Композиция, содержащая вещества, регулирующие рост и/или развитие растений, и способы ее применения

Номер патента: 10976

Опубликовано: 30.12.2008

Автор: Хиромото Брайан Токуити

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Композиция, содержащая вещества, регулирующие рост и/или развитие растений, причем композиция является стерилизованной жидкой фракцией культуры мицелия Basidiomycetes, инкубированных в среде, содержащей по меньшей мере 10% усвояемых углеводов и ионы калия и каротин, в присутствии длинноволнового света и при практически полном отсутствии перемешивания, причем из указанной жидкой фракции протеины были удалены денатурированием и, при необходимости, она является высушенной.

2. Композиция по п.1, где значение BRIC среды равно 12-15.

3. Композиция по п.1, где указанная среда содержит мелассу и/или сироп или сок ананаса или папайи.

4. Композиция по п.1, где указанная среда содержит достаточно каротина, чтобы придать ей желтый цвет, и ионы калия в концентрации 0,01-0,1% вес./об.

5. Композиция по п.1, где Basidiomycetes являются Polyporus.

6. Композиция по п.1, где Basidiomycetes являются Laetiporus.

7. Способ приготовления композиции по п.1, который включает

инкубирование мицелия Basidiomycetes в среде, содержащей по меньшей мере 10% усвояемых углеводов, ионы калия и каротин, в присутствии длинноволнового света и при практически полном отсутствии перемешивания;

получение жидкой фракции культуры мицелия;

денатурирование растворимых белков в жидкой фракции культуры мицелия и удаление указанных денатурированных белков и стерилизацию и, при необходимости, высушивание оставшейся жидкой фракции культуры мицелия для получения указанной композиции.

8. Способ по п.7, где среда содержит достаточно каротина, чтобы придать ей желтый цвет, и ионы калия в концентрации 0,01-0,1% вес./об.

9. Способ по п.7, где указанную жидкую фракцию культуры мицелия получают фильтрованием.

10. Способ по п.7, где указанные денатурированные белки удаляют фильтрованием.

11. Способ по п.7, где указанная стерилизация представляет собой пастеризацию.

12. Способ по п.7, где Basidiomycetes являются Polyporus.

13. Способ по п.7, где Basidiomycetes являются Laetiporus.

14. Препарат для усиления роста и/или развития растений, который содержит эффективное количество необязательно высушенной композиции по любому из пп.1-6, который предварительно разводят или разбавляют перед нанесением на с/х культуры и деревья.

15. Препарат по п.14, дополнительно содержащий по меньшей мере один пестицид, и/или по меньшей мере одно питательное вещество для растений, и/или по меньшей мере один гербицид.

16. Препарат для нанесения по п.14, дополнительно содержащий по меньшей мере один активатор выработки фитоалексинов.

17. Препарат для усиления роста и/или развития растений, который включает композицию по любому из пп.1-6, высушенную на диатомовой земле или частицах удобрения.

18. Способ усиления роста или развития растений, включающий обеспечение контактирования по меньшей мере части указанного растения с препаратом по любому из пп.14-17.

19. Способ усиления роста или развития растений, включающий обеспечение контактирования семян растения с препаратом по любому из пп.14-17.

20. Способ по п.18 или 19, который дополнительно включает обеспечение контактирования семян или по меньшей мере части указанного растения по меньшей мере с одним пестицидом, и/или по меньшей мере одним питательным веществом для растений, и/или по меньшей мере одним гербицидом.

 

