Bacillus subtilis как удобрение
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 15.09.2024
Не каждый может ответить, что такое Бациллюс субтилис. Однако с этим существом большинство из нас прекрасно знакомы. Кто хоть раз приподнимал свежескошенную траву, тот видел под ней белесый налет. Это и есть бактерии Бациллюс субтилис (Bacillus subtilis). Необычайно распространенная в природе эта бактерия была первоначально выращена на прелом сене. Именно поэтому мы ее называем сенная палочка.
Вам будет интересно: В последствии или впоследствии: правила написания, нюансы, похожее выражение
Благодаря данной бактерии досконально изучен процесс споробразования и механизм работы двигательного мотора жгутиковых бактерий. Молекулярные биологи в числе первых расшифровали геном этой бациллы.
Сегодня Бациллюс субтилис выращивают в условиях невесомости и изучают ее влияние на геном популяции. В космической биологии ее облучают космическим ультрафиолетом и исследуют ее способности к выживанию в условиях, близких к таковым на Марсе.
Короткая характеристика
Вам будет интересно: Что такое павильон, и где он обитает
Впервые сенную палочку описал в 1835 году немецкий биолог Христиан Готфрид Эренберг (1795-1876). Бацилла хорошо росла на сенном экстракте, почему и получила первую часть имени. Внешне это палочковидные бактерии, поэтому их называют палочками.
Это довольно крупные бациллы (длина до 0,008 мм, диаметр 0,0006 мм), которых можно увидеть даже в школьный микроскоп. На поверхности мембраны клетки у Бациллюс субтилис расположено множество жгутиков.
Эти подвижные бактерии являются аэробами (для обеспечения процессов жизнедеятельности им необходим атмосферный кислород). Но некоторые штаммы (искусственно выращенные генетически однородные группы) могут стать факультативными анаэробами.
Оптимальный температурный режим для сенной палочки находится в пределах от 25 до 30 градусов по Цельсию. Но они выживут и при -5 и при +150 градусах, благодаря образованию спор.
Питание и распространение
В природе обитает Бациллюс субтилис в почве, но встречается в воде и в пыли. Эти микроорганизмы ходят в состав микрофлоры нашего кишечника и желудочно-кишечного тракта животных.
Это бактерии-сапрофиты, они питаются органическими остатками. Основной источник энергии для них - это полисахариды на основе глюкозы растительного (целлюлоза и крахмал) и животного (гликоген) происхождения.
Продуктами метаболизма сенной палочки являются аминокислоты, витамины, разные ферменты, антибиотики. Эти особенности бактерии человек давно научился использовать в своей деятельности.
Особенности биохимии
К самым важным свойствам сенной палочки стоит отнести их способность повышать кислотность среды и продуцировать антибиотики.
Эти бациллы являются антагонистами для дрожжевых грибков, сальмонелл, амебы протей и дизентерийной, стрепто- и стафилококков.
В процессе жизнедеятельности сенные бациллы синтезируют аминокислоты, антибиотики, ферменты и иммуноактивные вещества. Сегодня штаммы этой бациллы используют при производстве ферментов, антибиотиков, биопрепаратов (усилители запаха, пищевые добавки), инсектицидов.
Как вырастить колонию
В чашках Петри колонии этих бацилл выглядят, как морщинистые блинчики с волнистыми краями белого или розоватого цвета, сухой и бархатной структуры.
В лабораториях штаммы сенной бациллы выращивают на мясопептонном бульоне или агаре, искусственных средах или на субстанции с остатками растительного организма.
В домашних условиях достаточно прокипятить обычное сено и поставить настой в теплое место на 1-2 дня. На поверхности водного настоя появится пленка исключительно из бактерий сенной палочки. Все остальные микроорганизмы погибнут при кипячении.
Условно патогенные организмы
В открытых ранах на теле человека эти бактерии выделяют антибиотики и ферменты, которые разрушают отмершие ткани. Уже доказано, что эти бациллы отрицательно влияют на патогенные организмы при хирургическом инфицировании (сальмонеллы, стафилококки, стрептококки).
