ глубинного культивирования источника микробной ассоциации - продуцента фитогормонов из дождевых червей путем внесения его в питательную среду и аэрации, отличающийся тем, что в качестве источника микробной ассоциации используют продукт жизнедеятельности дождевых червей Eizenia foetida в количестве 50 об.% от среды, культивирование ведут на дистиллированной воде при аэрации интенсивностью 0,15 - 0,5 об/об/мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что водородный показатель среды поддерживают на уровне 6,0 - 7,8.