Текст

Смотреть все

010976 Эта заявка заявляет права по статье 35119(e) свода законов США на предварительную заявку на патент США 60/396833, зарегистрированную 16 июля 2002 г., содержание которой введено ссылкой. Изобретение относится к препарату, который улучшает рост и качество продовольственных и декоративных культур. Более точно, изобретение относится к стерилизованному фильтрату, выведенному из компостирования среды с высоким содержанием сахара, предпочтительно сельскохозяйственных отходов. Для повышения урожайности продовольственных культур использовались разнообразные стратегии, в том числе применение удобрений как питательных добавок, применение пестицидов для противодействия отрицательному влиянию заражения вредителями и подкормка гормонами роста, такими как ауксины и гибберелловая кислота. Каждый из этих подходов, особенно при осуществлении с использованием синтетических материалов, порождает проблемы недопустимых изменений окружающей среды и сопутствующей разбалансировки экосистемы. Подразумевается, что регуляторы роста растений продуцируются некоторыми грибками. Например,гибберелины, индолуксусная кислота, цитокинины и другие соединения, полезные для регулирования роста растений, приводятся в обзоре Basidiomycetes, авторы Brizuela, М.А. и др., Revista Ibero Americanade Mycologgia (1998) 15:69-74; регулятор роста растений дигидроампуллицин вырабатывается грибкомNeurospora и различные фитопатогенные грибки вырабатывают регуляторы роста растений. Известно также, что Polyporus versicolor - трутовик, вызывающий белую гниль, вырабатывает регуляторы роста растений. Однако условия культивирования для усиления выработки факторов роста растений меняются в широких пределах. Было показано, что Basidiomycetes вырабатывают гиббереллины, ауксины, индолуксусную кислоту,абсцизиновую кислоту, цитокинины и этилен, а также другие стимулирующие растения метаболиты. Производство этих факторов было показано, однако в контексте производства в масштабе или установки самой по себе, или на базе небольшой лаборатории. Настоящее изобретение обеспечивает способ получения факторов роста растений из грибков, в частности, Basidiomycetes, в промышленном масштабе. Обычно сделать это считалось невозможным. Например, согласно "Handbook of Applied Mycology," Vol. 4, Fungal Biotechnology (1992), page 588: Интересно отметить, что виды Taphrina и Exobasidium образовывали дрожжеподобные клетки и споры на поверхностных слоях пораженных паразитами тканях растения-хозяина. Если они выросли в процессе нижнего брожения (SMF) в искусственных средах, выработка цитокининов (ЦК) этими грибками была слишком маленькой, чтобы вызвать далеко идущие морфологические изменения, которые происходят естественно в растении-хозяине, несмотря на рост среды SMF в виде дрожжеподобных клеток. Поэтому подчеркивалось, что продуцирование ЦК патогенными гифальными клетками Taphrina, растущими на тканях хозяина, несомненно, отличалась по количеству. Тесное сходство роста грибков в условиях метода твердофазной ферментации с указанным типом роста грибков на ткани хозяина хорошо известно. Далее, согласно этому источнику очевидно, что облигатные паразитические, микоризные, аскомицетовые и базидиомицетовые грибки не имеют потенциальных возможностей для ферментативной выработки ЦК (цитокининов) из-за проблем разведения и медленной скорости роста. Последующая переработка продукта включает обработку больших объемов жидкости для разделения чрезвычайно малых количеств ГК-3 (гибберелловой кислоты 3) и, таким образом, является дорогостоящей по сравнению с другими продуктами ферментации, такими, как лимонная или глюконовая кислоты. После разделения клеток мицелия фильтрацией или центрифугированием, ГК-3 либо адсорбируется на подходящих смолах/адсорбентах или экстрагируется соответствующим растворителем. Дальнейшая очистка включает ряд операций, таких как неоднократное разделение жидкость-жидкость, концентрирование в вакууме и конечная обработка для получения аморфного порошка или кристаллов ГК-3. Таким образом, даже если известно, что определенные паразитирующие на растениях грибки могут производить регуляторы роста растений, эти грибки не могут продуцировать регуляторы роста растений (РРР) в ферментативных процессах в количестве, имеющем практическое значение, если не предпринимать стадий культивирования, экстрагирования и концентрирования. В настоящее время было обнаружено, что экологически безвредный стимулятор роста может быть получен путем компостирования сельскохозяйственных отходов в присутствии грибкового мицелия, стерилизации культурального фильтрата и внесения полученного "жидкого компостного фактора (ЖКФ)" непосредственно в полевые культуры после разбавления водой в отношении 1:500 или до 1:10000. Отпадает необходимость в стадиях экстрагирования или химического разделения для получения пригодного к использованию раствора. Необходимы только нагрев и фильтрация. Для экстракции или концентрирования не требуются растворитель или слои смолы. Твердая фаза и сам материал фильтра со стадии фильтрации нагретой жидкой культуральной среды могут быть высушены и также использованы как источник стимуляторов роста растений. Сухое вещество можно добавлять в компост как добавку. Изобретение направлено на композицию для стимулирования быстрого роста корней и массы растения, а также повышения урожайности полевых культур, деревьев и других растений, причем компози-1 010976 ция содержит пастеризованный культуральный фильтрат грибкового мицелия, выросший предпочтительно на сельскохозяйственных отходах, но, во всяком случае, на среде с высокой концентрацией доступных углеводов. Полученный в результате "жидкий компостный фактор (ЖКФ)" может применяться разными способами со многими культурами