Однако они являются условно патогенными, потому что обладают такими негативными для людей способностями:
- Могут вызывать аллергию в виде сыпи.
- Приводят к пищевому отравлению при употреблении испорченных продуктов.
- Могут стать причиной инфекций слизистых оболочек глаз.
Сенная палочка и человек
С точки зрения использования человеком бактерии интересны в контексте двух вопросов:
- Чем они могут нам помочь.
- Как они могут нам навредить.
Бациллы в медицине
Биохимические особенности позволяют широко использовать данный организм при производстве медицинских препаратов. Бациллюс субтилис по фармакологическим признакам относится к:
- Противодиарейным средствам.
- Иммуномодуляторам.
Однако стоит помнить и о противопоказаниях, главным из которых является повышенная чувствительность или непереносимость компонентов препарата.
Данный микроорганизм широко применяется и в биологически активных добавках.
Другие области применения
В животноводстве используется особенность сенной палочки сбраживать целлюлозу, что способствует лучшему усваиванию углеводов животными. Кроме того, препараты антибактериального действия на основе данной палочки широко используются в животноводстве, птицеводстве, рыбоводстве.
В промышленных масштабах производятся протеазы и амилазы – ферменты сенной палочки, которые входят в состав моющих средств, препаратов для выделки и очистки шкур.
Существуют отдельные штаммы, которые имеют очень узкую специализацию. Так, они используется для приготовления японского блюда натто на основе соевых бобов.
Планы на будущее
Про помощь в исследованиях космоса мы уже писали.
Сегодня активно развивается изучение распространения сенной палочки в природе с точки зрения экологической безопасности. Уже есть работы по оценке состояния окружающей среды на основе корреляции распространения этого уникального микроорганизма в экотопе.
Сенная палочка: описание, применение, эффективность
Сенная палочка (Bacillus subtilis) – крошечный микроб, полезная бактерия, который встречается в естественной природе повсеместно: почва, поверхность растений, пыль в воздухи и тд. Кроме того, если отойти от растениеводства, то сенная палочка присутствует в кишечнике человека и животных. Выдерживает достаточно суровые температурный условия: выживает от –5°С до 150°С, активнее всего при от 25°С до 30°С, дышит кислородом, образует споры.
Основные функции сенной палочки в растениеводстве
Как и многие биопрепараты на основе живых полезных бактерий, сенная палочка применяется на всех этапах культивирования:
- подготовка почвы, для уничтожения патогенной микрофлоры
- замачивание семян, для улучшения их всхожести
- опрыскивание и полив, для уничтожения возбудителей болезней
Bacillus subtilis питается мертвыми органическими веществами, продуцируя при этом многие антибиотические вещества, аминокислоты, ферменты и полисахариды. Кроме того, сенная палочка, выделяет и множество необходимых растениям микроэлементов в доступной для мгновенного усваивания виде: соединения калия, фосфора, азота.
Как результат, мы имеем здоровые растения, повышенный иммунитет к болезням, перепадам температур, засухам или переувлажнениям, более мощный рост и образование плодов, улучшение их качества и питательности.
Какие заболевания помогает предотвратить сенная палочка
Вот неполный перечень болезней, профилактика и лечение которых может осуществляться с помощью препаратов сенной палочки: альтернариоз, бактериальная и белая пятнистости, бактериоз, бурая ржавчина, монилиальный ожог, мучнистая роса, парша, пероноспороз, ризоктониоз, снежная плесень, трахеомикоз, фитофтороз, фомоз, церкоспороз, а также различные гнили (белая, серая, черная сухая, плодовая, сухая, фузариозная и др.).
Преимущества и недостатки Bacillus subtilis
Сенная палочка, как и многие другие полезные бактерии не является химическим препаратом. Ею невозможно убить растение, превысив концентрацию вещества. При отсутствии питания, либо патогенной микрофлоры, пищи для сенной палочки, часть ее колонии просто погибает. Значительным минусом использования данной бактерии является ее краткосрочность действия: она быстро теряет активность на солнце.
Использовать ее нужно регулярно, с интервалами в несколько дней. Если мы используем сенную палочку в процессе полива или опрыскивания саженцев голубики, то уже через несколько дней ее концентрация в грунте будет стремиться к нулю.
