Документ описывает важность бобовых растений и клубеньковых бактерий в агрономии, подчеркивая их роль в обогащении почвы азотом и повышении урожайности. Рассматриваются эксперименты и разработки в области микробных удобрений, их эффективность и использование в различных культурах. Также упоминаются достижения в области биоинженерии, направленные на создание многокомпонентных инокулятов для сбалансированного питания растений.

2. В сохранении плодородия почв,
используемых в земледелии, высока
роль бобовых растений. До
наступления новой эры ( III – I
века до н. э.) об этом писали
греческий философ Теофраст и
римляне Катон и Варрон.
Жан Батист Буссенго
Буссенго (Boussingault, 1838)
на опытных полях в Эльзасе установил
ведущую роль азота в питании растений.
Им было установлено, что люцерна и клевер
обогащают почву азотом, они повышают
урожайность следующих за ними озимых
культур без внесения навоза. Ему не было
известно о существовании клубеньковых
бактерий, но его заслуга состоит в установлении
роли бобовых растений в обогащении почвы
азотом!
Теофраст Марк Порций
Катон
Марк Теренций
Варрон

3. В 1888 году Бейеринк (Beijerinck) выделил из
клубеньков бобовых растений (гороха, вики,
чины, фасоли, сераделлы, лядвенца и др.)
бактерии. Он дал им наименование Bacillus
radicola. Это были аэробные, мелкие бактерии,
меняющие свою форму в процессе развития и под
влиянием условий среды.
Год спустя они были переименованы Пражмовским
(Prazmowski, 1889) в Bacterium radicola, а в это же
время Франк (Frank, 1889) предложил изменить
родовое название клубеньковых бактерий на Rhizobium.Ма́ртин Ви́ ллем
Бе́йеринк
Бейеринг, изучая выделенные бактерии, высказал мнение, что они
представляют собой один вид, который можно разделить на две группы.
В каждой из этих групп он выделял разновидности, связанные с
определенными видами растений.
Более поздние работы многих других исследователей позволили
установить избирательную способность клубеньковых бактерий в
отношении растения-хозяина, получившую название специфичности.
Адам
Пражмовский
Вирулентность – способность
клубеньковых бактерий проникать
в ткань корня, размножаться и
вызывать образование клубеньков.
Активность (эффективность) –
способность в симбиозе с бобовыми
растениями ассимилировать
молекулярный азот.
Клубеньки на
корнях бобового
растения

4. 10-20 т/га
пахотного слоя нерастворимые в воде
минеральные и органические соединения
трансформация
Ферментативное
разложение органических
соединений фосфора
Потребление
доступного фосфора
и закрепление его
в микробной массе
Растворение
фосфатов
Ca, Fe, Al
Фосфат трансформирующие бактерии
Арбускулярные микоризные грибы

5. 11 млн.га/порций (1959г.) 20 млн.га/порций (2008г.)
10 тыс.га/порций (Ежегодно)
20 тыс.га/порций (1949г.)
60 тыс.га/порций (1955г.)
200 тыс.га/порций (1929г.) 2,5-3 млн. га/порций (1960-1970гг.)
300 тыс.га/порций (1956-1957гг.) 40 тыс.га/порций (1960-1970гг.)
110 тыс. га/порций (1961г.)
238 тыс.га/порций (1962г.)
200 тыс.га/порций (1961г.)
300 тыс.га/порций (1965г.)

6. Микробные удобрения
азотфиксирующие фосфатсолюбилизирующие
Симбиотические
бактерии
Ассоциативные
ризобактерии
Свободноживущие
диазотрофы
Цианобактерии
Фосфат-
солюбилизирующие
бактерии
Арбускулярные
микоризные
грибы
Азотфикси
рующие
78,7%
Фосфатсол
юбилизиру
ющие
14,6%
и другие
6,7%
Мировой рынок биоудобрений, 2012 г.

7. 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.