для усиления скорости роста и повышения урожайности. Таким образом, в соответствии с одним вариантом осуществления в одном аспекте изобретение направлено на способ приготовления растительной добавки, где способ включает выращивание грибкового мицелия на среде по меньшей мере с 10%-й концентрацией доступных углеводов на свету, и аэрацию в условиях, при которых мицелиальная пленка остается в покое, уборку культуры, денатурирование белка,удаление твердых веществ и пастеризацию или другую стерилизацию фильтрата, чтобы получить указанную композицию. В другом аспекте изобретение направлено на композицию, приготовленную этим способом. Композиция изобретения содержит, таким образом, стерилизованный культуральный фильтрат культуры грибкового мицелия, выросшего в среде с высокой концентрацией углеводов, предпочтительно содержащей сельскохозяйственные отходы. В еще одном аспекте изобретение направлено на способы усиления роста растений и повышения урожайности при применении этой композиции, одной или в комбинации с другими активаторами роста. Таким образом, изобретение направлено также на способы выращивания растений с применением композиций изобретения, независимо от того, используются ли композиции изобретения одни или в комбинации, например, с гербицидами, инсектицидами, нематицидами или другими стимуляторами роста или питательными веществами. Изобретение направлено на экологически безвредную композицию, стимулирующую рост растений, обозначаемую "жидкий компостный фактор (ЖКФ)". ЖКФ является стерилизованным культуральным фильтратом культуры грибкового мицелия, который вырос в специфических условиях и среде, богатой углеводами. Композиции изобретения включают стерилизованный фильтрат грибкового мицелия, а также его высушенные формы и извлеченные фильтрацией твердые вещества. Обычно, любые из этих композиций растворены в водном растворе. Полученный разбавленный ЖКФ, будучи внесен в полевые культуры, такие как зерновые, таро, салат, соя, огурцы, томат, ананасы и другие продовольственные культуры, способен стимулировать рост корней, улучшить плодоношение и повысить урожайность. Было показано, что ЖКФ смягчает симптомы заражения нематодой у указанных зерновых и помогает уменьшить степень заболеваемости, такой как уменьшение грибковых пятен на листьях, листовой гнили и бактериальной гнили луковиц. ЖКФ может также применяться на декоративных растениях и способен усилить цветение. Он эффективен на дерне, причем он усиливает зелень. ЖКФ может также применяться для увеличения срока жизни срезанных цветов и листвы. ЖКФ полезен также для усиления роста деревьев, таким образом, например, способствуя усилиям по восстановлению лесных массивов. ЖКФ изобретения содержит регуляторы роста растений, которые являются вторичными метаболитами грибковой культуры, а также активаторами защитных механизмов растений. Выработка этих регуляторов роста растений осуществляется соответствующими условиями выращивания, соответствующим составом среды и надлежащей обработкой после выращивания. Среда должна содержать доступные углеводы и достаточно ионов калия, чтобы влиять на эту выработку подходящими предшественниками для выработки РРР в результате обмена веществ. Меласса содержит около 2-6% калия и является предпочтительным, приемлемым с экологической точки зрения источником, хотя могут также применяться и другие источники, такие как бананы, картофель, сливы, апельсины, томаты, артишоки, кабачки, виноград,подсолнечник, шпинат, семечки или миндаль. Конечная концентрация К+ должна составлять от 0,005 до 0,1% вес./об., предпочтительно 0,01-0,1% вес./об. Вообще, чем выше содержание доступных углеводов, тем выше выработка регуляторов роста растений; однако слишком высокая концентрация углеводов в виде сахаров недопустимо превысила бы осмотическое давление и тем самым замедлила бы или прекратила рост грибка. Другие факторы, которые усиливают выработку регуляторов роста растений в конечном продукте, включают рост в условиях аэрации, в условиях, когда мицелиальные пленки остаются в покое, и в присутствии света, преимущественно в длинноволновом диапазоне видимого спектра. Условия освещения, подходящие для выращивания, являются предпочтительно теми, что раскрыты в патенте США 5123203, содержание которого введено здесь ссылкой. Путем добавления каротиноидных пигментов и снижения Са 2+ в плодоносящих субстратах было обнаружено, что предпочтительны источники красного цвета. Таким образом, выработка регуляторов роста растений (РРР) увеличивается также при добавлении в среду каротина, в количестве, достаточном для получения желтого цвета. Если в качестве источника углеводов используется ананасный сок, достаточное количество каротина присутствует естественным образом. Культурная среда будет содержать доступные сахара в концентрации, соответствующей содержанию мелассы 5-10%. Хотя для составления среды можно использовать сельскохозяйственные отходы,могут применяться любые источники подходящих углеводов и другие необходимые питательные вещества, в том числе каротин; некоторая доля питательных веществ может поставляться самим грибковым мицелием, который готовится путем выращивания грибков в присутствии зерен и других питательных веществ. Таким образом, необходимое содержание сахара в среде может быть обеспечено сиропами,приготовленными из любого источника, включая различные фрукты, кукурузный сироп, сироп из сахарного тростника, сироп из сахарной свеклы, мелассу, и им подобные. Также могут применяться сиропы,-2 010976 приготовленные из других фруктов, таких как ананасы, апельсин, слива, виноград, папайя и многие другие. В качестве источников питательных веществ в среде предпочтительно использовать растительные экстракты. Среда должна иметь такое содержание доступных углеводов, которое выше, чем типичное для выращивания грибков. Под "доступными углеводами" понимаются углеводистые источники энергии, которые могут быть усвоены грибковой культурой. Типичные компоненты этих доступных углеводов включают сахарозу, глюкозу, другие простые сахара и дисахариды. Обычно среда будет содержать по меньшей мере 10% вес./об. доступных углеводов, предпочтительно 12% вес./об., более предпочтительно 13% вес./об., и еще более предпочтительно 15% вес./об. Альтернативно, конечная концентрация в среде приведет к значениям BRIC, по меньшей мере 10, более предпочтительно по меньшей мере 12, наиболее предпочтительно по меньшей мере 15. Высокие концентрации доступных углеводов чрезвычайно предпочтительны и, как изложено выше, ограничены только необходимостью избегать возникновения условий недопустимого осмотического давления. Так как грибки способны усваивать целлюлозу, повышение уровня углеводов в виде целлюлозы или других углеводов, которые не повышают осмотическое давление, может предпочтительно использоваться. Оказалось, что оптимальные значения BRIC для культурной среды лежат в диапазоне 12-15. В одной типичной культуре значения BRIC выше 19, например, 24 или 30, приводили или к слишком медленному росту или вообще к отсутствию роста. При BRIC, равном 19, мицелий покрывал поверхность среды, но только очень тонким слоем; при BRIC, равном 11, и BRIC, равном 8, был достигнут очень хороший рост. Однако оказалось, что при BRIC ниже 11 содержание РРР меньше. Кроме доступных углеводов как источников углерода, среда должна также содержать другие питательные вещества, особенно источники азота и различные кофакторы. Обычно в грибковом мицелии,использующемся для прививочного материала, имеется достаточно источников большинства этих питательных веществ. Однако, оказывается важным, чтобы среда содержала такую концентрацию каротина,которая достаточна для обеспечения видимого желтого цвета. Если, по меньшей мере, как часть источников доступных углеводов применяется меласса, она сама поставляет многие витамины и другие питательные вещества, необходимые грибку. Сиропы, приготовленные из сахарного тростника, предпочтительнее сиропов, приготовленных из сахарной свеклы, так как эти сиропы дают лучший источник питательных веществ. Другие источники желательных питательных веществ включают использование бананов для получения ионов калия; папайя также является полезной добавкой в среду. Папайя содержит каротиноиды, сахара и серусодержащие соединения. Она особенно богата фруктозой. Среду сначала стерилизуют, предпочтительно нагреванием до температуры, достаточной, чтобы в течение достаточного времени удалить любые посторонние организмы. Обеззараженная среда затем прививается культурой грибка, т.е. грибковым мицелием. В изобретении можно использовать любой грибок, при условии, что он может быть адаптирован к описанной здесь технике выращивания. Хотя было описано, что вырабатывать регуляторы роста растений способны многие грибки, обычно это не так с точки зрения коммерческого или практического производства этих соединений. Выращивание грибков, пригодных для получения ЖКФ-композиций изобретения, может быть проведено эффективным путем, применяя легко доступное оборудование. Хотя пригодны барабаны из нержавеющей стали, они дороги и, если только состав нержавеющей стали специально не составлен для сопротивления коррозии, во время ферментации может произойти коррозия. Следовательно, предпочтительны стеклянные или пластиковые контейнеры. Оказалось особенно удобным выращивать грибки в 55 галлонных просвечивающих пластмассовых барабанах с простыми хлопковыми тампонами в разгрузочном отверстии. Внутреннюю часть барабанов или других контейнеров сначала, перед использованием,обеззараживают, например, разбавленным раствором йода. Предпочтительными грибками, пригодными в изобретении, являются Basidiormycetes - т.е. класс грибков, которые сосуществуют с и рост которых зависит от растений в природе. Basidiomycetes могут быть пористыми или ребристыми, предпочтительными источниками мицелия, выращенного способом изобретения, являются пористые грибки, в частности, грибки семейства Polyporaceae. Polyporaceae могут обычно быть классифицированы как составляющие виды, которые являются грибками, вызывающими бурую гниль или белую гниль. Грибки, вызывающие бурую гниль, разлагают белую целлюлозу в древесине, на которых они растут, оставляя после себя бурый лигнин; грибки, вызывающие белую гниль, делают противоположное - они разлагают лигнин и оставляют после себя белую целлюлозу. Таким образом, предпочтительные для применения в способе изобретения грибки являются грибками Polyporus,вызывающими бурую гниль, и, в частности, грибками вида Bridgeoporus, Ceriporia, Daedalea, Laetiporus,Oligoporus и Pycnoporellus. Таким образом, изобретение можно применять в специфических необходимых условиях культивирования различных представителей класса Basidiomycete, но предпочтительно те, которые входят в семейство Polyporus и, в частности, те, что вызывают бурую гниль. Особенно предпочтительным грибком для применения в изобретении является Laetiporus, особенноLaetiporus sulphureus. Laetiporus sulphureus "Sulphur shelf" или "Chicken of the Woods" является раневым паразитом деревьев с твердой древесиной. Его обычно находят на Гавайях на Eucalyptus robusta. Поскольку этот грибок живет в сердцевине дерева, снаружи дерева он незаметен. Плодовое тело или гриб выглядит как гриб-трутовик серого или оранжевого цвета, появляющийся через каждые несколько лет. Грибки питаются ядром древесины и производят внутри кубическую бурую гниль, поскольку после целлюлозы остался лигнин, а гемицеллюлоза была растворена под действием ферментации. Смерть дерева наступает через много лет после того, как началось заражение. Способность этого грибка контролировать рост дерева-хозяина не отмечена в опубликованной литературе, также ни один материал, стимулирующий растения, не связывали с этим грибком. В контролируемом росте грибковой жидкой культуры настоящего изобретения эти факторы роста растений вырабатывались в больших количествах, и было показано, что они влияют на рост растений, выходящих за пределы обычного диапазона хозяев. Как описано здесь, чтобы применить вещества, стимулирующие растения, ферменты, разлагающие ткань, разрушают путем нагрева жидкой фазы; стимулирующие вещества термостойки при 100 С. Было показано, что грибковая жидкая культура L. sulphureus стимулирует прорастание зерен кукурузы, соевых бобов, салата, бобов, зерна и трав; было показано, что опрыскивание листвы действует на ананасы, кофе, томат, таро, сахарный тростник и другие культуры. Обычно этот грибок влияет на рост эвкалиптовых деревьев высотой 100 футов, весом тонны биомассы. Стимулирующее влияние на растения эффективно также на меньших растениях, при подходящем разбавлении. Жидкая культурная среда может быть разбавлена в соотношении 1:3000, например, водой, и все еще оставаться действенной. В природе грибки Laetiporus уравновешивают выработку различных регуляторов роста растений, чтобы стимулировать большое дерево-хозяина с массивным обхватом и корневой системой. Это равновесие применяется на менее крупных растениях и деревьях с желательными эффектами. Таким образом, грибковый мицелий содержит предпочтительно Basidiomycete, более предпочтительно Basidiomycete, вызывающий бурую гниль, и, более предпочтительно, грибок Laetiporus, выращенный в условиях, подходящих для выбора конкретного организма грибка. Питательная среда для грибка содержит подходящие компоненты, которые специально подгоняются к используемому грибку,но должны, конечно, всегда содержать источник углерода, источник азота и важные витамины и кофакторы. Мицелий получают выращиванием в течение подходящего периода времени, достаточного для получения достаточного количества грибкового прививочного материала, так что в культурной среде изобретения будет образована мицелиальная пленка. Типичное время для образования мицелия из исходного прививочного материала варьируется в пределах 5-100 дней. Имеющийся в продаже жидкий грибковый мицелий, пригодный для изобретения, может быть получен от Kukui Spawn Co., ранее Maui Shiitake Trading Company, оба Maui. Затем жидкий мицелий используют для прививки на культурную среду для приготовления ЖКФ. Привитая культурная среда выращивается без перемешивания в присутствии света, преимущественно в длинноволновом диапазоне видимого спектра, при температуре 15-37 С, предпочтительно около 20 С в течение времени, достаточного для образования необходимого уровня РРР. Обычно РРР вырабатывается в имеющих практическое значение количествах после 30 дней выращивания, предпочтительно через 45 дней, и более предпочтительно через 60 дней. Хотя перемешивания привитой культурной среды следует избегать, чтобы избежать затрагивания мицелиальной пленки, может быть желательна аэрация среды. Это можно обеспечить, например, путем барботирования кислорода через среду или другим способом, при котором мицелиальная пленка останется незатронутой. Было найдено, что можно получить достаточно кислорода даже без барботирования воздуха через среду, просто позволяя аэрации идти путем взаимодействия с поверхностью мицелия. Под "длинноволновым участком видимого спектра" понимается свет с длиной волны приблизительно 500-800 нм, предпочтительно 600-750 нм. Могут быть включены и другие длины волн, но преобладающие длины волн должны лежать в указанном выше диапазоне. Так, в процентах от всех фотонов,длинноволновой участок должен содержать более 50% указанных фотонов. Уровни РРР могут быть определены стандартными методами биологической пробы. Сравнение роста рассады сои при известных концентрациях ЖКФ, используемого как смачиватель почвы в горшечной почве, используется как стандарт роста. Цвет раствора ЖКФ коррелирует с силой действия на рассаду сои во времени. Доли удобрения были установлены как для обработанных образцов, так и для контроля, и рассаду оценивали через 14 дней после внесения. Измеряли эффекты в разнице общего веса, веса корней, длины корней, веса листвы и высоты для сравнения с эффектами от стандартных растворов ЖКФ. Альтернативно, цвет культуральных жидкостей может быть использован как показатель, так как было найдено, что изменение цвета от желтого в цвет темно-красного вина коррелирует с выработкой РРР. Крепость раствора ЖКФ регулируется по подгонке к цвету известного раствора ЖКФ "Стандарт",который имеет пригодную к применению крепость разбавления 1:500 на рассаде сои. Обычно культуру,которую инкубировали в течение 60 дней, разбавляют водой в отношении 1:2, чтобы достичь интенсивности цвета, которая соответствует стандарту. Более длительное время инкубирования приводит к еще большему разбавлению культурной жидкости, чтобы достичь уровня стандартного ЖКФ.-4 010976 По мере вызревания культуры мицелиальная пленка будет расти, и жидкую фракцию культуры можно легко асептически удалить, когда произойдет достаточная выработка РРР. Твердую фазу удаляют из убранной культурной среды, предпочтительно фильтрацией или, альтернативно, центрифугированием, или другим известным способом, для выделения твердой фазы. Затем жидкую фракцию подвергают нагреву до 100 С и выдерживают 10 мин. Этот этап денатурирует ферменты, такие как целлюлаза, липаза и гемицеллюлаза. Можно также применять химическую экстракцию/термоэкстракцию белков или мембранную фильтрацию. Затем денатурированные белки могут быть отфильтрованы через бумажный фильтр или удалены центрифугированием. Затем жидкую фракцию подвергают подходящим процедурам стерилизации, таким как пастеризация и ультрафильтрация, предпочтительно пастеризации. Полученный пастеризованный "ЖКФ" затем упаковывают в стерильные контейнеры. Затем при желании емкость с культурой мицелиальной пленки наполняют стерильным холодным питательным раствором для приготовления добавочного ЖКФ. Производство первого ЖКФ занимает 60 дней, второго - требует всего около 30 дней, поскольку мицелиальная пленка образовалась в первом периоде. Третий и последующие периоды выработки длятся 30 дней и могут продолжаться до тех пор, пока резервуар с культурой не загрязнится. Под "культуральным фильтратом" понимают жидкую фракцию описанной культуры. "Культуральный фильтрат" является употребительным термином, несмотря на то, что выделение этого фильтрата не обязательно осуществляется реальной фильтрацией. Действительно, во многих культурах настоящего изобретения мицелиальная пленка формируется так, что культуральный фильтрат можно удалить сцеживанием или сифонированием. Таким образом, "культуральный фильтрат" просто означает жидкую фракцию культуры."Стерилизация" ЖКФ изобретения может быть осуществлена множеством способов. Поскольку наиболее удобной является пастеризация, композицию называют ЖКФ. Однако могут быть осуществлены и другие варианты стерилизации, такие как ультрафильтрация или включение антибиотиков или дезинфицирующих средств, таких как йодоформ. Помимо стерилизованного культурального фильтрата, композиции ЖКФ изобретения включают также материал, оставшийся после фильтрации культуры, который может быть высушен. Этот материал также содержит РРР и может применяться аналогично стерилизованному фильтрату. Мицелиальную пленку можно использовать повторно после удаления среды для сбора ЖКФ. Обычно среду можно удалить через трубки под пленкой и заменить новой стерильной средой. Поскольку обычно пленка разрывается во время удаления предшествующей среды, новую стерильную среду можно просто снова влить в контейнер, и части пленки снова соберутся вместе и продолжат расти. Помимо выработки регуляторов роста растений согласно способам изобретения было найдено, что среда содержит также активаторы веществ, которые образуют механизмы защиты растений от патогенных организмов. Эти защитные механизмы, известные обычно как фитоалексины, включаются в растениях, которые заражены паразитами или патогенными организмами. Общая дискуссия об этих механизмах находится в описании лекции, озаглавленной "How Plants Defend Themselves Against Pathogens," лекция 8 университетских курсов Idaho Plant Science 405/504, находящаяся по адресуwww.uidaho.edu/ag/plantdisease. Как указывалось, вообще структурные механизмы защиты включают,например, образование восков, слоев пробки, опадающих слоев и им подобное, что образует барьеры от разрушения метаболизма растений. Метаболические механизмы защиты включают заранее существовавшие механизмы, а также те, что активируются при заражении патогенными организмами. Эти защитные механизмы включают выработку токсичных веществ, называемых фитоалексинами. ЖКФ изобретения способны вызывать реакции такого типа. Таким образом, одна цель изобретения объединяет эффекты регулирования роста растений, вызванные ЖКФ, и активизацию выработки фитоалексинов. Этот аспект может быть усилен добавлением известных фитоалексинных ингибиторов, таких как продукт, называемый Messenger, содержащий белокHarpin, производства Eden Bioscience. ЖКФ разбавляют до подходящей концентрации для внесения в зерновые или деревья. Можно использовать разбавление 1:100-1:2000 или 1:5000, в зависимости от концентрации РРР и желаемых эффектов. Уровень разбавления зависит, конечно, от начальной концентрации РРР, способа, которым вещество будет применено, и ряда других факторов, которые легко определить специалисту с обычной квалификацией. Сильные разбавления ЖКФ, такие как 1:6000 или даже еще большие степени разбавления 1:10000, могут оказаться во многих случаях действенными. ЖКФ можно также высушить на инертной подложке, такой как тальк или диатомовая земля, для применения, или он может быть высушен на гранулированном удобрении для повышения качества удобрения. Вообще, разбавленный ЖКФ можно применять любым удобным способом, таким как включение в раствор для окунания растений или опрыскиватель на листву, добавление через системы капельного орошения, смешивание с горшечной почвой,внесение в окружающую почву для рассады и т.д. В одном варианте исполнения концентрации внесения составляют 6-8 унций ЖКФ на 30 галлонов воды на акр, при использовании для опрыскивания или как почвенной добавки. Однако предпочтительно внесение большего количества жидкости. Предпочтительно полное количество жидкости, внесенное на-5 010976 акр, должно быть 100-500 галлонов при разбавлении приблизительно 1 пинта - 1,5 кварты, растворенных в 100-200 галлонах воды. Так, типичное внесение должно использовать 1 кварту ЖКФ как стерилизованной среды в 125-200 галлонах воды на акр при внесении опрыскиванием, или 2 кварты стерилизованного культурального фильтрата ЖКФ, растворенного в 325 галлонах воды на акр. Однако, как изложено выше, культуральный фильтрат ЖКФ может также быть высушен на гранулированном веществе и применен как сухой материал. ЖКФ и его растворы или другие препараты могут также быть смешаны с другими кислыми материалами, такими как пестициды, другими питательными веществами и/или удобрениями для совместного применения. Смешения с основными удобрениями или растворами следует избегать. Особенно предпочтительной смесью является такая, которая содержит поверхностно-активные смеси адъюванты в культуры, описанные в публикации РСТ WO 96/38590, которая введена здесь ссылкой. Альтернативно,могут также применяться нематицидные смеси, которые целиком состоят из независимых компонентов,такие как смеси лаурилсульфата натрия, мелассы, сафлорового масла и сыра. Они описаны в находящейся одновременно на рассмотрении заявке 60/390289, зарегистрированной 21 июня 2002 г. и введенной здесь ссылкой. Как изложено выше, в препарат также могут быть включены активаторы белков или метаболитов, обладающие фитоалексинной защитой. В качестве иллюстрации, ЖКФ может поставляться как 1%-е (вес/вес) покрытие на гранулах удобрения, предназначенных для газонов или для овощей и деревьев. 2%-е (вес/вес) покрытие на диатомовой земле является пригодным порошком для протравливания семян малого размера, таких как салат, томат,капуста и баклажаны; для более крупных семян выгодно более высокое процентное содержание ЖКФ,нанесенного на диатомовую землю. Например, 6,5%-е покрытие подходит для зерновых, бобов, сои, гороха и огурцов. Рассада с оголенными корнями, клубнелуковицы, верхушки ананасов и другой вегетативный посадочный материал могут быть посыпаны этим порошком для усиления роста. Удобным способом применения является добавление около 1/2 чайной ложки порошка к одной унции семян в целлофановом пакете. После того как пакет закрыт, его трясут, чтобы покрыть семена порошком, избыток порошка извлекают, а получившиеся в результате семена имеют тонкое покрытие порошком. Вообще ЖКФ следует хранить при комнатной температуре, вне доступа прямого солнечного света,в сухих условиях. Хотя ЖКФ экологически безопасен, его не следует глотать и не следует оставлять на коже на длительное время. Следующие примеры предназначены для иллюстрации изобретения, но не ограничивают его. Пример 1. Приготовление пастеризованного ЖКФ Среда готовилась из 20 галлонов обогащенного клетчаткой ретентата ананасного сока, полученного ультрафильтрацией, 1 галлона ананасного сиропа, 20 галлонов раствора мелассы (5 галлонов мелассы,смешанной с 40 галлонами воды), и 5 галлонов пюре переспелой папайи, возможно включающего кожуру, семечки и мякоть. Затем полный объем доводили до 50 галлонов добавлением ретентата и/или водной мелассы. Компоненты смешивали в открытом пластмассовом барабане и переносили в горшки из нержавеющей стали,доводили до кипения и держали при 100 С по меньшей мере 30 мин. Горячую взвесь переносили в обеззараженный просвечивающий 55-галлонный пластиковый барабан для биообработки и охлаждали до комнатной температуры. Охлаждение занимало несколько дней. Охлажденную среду прививали грибковой стартовой культурой (см. ниже) с ламинаром и в 55 галонный барабан устанавливали один или два стерилизованных хлопковых тампона. Затем барабан оставляли в покое в освещенной комнате с кондиционированным воздухом на 60 дней. Освещение осуществлялось Agrolights или теплым дневным светом "делюкс". Холодный дневной свет недостаточен. Через 60 дней жидкую фракцию культуры удаляли и фильтровали для удаления твердых веществ. Отфильтрованную жидкость нагревали до 100 С в течение 10 мин, чтобы денатурировать растворимые белки. Затем нагретую среду фильтровали и снова нагревали до 100 С в течение 30 мин для пастеризации. Пастеризованный продукт выливали в дезинфицированные бутылки и держали при комнатной температуре на хранении. рН ЖКФ, приготовленного в этом примере, равно 2,5. Грибковая пусковая культура, использованная в этом примере, была получена от Kukui Spawn Co.,ранее Maui Shiitake Trading Company, Гавайи. Весь однолитровый контейнер жидкого мицелия добавляли асептически в барабан для биообработки с охлажденным питательным раствором. Обычно добавляли две бутылки жидкой культуры мицелия на 50-галлонный барабан для биообработки. Пример 2. Внесение на растения Одну унцию ЖКФ, приготовленного по примеру 1, разбавляли в 5 галлонах воды. Эту смесь наносили на почву вокруг кофейных деревьев. Одну унцию ЖКФ разбавляли в 5 галлонах воды и использовали для обработки злаковых растений,которые дали прирост массы на 60% больше, чем у контрольных растений. Улучшенные результаты были показаны при разбавлении 1 унции ЖКФ 10 галлонами воды. Аналогичное разбавление 1 унции ЖКФ в 5 галлонах воды было использовано для опрыскивания салата Manoa, который выдал на 50% листовой массы больше, чем контроль.-6 010976 Семена огурцов обрабатывали 6,5% пылью ЖКФ до высадки, и растения выросли на 39% крупнее,чем контроль. Одну унцию ЖКФ, разбавленную в 5 галлонах воды, наносили на верхушки ананаса, что приводило к более быстрому росту ананасов; улучшенные результаты роста наблюдались также, когда листья более старых растений опрыскивались этим раствором или когда 3-летние ананасные растения обмакивали в этот раствор. Раствор 1 унции ЖКФ в 1 галлоне воды использовали для обмакивания клубнелуковиц/растений земляного таро, сладкого картофеля и ямса. В результате за шесть недель рассада таро выросла на 160% крупнее, чем контрольные растения. В применении к сахарному тростнику, необходимое разбавление менялось в зависимости от вида растения. В некоторых случаях 1 унции ЖКФ и 2 галлона воды было достаточно для получения 50%-го увеличения диаметра побегов. Газон стал расти с большей скоростью при опрыскивании 1 унцией ЖКФ, разбавленной в 5 галлонах воды. ЖКФ использовали также для орошения почвы, 29 мл раствора в разбавлении 1:500 на горшочек с рассадой для обработки сосны Дугласа, что приводило к 10-20% росту в течение четырех недель. ЖКФ можно смешивать с полимерами для покрытия сухих семян хлебных злаков, овощей и других культур. Процентное содержание ЖКФ будет меняться с культурой. ЖКФ можно применять для смягчения симптомов заражения нематодами. 5 галлонов раствора крепости 1:500 на зараженное кофейное дерево. Три внесения в течение 5 месяцев увеличивают корни, листовые ветви, увеличивают однородность плодов и повышают урожайность. ЖКФ можно использовать для снижения частоты заболеваний растений, таких как грибковые пятна на листьях и бактериальная гниль растений. Гниль луковиц репчатого лука можно уменьшить раствором ЖКФ крепости 1:1600, наносимым на перья каждые три недели. Низкоконцентрированный раствор ЖКФ, 0,1%-й раствор, можно использовать для увеличения срока жизни срезанных цветов, листьев и рождественских елок. ЖКФ в разбавлении 1:500 можно использовать для снижения повреждений от заморозков, насекомых и химического повреждения растений при нанесении на листья или для поливки почвы. Верхушки ананасов проверяли, окуная верхушки в раствор, содержащий 800, 1000 или 2000 м.д. стерилизованного культурального фильтрата ЖКФ на 10 мин до высаживания в горшечную почву с гранулированным удобрением. Одновременно верхушки окунали также в микроэмульсионную смесь поверхностно-активных нематицидов. В то время как контрольные образцы имели средний вес корней 6,9 г и среднюю длину корней 29,4 дюйма, у растений, обработанных 800 м.д. ЖКФ, вес корней составлял 8,2 г, а длина корней 33,35 дюйма; растения, обработанные 1000 м.д. ЖКФ, показали вес корней 7,4 г и длину корней 41,4 дюйма, 41%-е увеличение по сравнению с контролем. Однако при 2000 м.д. появились токсические эффекты, и вес и длина были меньше, чем у контрольных растений. Бобы бараньего гороха замачивали в растворе стерилизованного культурального фильтрата ЖКФ в разбавлении 1 унция на 1/2 галлона или 1 галлон воды. Бобы обрабатывали при отношении 1 мл разбавленного материала на 100 г бобов. Затем бобы сушили и высаживали, и было обнаружено увеличение в выходе урожая бобов на 22% по сравнению с необработанным контролем. В других приложениях обработку композицией ЖКФ изобретения комбинировали с обработками стимуляторами цветения, гербицидами и ингибиторами роста дерновой травы. Увеличение веса плодов на 56% было получено при применении ЖКФ на томатах. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Композиция, содержащая вещества, регулирующие рост и/или развитие растений, причем композиция является стерилизованной жидкой фракцией культуры мицелия Basidiomycetes, инкубированных в среде, содержащей по меньшей мере 10% усвояемых углеводов и ионы калия и каротин, в присутствии длинноволнового света и при практически полном отсутствии перемешивания, причем из указанной жидкой фракции протеины были удалены денатурированием и, при необходимости, она является высушенной. 2. Композиция по п.1, где значение BRIC среды равно 12-15. 3. Композиция по п.1, где указанная среда содержит мелассу и/или сироп или сок ананаса или папайи. 4. Композиция по п.1, где указанная среда содержит достаточно каротина, чтобы придать ей желтый цвет, и ионы калия в концентрации 0,01-0,1% вес./об. 5. Композиция по п.1, где Basidiomycetes являются Polyporus. 6. Композиция по п.1, где Basidiomycetes являются Laetiporus. 7. Способ приготовления композиции по п.1, который включает инкубирование мицелия Basidiomycetes в среде, содержащей по меньшей мере 10% усвояемых уг-7 010976 леводов, ионы калия и каротин, в присутствии длинноволнового света и при практически полном отсутствии перемешивания; получение жидкой фракции культуры мицелия; денатурирование растворимых белков в жидкой фракции культуры мицелия и удаление указанных денатурированных белков и стерилизацию и, при необходимости, высушивание оставшейся жидкой фракции культуры мицелия для получения указанной композиции. 8. Способ по п.7, где среда содержит достаточно каротина, чтобы придать ей желтый цвет, и ионы калия в концентрации 0,01-0,1% вес./об. 9. Способ по п.7, где указанную жидкую фракцию культуры мицелия получают фильтрованием. 10. Способ по п.7, где указанные денатурированные белки удаляют фильтрованием. 11. Способ по п.7, где указанная стерилизация представляет собой пастеризацию. 12. Способ по п.7, где Basidiomycetes являются Polyporus. 13. Способ по п.7, где Basidiomycetes являются Laetiporus. 14. Препарат для усиления роста и/или развития растений, который содержит эффективное количество необязательно высушенной композиции по любому из пп.1-6, который предварительно разводят или разбавляют перед нанесением на с/х культуры и деревья. 15. Препарат по п.14, дополнительно содержащий по меньшей мере один пестицид, и/или по меньшей мере одно питательное вещество для растений, и/или по меньшей мере один гербицид. 16. Препарат для нанесения по п.14, дополнительно содержащий по меньшей мере один активатор выработки фитоалексинов. 17. Препарат для усиления роста и/или развития растений, который включает композицию по любому из пп.1-6, высушенную на диатомовой земле или частицах удобрения. 18. Способ усиления роста или развития растений, включающий обеспечение контактирования по меньшей мере части указанного растения с препаратом по любому из пп.14-17. 19. Способ усиления роста или развития растений, включающий обеспечение контактирования семян растения с препаратом по любому из пп.14-17. 20. Способ по п.18 или 19, который дополнительно включает обеспечение контактирования семян или по меньшей мере части указанного растения по меньшей мере с одним пестицидом, и/или по меньшей мере одним питательным веществом для растений, и/или по меньшей мере одним гербицидом.

МПК / Метки

МПК: C12N 1/14, A01N 63/00

Метки: применения, рост, вещества, композиция, способы, содержащая, регулирующие, растений, развитие

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/9-10976-kompoziciya-soderzhashhaya-veshhestva-reguliruyushhie-rost-i-ili-razvitie-rastenijj-i-sposoby-ee-primeneniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Композиция, содержащая вещества, регулирующие рост и/или развитие растений, и способы ее применения</a>

Похожие патенты