Для людей, животных, червей и других организмов сенная палочка не представляет никакой опасности, тк не является токсичной.
Не каждый может ответить, что такое Бациллюс субтилис. Однако с этим существом большинство из нас прекрасно знакомы. Кто хоть раз приподнимал свежескошенную траву, тот видел под ней белесый налет. Это и есть бактерии Бациллюс субтилис (Bacillus subtilis). Необычайно распространенная в природе эта бактерия была первоначально выращена на прелом сене. Именно поэтому мы ее называем сенная палочка.
Благодаря данной бактерии досконально изучен процесс споробразования и механизм работы двигательного мотора жгутиковых бактерий. Молекулярные биологи в числе первых расшифровали геном этой бациллы.
Сегодня Бациллюс субтилис выращивают в условиях невесомости и изучают ее влияние на геном популяции. В космической биологии ее облучают космическим ультрафиолетом и исследуют ее способности к выживанию в условиях, близких к таковым на Марсе.
Короткая характеристика
Впервые сенную палочку описал в 1835 году немецкий биолог Христиан Готфрид Эренберг (1795-1876). Бацилла хорошо росла на сенном экстракте, почему и получила первую часть имени. Внешне это палочковидные бактерии, поэтому их называют палочками.
Это довольно крупные бациллы (длина до 0,008 мм, диаметр 0,0006 мм), которых можно увидеть даже в школьный микроскоп. На поверхности мембраны клетки у Бациллюс субтилис расположено множество жгутиков.
Эти подвижные бактерии являются аэробами (для обеспечения процессов жизнедеятельности им необходим атмосферный кислород). Но некоторые штаммы (искусственно выращенные генетически однородные группы) могут стать факультативными анаэробами.
Оптимальный температурный режим для сенной палочки находится в пределах от 25 до 30 градусов по Цельсию. Но они выживут и при -5 и при +150 градусах, благодаря образованию спор.
Питание и распространение
В природе обитает Бациллюс субтилис в почве, но встречается в воде и в пыли. Эти микроорганизмы ходят в состав микрофлоры нашего кишечника и желудочно-кишечного тракта животных.
Это бактерии-сапрофиты, они питаются органическими остатками. Основной источник энергии для них - это полисахариды на основе глюкозы растительного (целлюлоза и крахмал) и животного (гликоген) происхождения.
Продуктами метаболизма сенной палочки являются аминокислоты, витамины, разные ферменты, антибиотики. Эти особенности бактерии человек давно научился использовать в своей деятельности.
Особенности биохимии
К самым важным свойствам сенной палочки стоит отнести их способность повышать кислотность среды и продуцировать антибиотики.
Эти бациллы являются антагонистами для дрожжевых грибков, сальмонелл, амебы протей и дизентерийной, стрепто- и стафилококков.
В процессе жизнедеятельности сенные бациллы синтезируют аминокислоты, антибиотики, ферменты и иммуноактивные вещества. Сегодня штаммы этой бациллы используют при производстве ферментов, антибиотиков, биопрепаратов (усилители запаха, пищевые добавки), инсектицидов.
Как вырастить колонию
В чашках Петри колонии этих бацилл выглядят, как морщинистые блинчики с волнистыми краями белого или розоватого цвета, сухой и бархатной структуры.
В лабораториях штаммы сенной бациллы выращивают на мясопептонном бульоне или агаре, искусственных средах или на субстанции с остатками растительного организма.
В домашних условиях достаточно прокипятить обычное сено и поставить настой в теплое место на 1-2 дня. На поверхности водного настоя появится пленка исключительно из бактерий сенной палочки. Все остальные микроорганизмы погибнут при кипячении.
Условно патогенные организмы
В открытых ранах на теле человека эти бактерии выделяют антибиотики и ферменты, которые разрушают отмершие ткани. Уже доказано, что эти бациллы отрицательно влияют на патогенные организмы при хирургическом инфицировании (сальмонеллы, стафилококки, стрептококки).