8. Выделение микроорганизмов из почвы, ризосферы или ризопланы
растений, физиолого-биохимическя и молекулярно-
генетическая характеристика штаммов ризобактерий и арбускулярных микоризных грибов

9. Отбор наиболее эффективных штаммов микроорганизмов
ростостимуляция
(синтез ИУК) азотфиксация фосфатмобилизация
антимикробное
действие
Оценка эффективности
в вегетационных и
мелкоделяночных опытах

10. Оптимизация
условий и сред
культивирования
Оценка эффективности
микробных удобрений
Обработка
семян и вегетирующих
растений
Разработка технологии производства и применения
микробных удобрений
Освоение и внедрение производства микробных удобрений
на Биотехнологическом центре Института микробиологии
НАН Беларуси
Создание различных
препаративных форм

11. Микробные удобрения
На основе консорциума
микроорганизмов
На основе монокультур
микроорганизмов

12. Сыпучие
Жидкие
Гелеобразные
гранулированные
Препаративные
формы
микробных
удобрений

13. НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ
ГНУ «ИНСТИТУТ МИКРОБИОЛОГИИ»
Препарат предназначен для пред-
посевной обработки семян бобовых
растений с целью интенсификации
процесса симбиотического связывания
атмосферного азота бобовыми культу-
рами, повышения их урожайности, ка-
чества продукции, а также положитель-
ного воздействия на последующую куль-
туру севооборота и окружающую среду.
Основа препарата – активные и
специфические для каждого вида
бобовых растений штаммы
клубеньковых бактерий и их
метаболиты.
Титр: для бытрорастущих КБ -
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 t0от 00С до +150С
Препарат повышает урожайность бобовых
культур на 10-15%, увеличивает качество
продукции по содержанию протеина. Допол-
нительный сбор протеина для гороха 50-220,
люпина-240-300 , клевера-90-500 кг/га.
(ТУ РБ 03535144.005-1998)

14. 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
азотфиксация
ростстимуляцияантимикробное действие
высокая колонизирующая
способность
Активное усвоение азота атмосферы и использование его растениями позволяет снизить дозы
вносимых под зерновые культуры
минеральных азотных удобрений на 15-30 кг/га.
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.

15. ТУ BY 100289066. 022-2002
ростстимуляция
фосфатмобилизация
Фосфатмобилизующий микроорганизм
Agrobacterium radiobacter 2258 СМФ

16. Нодулирующая способность
ризобий в условиях светокультуры
0
10
20
30
40
50
60
Варианты опыта:
1-галега восточная,
2-клевер луговой,
3-люцерна посевная
Количествоклубеньков
шт./раст.
контроль
моноинокулянт
Rhizobium
Бинарный
инокулянт
Энергосберегающая технология совместного культивирования
азотфиксирующих и фосфатмобилизирующих бактерий
Динамика роста Rhizobium galegae БИМ В-436Д и Bacillus sp.7
при совместном культивировании
( соотношении инокулюмов 1:1)
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 12 18 24 27 36 48
Время культивирования, час
Lgчислаклеток
Rhizobium
galegae БИМ
В-436Д"
Bacillus sp.7
Динамика роста Rhizobium trifolii RT9 и Bacillus sp.7при
совместном культивировании
(соотношение 2:1)
0
2
4
6
8
10
12
14
1 Период культивирования,час
Lgчислаклеток
Rhizobiu
m trifolii
RT9
Bacillus
sp.7
Динамика роста Sinorhizobium meliloti S3 и Bacillus
sp.7 при совместном культивировании
(соотношение 1:2)
7,00
7,50
8,00
8,50
9,00
9,50
10,00
0 4 6 8 12 24 36 48 72 96
Период культивирования,час
Lgчислаклеток
Sinorhizobi
um mililoti
S3
Bacillus
sp.7
R. galegae 1
19,85
77,03
0,53 2,24
ксилоза
фруктоза
галактоза
глюкоза
Углеводный состав экзополисахаридов (%)
Влияние инокуляции ризобиями
галеги на содержание
легкорастворимого белка в листьях
Нодулирующая способность ризобий в
условиях светокультуры
ИНОКУЛЯЦИЯ СЕМЯН БОБОВЫХ ТРАВ