Однако они являются условно патогенными, потому что обладают такими негативными для людей способностями:
- Могут вызывать аллергию в виде сыпи.
- Приводят к пищевому отравлению при употреблении испорченных продуктов.
- Могут стать причиной инфекций слизистых оболочек глаз.
Сенная палочка и человек
С точки зрения использования человеком бактерии интересны в контексте двух вопросов:
- Чем они могут нам помочь.
- Как они могут нам навредить.
Бациллы в медицине
Биохимические особенности позволяют широко использовать данный организм при производстве медицинских препаратов. Бациллюс субтилис по фармакологическим признакам относится к:
- Противодиарейным средствам.
- Иммуномодуляторам.
Однако стоит помнить и о противопоказаниях, главным из которых является повышенная чувствительность или непереносимость компонентов препарата.
Данный микроорганизм широко применяется и в биологически активных добавках.
Другие области применения
В животноводстве используется особенность сенной палочки сбраживать целлюлозу, что способствует лучшему усваиванию углеводов животными. Кроме того, препараты антибактериального действия на основе данной палочки широко используются в животноводстве, птицеводстве, рыбоводстве.
В промышленных масштабах производятся протеазы и амилазы – ферменты сенной палочки, которые входят в состав моющих средств, препаратов для выделки и очистки шкур.
Существуют отдельные штаммы, которые имеют очень узкую специализацию. Так, они используется для приготовления японского блюда натто на основе соевых бобов.
Планы на будущее
Про помощь в исследованиях космоса мы уже писали.
Сегодня активно развивается изучение распространения сенной палочки в природе с точки зрения экологической безопасности. Уже есть работы по оценке состояния окружающей среды на основе корреляции распространения этого уникального микроорганизма в экотопе.
Bacillus subtilis – наиболее продуктивные представители рода Bacillus по синтезу антибиотиков. Как правило, штаммы Bacillus subtilis образуют на питательной среде выпуклые колонии ризоидной формы. Хорошо растут на МПА, пептонно-кукурузном агаре и других средах. Размер клеток 0,7..0,8х2..3мкм. В почве бациллы находятся в виде спор или вегетативных клеток. При температурах почвы, близких к 0°C, большая часть бацилл образует споры; в этом состоянии микроорганизмы отличаются высокой устойчивостью к внешним факторам.
При наступлении благоприятных условий бактерии переходят в активное (вегетативное) состояние и начинают работать – защищать почву и растения от болезней.[5] Чем выше рН (щелочные почвы), тем больше процент спор Bacillus subtilis.
Действующие вещества биопрепаратов в любом случае представляют собой живые клетки и комплекс метаболитов продуцента, однако изготовленные на их основе средства могут быть представлены в различной форме.
Действие на вредные организмы
Механизм действия. Штаммы Bacillus subtilis проявляют разностороннее действие на возбудителей заболевания: вырабатывают антибиотики, являются антагонистами по отношению к фитопатогенам, повышают иммунитет растения. Кроме того, в большинстве случаев они проявляют стимулирующий эффект в отношении защищаемой культуры. Препараты на основе каждого из действующих веществ имеют свои особенности.
Bacillus subtilis – бактерии, входящие в состав высокоэффективных фунгицидных препаратов, действующих на различные фитопатогены; из всех представителей этого вида в сельском и личном подсобном хозяйствах используются 4 штамма:
Свойства Бактерии Bacillus subtillis
Широкое распространение аэробных спорообразующих бактерий рода Bacillus в окружающей среде, их конкурентная способность выживать в растениях и высокая антагонистическая активность к фитопатогенам заслуживают внимания и представляют практический интерес для изыскания возможности использования их в практике защиты растений от болезней.
В настоящее время на основе бактерий рода Bacillus разработан и применяется ряд препаратов:
Фитоспорин (Bacillus subtilis, штамм 26 Д),
Алирин (Bacillussubtilis, штамм В-10 ВИЗР),
Бактофит (Bacillus subtilis, штамм ИПМ 215),
Гамаир (Bacillussubtilis, штамм М-22 ВИЗР).