17. Культура
Прибавка,
ц/га к.ед.
Чистый
доход
тыс.руб./га
клевер луговой
15,5 194
люцерна
14,3 177
галега восточная
36,9 482
Культура Контроль Ризофос
клевер луговой
125 151
люцерна
92 119
галега восточная
227 294
Экономическая эффективность применения
микробного препарата Ризофос под
многолетние бобовые травы
Урожайность состав семян, кг/га
Норма внесения: 200мл на 1 гектарную норму семян

18. Содержание жизнеспособных клеток
B. japonicum - 1,44∙1010 КОЕ/мл.
Сыпучую препаративную форму биоудобрения
получают путем иммобилизации на торфяном
субстрате–носителе клеток эффективного штамма
клубеньковых бактерий
Bradyrhizobium japonicum
Высота растений Вес фитомассы
(сырой)
Нодулирующая
способность
42.3
22.7
0
45.4
28.8
52
Контроль B. japonicum
6
6,5
7
7,5
8
8,5
9
9,5
10
10,5
11
0 2 4 6 8 12 24 36 48 72 96 120 144 168
Период культивирования,час
Lgчислаклеток
10%
20%
Динамика роста Br. japonicum 84KL на маннитно - люпиновой
среде при разном объеме вносимого посевного материала
Влияние СояРиз на биометрические показатели
растений сои
ТУ BY 100289066. 065-2010

19. Основа препарата:
Жидкий и торфяной микробный препарат для предпосевной обработки семян (200 мл или 200 г/га
порцию семян) и вегетирующих растений пивоваренного ячменя (2000 мл/га), деревьев
лиственных пород, цветочных, декоративных хвойных и древесно-кустарниковых растений
ТУ BY 100289066. 046-2009
Азотфиксирующая бактерия
Enterobacter sp. БИМ В-402Д
Фосфатмобилизующая бактерия
Enterobacter sp. БИМ В-409Д
Институт
микробиологии
НАН Беларуси
РУП «НПЦ НАН Беларуси
по земледелию»
Повышает урожайность пивоваренного ячменя на 5-10%.
Применение препарата эквивалентно дополнительному внесению 20% минерального азота на гектар.
Содержание белка в зерне не превышает 10,5% и соответствует ГОСТу 5060-86.
Повышает приживаемость саженцев деревьев лиственных пород на 25,5%.
Внесение Гордебака увеличивает высоту сеянцев растений пузыреплодника
в сравнении с контролем на 147,1%.
Прирост саженцев сосны обыкновенной от применения препарата 133,3%.
Внесение Гордебака повышает продуктивность цветения бархатцев
по сравнению с контролем в 10 раз, трехкратное – в 11 раз.
Гордебак стимулирует рост и развитие растений;
обеспечивает растения азотом и фосфором ;
защищает растения от болезней
.

20. Фосфатмобилизующий
микроорганизм
Pseudomonas sp.
В-411Д
ТУ BY 100289066. 037-2007
Азотфиксирующий
микроорганизм
Enterobacter sp.
В-410Д
азотфиксация
ростстимуляция
антимикробное действие
ростстимуляция
фосфатмобилизация
антимикробное действие
высокая колонизирующая
способность
Применение - однократная предпосевная обработка семян льна-долгунца
Инкрустирование семян препаратом Биолинум способствует снижению азотных удобрений
на 10 кг/га и фосфорных – на 20 кг/га.
высокая колонизирующая
способность

21. Создание микробных препаратов — только первый этап использования
сельскохозяйственно ценных микроорганизмов. В дальнейшем необходимо
переходить к биоинженерии сложных полифункциональных систем. Началом
таких работ может быть создание многокомпонентных инокулятов — аналогов
природных микробиомов растений. Например, целесообразным представляется
сочетание симбионтов, снабжающих растения азотом и фосфором, что обеспечит
сбалансированное питание растений.

22. Арбускулярные микоризные
грибы (АМГ) рода Glomus
фосфатмобилизующая бактерия
Pseudomonas sp. 10SK
азотфиксирующая бактерия
Agrobacterium sp. 17
для предпосевной обработки семян и вегетирующих растений тритикале,
цветочных, декоративных хвойных и древесно-кустарниковых растений
Агромик стимулирует рост и развитие растений;
обеспечивает растения азотом , фосфором и другими питательными элементами;
защищает растения от болезней;
повышает устойчивость растений к стрессам
Эффективность действия:
Повышает урожайность тритикале на 4,5-16,6 ц/га (7-24%).
Агромик увеличивает высоту растений бархатцев на 166,9%,
способствовует более раннему началу фазы бутонизации и
фазы цветения, повышению продуктивности цветения в 15
раз, ; стимуляции формирования корневой системы на 162,9%.
Действующее начало препарата:

23. Обработка корневой системы микроклональных растений микробным
препаратом МаКлоР обеспечивает увеличение :
 облиственности на 53-96 % и площади листовой поверхности в 4 раза;
 массы корней в 20 раз;
 структур АМГ (микориза) в корневой системе растения-хозяина на 15-40%;
 приживаемости микроклонов (100 % выход саженцев).
комплексный микробный препарат на основе
ассоциативного диазотрофа Brevibacillus parabrevis 11А/2 и арбускулярно-микоризных грибов (АМГ)
ГНУ «Центральный
Ботанический сад
НАН Беларуси»
для обработки корневой системы микроклональных растений голубики, клюквы, брусники
Институт
микробиологии
НАН Беларуси

24. Эффективность действия: Приживаемость сеянцев сосны и ели по сравнению с контролем
повышается в 2,0 и 1,3 раза соответственно, прирост саженцев увеличивается на 166,7%.
Внесение Бактопина увеличивало прирост растений бархатцев в сравнении с контролем на 97,3–
106,2%, способствовало более раннему началу фазы бутонизации и фазы цветения, повышению
продуктивности цветения в 9 раз.
ТУ BY 100289066.108-2013
+
Препарат микробный «Бактопин»
предназначен для предпосевной обработки
семян, вегетирующих растений деревьев
хвойных пород, цветочных, декоративных
хвойных и древесно-кустарниковых растений
Азотфиксирующая бактерия
Rahnella aquatilis БИМ В-704Д
+ Фосфатмобилизующая бактерия
Pseudomonas putida БИМ В-702Д
арбускулярные микориз-
ные грибы рода Glomus
Действующее начало препарата:
ГНУ «Институт леса
НАН Беларуси»
Институт
микробиологии
НАН Беларуси
Внесение Бактопина увеличивает высоту сеянцев растений пузыреплодника
в сравнении с контролем на 205,9%.
Бактопин стимулирует рост и развитие растений;
обеспечивает растения азотом , фосфором и другими питательными элементами;
защищает растения от болезней;
повышает устойчивость растений к стрессам

25. МИКРОБНЫЕ УДОБРЕНИЯ
ИЗ ОТХОДОВ
ПТИЦЕФАБРИК ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ
ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ
ОТХОДОВ

26. Аппаратная схема производства биоудобрения ПолиФунКур
Примечание - обозначения узлов и составных частей опытно – промышленной
установки: 1 – емкость для помета. 2- транспортер - дозатор, 3 – вентилятор, 4 –
бункер-дозатор, 5 и 8 - транспортер, 6 – люк – дозатор, 7 – виброгрохот, 9 –
отгружающий транспортер, 10 – тележка-буртоукладчик, 11 – площадь хранения
удобрений
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 1 2 3 4
Время, час
Температурв,град.
W=40% W=55% W=60%
Изменение температуры в процессе ферментации
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60
Время, час
Влажность,%
W=40% W=55% W=60%
Изменение влажности в процессе аэробной
ферментации
4
5
6
7
8
9
10
исх.при внесении1 2 3 4 5 6 7
Lgчислаклеток
Время хранения, месяц
Выживаемость штамма Brevibacillus sp. 11-A Rif
в течение 7 месяцев хранения биоудобрения ПолиФунКур

27. ПолиФунКур
аэробно ферментированный куриный помет с иммобилизованными клетками ростстимулирующей
бактерии Brevibacillus sp. 11-A используется для повышения продуктивности зерновых, овощных,
цветочных, декоративных хвойных и древесно-кустарниковых растений
0 20 40 60 80 100 120 140 160
N90P70K150
ПолиФунКур
2,0 т/га
Допустимый
уровень
Содержание нитратов, мг/кг
• Внешний вид – сыпучая однородная масса темного цвета, рН – 7,41,
влажность – 25 %,
• Содержит не менее, % : органического вещества – 60; общего азота – 1,5;
общего фосфора (Р205) – 1,5; Калия (К20) – 1; а также микроэлементы (медь,
цинк, марганец), необходимые для роста растений.
ПолиФунКур в количестве 2т/га заменяет 40 т/га навоза КРС.
Обеспечивает получение прибавки урожая клубней картофеля на 33%.
Увеличение содержания крахмала и белка с гектара составило 32 и 25%̶ соответственно.
• Установлено снижение содержания нитратов вдвое по сравнению с применением NPK удобрений;
•
• Увеличивает урожайность зеленой массы кукурузы на 52%.
• Сбор сырого белка в зеленой массе кукурузы увеличивается на 11,8 ц/га.
•
• Прибавка урожая сахарной свеклы - 17%. Фактический выход сахара в корнеплодах
• сахарной свеклы возрастает на 22% (22 ц/га).
Внесение микробного удобрения ПолиФунКур обеспечивает прирост растений бархатцев
на 45,8%. Применение удобрения ПолиФунКур способствует более раннему началу
фазы бутонизации и цветения, повышению продуктивности
цветения в 6 раз, стимулирует формирование более мощной корневой системы

28. на основе бактерий с
антагонистической,
целлюлолитической,
фосфатмобилизующей и
азотфиксирующей
активностями:
Комплексный
биопрепарат
ПОЛИБАКТ
для восстановления
микробоценоза почв и
повышения урожайности
сельскохозяйственных
культур,
Bacillus sp. (3 штамма)
Pseudomonas sp.
Brevibacillus sp.
Подавляет развитие патогенной микрофлоры и
обеспечивает восстановление агробиоценозов
1
2
3
4
5
6
Ускоряет разложение растительных остатков в
почве
Осуществляет солюбилизацию нерастворимых
соединений фосфора
Обогащает почву биологическим азотом
Увеличивает продуктивность
сельскохозяйственных культур на 10-20%
Повышает плодородие почвы

29. Удобрения Положительное
влияние
Достоинства Недостатки
Минеральные Повышение урожая с/х культур Известный химический состав
Низкая доза внесения 1-2т/га
Простая технология внесения
Отсутствие семян сорняков
Загрязнение окружаю-щей
среды, грунтовых вод
Повышение содержания
нитратов в растениях
Высокая стоимость
Микробные
Повышение урожая с/х культур
Оздоровление почвы, повышение ее
плодородия
Стимуляция роста растений
Полезная микрофлора
Низкая доза внесения 200мл или
г /га порцию семян
Отсутствие семян сорняков
Простая технология внесения
-
Органические
Повышение урожая с/х культур
Оздоровление почвы, повышение
ее плодородия
Стимуляция роста растений
Высокая доза внесения 60-
80 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

30. Площади под экологически чистую сельско-
хозяйственную продукцию в крупнейших странах мира
Аргентина
3,1
Австралия
11,8
Велико-
британия
0,6
Уругвай
0,76
Германия
0,8
Испания
0,8
Бразилия
0,8
Италия
1,1
США
1,6
Китай
2,3
млн.га