Действие Бактерии Bacillus subtilis
Бактерии рода Bacillus subtilis подавляют размножение фитопатогенных бактерий и грибов продуктами своей жизнедеятельности, они имеют свойство стимулировать иммунитет у растений к этим же болезням, что уменьшает повторные заражения.
Фитоспорин (Bacillus subtilis, штамм 26 Д)
Bacillus subtilis, штамм 26 Д – живая бактериальная культура. На ее основе широко применяется известный универсальный препарат Фитоспорин-М – промышленный фунгицид с длительным сроком хранения.
Форма действующего вещества – живая бактериальная культура (споровая форма) с продуктами жизнедеятельности.
При неблагоприятных внешних условиях (жара, холод, нехватка питания и пр.) переходит в споровое (спящее) состояние. Препарат в таком виде легко переносит жару до +60 °С, морозы до -60 °С.
Действие на вредные организмы
Фитоспорины (различные препаративные формы на основе Bacillus subtilis, штамм 26 Д) содержат эндофитные (внутрикорневые) и ризосферные (прикорневые, поверхностные) бактерии. Сосуществуя с клетками растений, они препятствуют проникновению в них многих патогенов.
Фитоспорин-М отличается высокой биологической эффективностью против листовых грибных болезней, корневых гнилей на зернобобовых, зерновых культурах (65-75%), ризоктониоза и фитофтороза на картофеле (60%), гнили и парши на плодовых культурах (75%), гомоза на хлопчатнике (90%). Действие препарата при полной экологической безопасности по эффективности близко к химическим контактным фунгицидам.
Механизм действия препарата основан на том, что живая споровая бактериальная культура Bacillus subtilis подавляет размножение патогенных грибов и бактерий продуктами своей жизнедеятельности. Обладает свойством повышения иммунитета у растений к этим же болезням, что снижает повторные заражения. Стартовый эффект включает механизм самозащиты, прямое подавление болезней как внутри растений, так и в прикорневой зоне. Активно подавляет патогенов в течение всего периода вегетации.
Баковые смеси. Баковые смеси Фитоспорина-М с гумми на оптимально удобренных фонах позволяют уменьшить в два-три раза дозу Фитоспорина-М с одновременным увеличением урожайности культуры.
Баковые смеси Фитоспорина-М с гербицидами, по сравнению с обработкой только гербицидами, дают устойчивое повышение урожайности за счет биостимулирующих свойств Фитоспорина-М.
картофеля (ризоктониоз, альтернариоз, гнили при хранении, фитофтороз),
моркови (фомоз, гнили при хранении),
свеклы сахарной (кагатные гнили),
томата открытого грунта (фитофтороз, корневые и прикорневые гнили),
цветочных культур (пятнистости листьев, мучнистая роса, корневые гнили),
смородины черной (американская мучнистая роса, септориоз) и мн. др.
Алирин (Bacillussubtilis, штамм В-10 ВИЗР)
Препараты на основе Bacillus subtilis, штамм В-10 ВИЗР (Алирин) разрешены к применению в сельском и личном подсобных хозяйствах против болезней
томата открытого грунта (фитофтороз, корневые гнили, альтернариоз),
рассады цветочных культур (трахеомикозное увядание, черная ножка, корневые гнили),
смородины черной (американская мучнистая роса),
картофеля (ризоктониоз, фитофтороз),
земляники (серая гниль),
комнатных цветочных растений (трахеомикозное увядание, корневые гнили),
свеклы сахарной (корнеед, церкоспороз), пшеницы яровой и озимой (корневые гнили) и мн. др.
Бактофит (Bacillus subtilis, штамм ИПМ 215),
Препарат Бактофит на основе Bacillus subtilis, штамм ИПМ 215 проявил высокую эффективность на розах в условиях защищенного грунта.
Бактофит при трехкратной обработке (интервал 7-8 дней) показал эффективность против мучнистой росы не менее 65-70%, при этом, развитие болезни сдерживалось на 15-20 дней.
Отмечено мягкое и пролонгированное действие средства на фитопатоген – последний постепенно исчезает с растений, в связи с чем, следует проводить не менее трех обработок.
пшеницы озимой и яровой (бурая ржавчина, корневые гнили, плесневение семян, септориоз),
огурца защищенного грунта (гнили, мучнистая роса), винограда (оидиум),
ячменя ярового (плесневение семян, корневые гнили, ринхоспориоз, гельминтоспориозные пятнистости),
томата защищенного грунта (мучнистая роса), картофеля (фитофтороз, альтернариоз),
женьшеня (корневые и прикорневые гнили),
капусты (семенники, цветная, белокочанная) (полегание, бактериозы),
яблони (парша, мучнистая роса),
мяты перечной (мучнистая роса),
земляники (мучнистая роса),
змееголовника молдавского (корневые гнили) и мн.др.
Гамаир (Bacillussubtilis, штамм М-22 ВИЗР).
томата открытого грунта (корневые гнили, фитофтороз, альтернариоз),
томата защищенного грунта (бактериальный рак, фитофтороз, белая гниль, серая гниль),
цветочных культур открытого грунта (септориозная пятнистость, корневые гнили, трахеомикозное увядание),
горшечных цветочных культур защищенного грунта (корневые гнили, увядание, пятнистости),
яблони (парша, монилиоз),
капусты белокочанной (черная ножка, слизистый и сосудистый бактериозы),
огурца открытого грунта (корневые гнили, пероноспороз), огурца защищенного грунта (корневые гнили, серая гниль) и др.
Бактериальные и грибные препараты можно использовать в смесях с различными фунгицидами, согласно рекомендациям по каждому препарату.
В составе баковых смесей используются препараты Фитоспорин-М, Алирин-Б, Гамаир.
Биопрепарат на основе штамма ИПМ 215 (Бактофит) может усиливать (или ослаблять) бактерицидную активность гербицидов.
Токсикологические свойства и характеристики
Опасность для человека. Как и многие другие микроорганизмы, Bacillus subtilis способны выступать в виде аллергенов; реакция на эту бактерию носит название аллергия на сенную палочку. Обычно она проявляется только в виде кожных симптомов, но может протекать и в более тяжелых формах. Наблюдается нечасто.
Полезные виды. Бактофит обладает токсическим действием на афидофагов, остальные средства безопасны или практически безопасны для полезных видов.
Теплокровные. Малотоксичны для теплокровных животных.
Токсикологические свойства и характеристики
Энтомофаги. Препарат Бактофит на основе Bacillus subtilis, штамм ИПМ 215 обладает токсическим действием на афидофагов, особенно на лизифлебусов и галлицу афидимизу, как при опрыскивании листовой поверхности против мучнистой росы, так и при проливах растений против корневых гнилей.
Теплокровные. Фитобактериомицин обладает раздражающим действием на кожу и слизистую оболочку глаз, может вызвать развитие конъюктивита и контактного дерматита. ЛД50 при оральном введении для крыс 543 мг/кг, для мышей 359 мг/кг. Препарат на основе поли-бета-гидроксимасляной кислоты безопасен для животных и человека.
Классы опасности. Препараты на основе бактерий относятся к 3 и 4 классам опасности для человека и к 3 и 4 классам опасности для пчел.
Препараты на основе Bacillus subtilis, штамм 26 Д относятся к 3 и 4 классам опасности для человека и 3 классу опасности для пчел.
Приобрела препарат Чистофлор Био, действующим началом которого являются клетки бактерий Bacillus subtilis и препарата Трихофлор — содержащим живые клетки грибаTrichoderma viride.
Перед применением препаратов Трихофлор и Чистофлор Био в комплексе рекомендуют сначала сделать обработку препаратом Чистофлор Био, а через 7-14 дней – препаратом Трихофлор. С биологической точки зрения это можно объяснить так: клетки бактерий быстро убьют всю патогенную микрофлору, а грибы заселят освободившиеся ниши и не дадут развиваться патогенам.
Чистофлор Био высокоэффективен в отношении большинства бактериальных и грибных заболеваний;
препарата Трихофлор
— защищает от корневых и плодовых гнилей, черной ножки, макроспориоза, фузариоза, фитофтороза, антракноза, вилта и др.
Читайте также: