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DE3735364C2 - Neuer Mikroorganismus und Pflanzenzucht mit diesem Mikroorganismus - Google Patents

Neuer Mikroorganismus und Pflanzenzucht mit diesem Mikroorganismus

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DE3735364C2
DE3735364C2 DE3735364A DE3735364A DE3735364C2 DE 3735364 C2 DE3735364 C2 DE 3735364C2 DE 3735364 A DE3735364 A DE 3735364A DE 3735364 A DE3735364 A DE 3735364A DE 3735364 C2 DE3735364 C2 DE 3735364C2
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DE
Germany
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enterobacter cloacae
seeds
microorganism
ferm
soil
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Takafumi Ishii
Takashi Adachi
Toshio Yasumura
Hidemasa Hidaka
Shinji Miyadoh
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Meiji Seika Kaisha Ltd
Original Assignee
Meiji Seika Kaisha Ltd
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Description

Die Erfindung betrifft einen neuen Mikroorganismus mit einer pflanzenwachstumsbeschleunigenden Wirkung und ein Verfahren zur Pflanzenzucht mit diesem Mikroorganismus.
Eine große Anzahl von Mikroorganismen lebt in der Wurzelzone (Wurzelbereich) oder Wurzeloberfläche von Pflanzen mit großem Einfluß auf das Wachstum, den Ausbruch von Krankheiten lebender Organismen und ähnlichem.
Versuche industriell nützliche Mikroorganismen ab­ zusondern und sie zur Verbesserung der Landwirtschaftspro­ duktivität zu nutzen sind bis jetzt gemacht worden und es gibt viele Berichte über diese Untersuchungen.
Beispielsweise fixieren stickstoff-fixierende Bakterien Luftstickstoff, um die Pflanze mit Stickstoff, einem der drei Pflanzennährstoffe zu versorgen. Es ist bekannt, daß Mykorrhiza Bakterien die Bioverfügbarkeit von Phosphor im Boden steigern und das Pflanzenwachstum beschleunigen, indem sie sie mit Phosphor, einem für Pflanzen wesentlichen Element versorgen. Da eine Anzahl pathogener, Pflanzenkrankheiten verursachender Bakterien den Boden bewohnt, ist außerdem bekannt, daß Mikroorganismen, die diesen pathogenen Bakterien entgegenwirken, auch im Boden vorhanden sind. Beispielsweise sind Bakterien der Gattung Pseudomonas als Antagonisten isoliert worden und auf ihre Verwertbarkeit hin untersucht worden.
Da die Züchtung von Mykorrhiza Bakterien wegen ihres Parasitismus Pflanzenkörper erfordert, ist ihre Massenzüch­ tung im industriellen Maßstab schwierig gewesen. Deshalb hat sich die praktische Verwertung dieser Bakterien noch nicht durchgesetzt. Obwohl stickstoff-fixierende Bakterien industriell gezüchtet werden können, wenn sie im Boden verteilt sind, nimmt die Anzahl der Mikrobenzellen mit der Zeit ab, was zu einer Abnahme des fixierten Stickstoffs führt. Im Vergleich zu im Handel erhältlichen Stick­ stoffdüngern führt das zu einem wirtschaftlichen Problem. Viele der antagonistischen Bakterien erzeugen antagonistisch wirkende Stoffe gegen das Wachstum pathogener Bakterien, d. h. Antibiotika, die manchmal mehr oder weniger inhibitorische Wirkungen auf das Pflanzenwachstum haben.
Aufgabe der Erfindung ist, einen nützlichen aus dem Wurzelbereich von Pflanzen isolierten Mikroorganismus zur Verfügung zu stellen, der leicht im industriellen Maßstab gezüchtet werden kann, ausreichende Fixierung im Wurzel­ bereich oder der Wurzeloberfläche von Pflanzen zeigt und eine pflanzenwachstumsbeschleunigende Aktivität erzeugt.
Aufgabe der Erfindung ist ferner, ein Verfahren zur Nutzbarmachung eines solchen Mikroorganismus zur Verfügung zu stellen, um die Ernteleistung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den neuen Mikroorganismus Enterobacter cloacae Ferm BP-1529, der aus dem Boden im Wurzelbereich der Gurke isoliert wurde, gelöst, der das Wachstum verschiedener Arten landwirtschaftlicher Nutzpflanzen einschließlich der Gurke beschleunigt. Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus den Ansprüchen 1 bis 4.
Die vorliegende Erfindung stellt Enterobacter cloacae Ferm BP-1529 mit einer pflanzenwachstumsbeschleunigenden Aktivität zur Verfügung.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zur Pflanzenzucht zur Verfügung, wobei auf die Samen direkt dieser Mikroorganismus mit pflanzenwachstumsbeschleunigender Aktivität und dergleichen aufgetragen wird und diese Samen im Boden ausgesät werden, oder der Mikroorganismus mit dem Boden vermischt wird und die Samen in dem vorbehandelten Boden ausgesät werden.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zur Pflanzenzucht durch Hydroponik zur Verfügung, wobei ein Flüssigdünger mit Gehalt an diesem Mikroorganismus mit pflanzenwachstumsbeschleunigender Aktivität verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem noch ein Verfahren zur Pflanzenzucht zur Verfügung, wobei auf die Samen direkt ein von diesem Mikroorganismus erzeugtes Polysaccharid mit pflanzenwachstumsbeschleu­ nigender Aktivität aufgebracht wird und der Boden mit dem Samen besät wird, oder das Polysaccharid mit dem Boden vermischt wird und der vorbehandelte Boden mit Samen besät wird, oder das Polysaccharid auf das Pflanzenblattwerk aufgesprüht wird.
Der Mikroorganismus der Gattung Enterobacter cloacae Ferm BP-1529 mit pflanzenwachstumsbeschleunigender Aktivität kann erfindungsgemäß aus dem Boden im Wurzelbereich der Gurke isoliert werden und weist folgende mikrobiologische Eigenschaften auf.
  • 1. Morphologische Eigenschaften
    • (1) Gestalt und Größe: Bazillus, 0,8 bis 1,0×1,5 bis 3,0 µm
    • (2) Polymorphismus: kein Polymorphismus
    • (3) Beweglichkeit: beweglich mit peritrichen Geißeln
    • (4) Sporen: keine
    • (5) Gram-Färbung: negativ
    • (6) Säurefestigkeit: negativ
  • 2. Wachstum in verschiedenen Medien
    • (1) Fleischextrakt-Agarplattenkultur: Die Mikroben­ zellen erzeugen keine unterscheidbaren Pigmente, sondern wachsen zu einer schwachgelben Creme.
    • (2) Fleischextrakt-Agarschrägkultur: Dasselbe wie unter (1)
    • (3) Fleischextrakt-Flüssigkultur: Der ganze Pilzkör­ per wächst unter Eintrübung. Es wird keine Pellicula gebildet.
    • (4) Fleischextrakt-Gelatinestichkultur: Es tritt äußerst langsame Verflüssigung auf.
    • (5) Milchkultur: Es werden keine ausgeprägten Veränderungen bei der Verflüssigung, Gerinnung, dem pH-Wert etc. bemerkt.
  • 3. Physiologische Eigenschaften
    • (1) Nitratreduktion: positiv
    • (2) Denitrifikationsreaktion: negativ
    • (3) MR Test: negativ
    • (4) VP Test: positiv
    • (5) Indolbildung: negativ
    • (6) Schwefelwasserstoffbildung: negativ
    • (7) Stärkehydrolyse: negativ
    • (8) Verwertung von Zitronensäure: positiv
    • (9) Anorganische Stickstoffquelle: Nitrate und Ammoniumsalze werden als Stickstoffquelle verwertet.
    • (10) Pigmentbildung: Es wird keine merkliche Erzeugung von löslichen oder unlöslichen Pigmenten beobachtet.
    • (11) Urease: positiv
    • (12) Oxidase: negativ
    • (13) Katalase: positiv
    • (14) Wachstumsbereich: Die Wachstumstemperatur liegt in einem Bereich von 15 bis 45°C, mit einer optimalen Temperatur von 28 bis 37°C und der geeignete Wachstums-pH-Wert liegt in der Nähe der Neutralität.
    • (15) Verhalten gegenüber Sauerstoff: fakultativ anaerob
    • (16) O-F-Test: F-Typ
    • (17) Säure- und Gasbildung aus Sacchariden
  • 4. Andere Eigenschaften
    • (1) Erzeugung von DNase: negativ
    • (2) Erzeugung von Tryptophandesaminase: negativ
    • (3) Erzeugung von β-Galactosidase: positiv
    • (4) Argininzersetzungstest: positiv
    • (5) Lysindecarboxylierungsreaktion: negativ
    • (6) Ornithindecarboxylierungsreaktion: positiv
    • (7) Äsculinzersetzung: negativ
Wie oben gezeigt, weist der erfindungsgemäße Stamm morphologische Eigenschaften auf; es handelt sich um einen Gram-negativen und fakultativ anaeroben Bazillus, der keine Spuren bildet und sich mit peritrichen Geißeln bewegt; hinsichtlich seiner physiologischen Eigenschaften ist er Oxidase-negativ und bei der Nitratreduktion positiv. Aus diesen Eigenschaften schließt man, daß der Stamm zur Familie Enterobacteriaceae gehört. Angesichts verschiedener anderer physiologischer Eigenschaften ist es angemessen, den Stamm als zur Enterobacter cloacae gehörig anzusehen. Der Stamm wurde (FERM BP-1529) bei der Agency of Fermentation Research Institute, Japan, hinterlegt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann dieser Mikroorganis­ mus mit wachstumsbeschleuni­ gender Aktivität zur Wachstumsbeschleunigung von Pflanzen auf die Samen in einer Menge von 10⁶ bis 10¹⁰ Zellen pro Samen aufgebracht werden und der Boden kann direkt mit solchen Samen besät werden. Der Mikroorganismus kann alternativ mit dem Boden in einer Menge von 10⁵ bis 10¹⁰ Zellen pro Gramm Boden gemischt werden und der vorbehandelte Boden kann mit Samen besät werden. Bei einer Wasserkultur kann der Mikroorganismus mit einem Flüssigdünger für Hydroponik in einer Menge von 10⁶ bis 10⁸ Zellen/ml gemischt werden und, wenn gewünscht, kann der Mikroorganismus zusätzlich während der Züchtung zugeführt werden.
Die Einimpfung des erfindungsgemäßen Mikroorganismus zeigt seine Wirkungen zuerst bei der Wachstumsbeschleunigung des Wurzelsystems und dann bei der Wachstumssteigerung des Blatt-und Stengelbereichs.
Der Mikroorganismus Enterobacter Ferm BP-1529 ist fähig, das Pflanzenwachstum zu beschleunigen, wenn er auf Samen etc. aufgetragen oder mit dem Boden vermischt wird. Ferner wurde festgestellt, daß extrazelluläre Polysaccharide, die bei der Züchtung von Enterobacter erzeugt werden, eine ähnliche pflanzenwachstums­ beschleunigende Wirkung zeigen.
Diese Polysaccharide können durch Züchtung von Entero­ bacter cloacae (FERM BP-1529) in einem M-Agarmedium mit der­ selben Zusammensetzung wie das weiter unten beschriebene M- Medium in Beispiel 1 zuzüglich 0,0033 Gew.-% Bengalrosa und 1,5 Gew.-% Agar bei 30°C auf experimenteller Basis erzeugt werden. Im industriellen Maßstab können die Polysaccharide hergestellt werden durch Schüttelkultur von Enterobacter cloacae (FERM BP-1529) in einem flüssigen Medium mit bei­ spielsweise 1 Gew.-% Laktose, 0,5 Gew.-% Pepton, 0,1 Gew.-% KH₂PO₄, und 0,05 Gew.-% MgSO₄·7H₂O bei 30°C zwei bis drei Tage lang; zum Entfernen des Pilzkörpers wird die resul­ tierende Kultur der Zentrifugalabscheidung unterzogen, die überstehende Flüssigkeit wird auf ein Drittel ihres ursprüng­ lichen Volumens konzentriert, zu dem Konzentrat wird das dreifache Volumen Äthanol gegeben, um die erzeugten Polysac­ charide auszufällen, die zum Erhalt von 0,6 bis 1,2 g Polysaccharide pro Liter der Kultur isoliert und getrocknet werden.
Die auf diese Weise erhaltenen Polysaccharide sind wasserlöslich. Wenn die Polysaccharide bei Pflanzen verwendet werden, beschleunigen sie das Wachstum der Wurzel und Sprößlingsysteme der Pflanze, was zu gesteigerten Erträgen führt. Die Polysaccharide können direkt auf Samen in einer Menge von 5 bis 100 γ/Same aufgetragen werden; oder eine wäßrige Lösung der Polysaccharide mit 50 bis 200γ/ml kann über den Boden in einer Menge von 0,5 bis 5,0 kg/ha gesprüht werden; oder eine wäßrige Polysaccharidlösung mit 20 bis 200 γ/ml kann auf das Blattwerk aufgesprüht werden. Außerdem können die Polysaccharide in einen Flüssigdünger für Wasserkulturen eingemischt werden. Durch diese Behandlungen können die Pflanzenerträge gesteigert werden und die auf diese Weise gezüchteten Pflanzen sind geschmacklich und qualitativ ausgezeichnet, was sich beispielsweise durch einen gesteigerten Stärkegehalt ausdrückt.
Die Pflanzen, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist, sind nicht besonders eingeschränkt und bevorzugt sind "Feldfrüchte". Der Ausdruck "Feldfrüchte", meint hier alle Arten von Landwirtschaftspflanzen und deren Ernten, wie Getreide, Gemüse, Blumen, Obstbäume und ähnli­ ches. Die Pflanzen schließen auch Gemüsesämlinge von beispielsweise Gurken, Kürbissen, Auberginen, Tomaten, Melonen, Wassermelonen etc., Blumensämlinge, Getreidesämlinge und Sämlinge aller anderen Nutzpflanzen ein. Der Ausdruck "Samen etc." meint hier nicht nur Samen, sondern auch Saatkartoffeln für knotige Wurzeln etc. Der Ausdruck "Hydroponik" schließt hier Hydroponik, Sandkultur, Kieskul­ tur, Mineralwollenkultur und ähnliches ein.
Die vorliegende Erfindung wird jetzt im einzelnen unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist. In diesen Beispielen handelt es sich, wenn nicht anders angegeben, um Gewichtsprozente.
Beispiel 1 1) Massenzüchtung von Enterobacter cloacae
In einen 1-Liter Dreihalskolben wurden 400 ml eines flüssigen Kulturmediums mit 1,0% Glukose, 0,5% Pepton, 0,1% KH₂PO₄ und 0,05% MgSO₄·7H₂O (M-Medium) gebracht. Nach dem Sterilisieren bei 120°C 30 Minuten lang, wurde das Medium abgekühlt und eine Platinöse voll Enterobacter cloacae (FERM BP-1529) wurde zu dem Medium geimpft und bei 240 U/min 24 Stunden lang bei 30°C gezüchtet, um eine Saatkultur herzu­ stellen. Ein 30-Liter Glaskolbenfermenter wurde mit 20 Litern M-Medium gefüllt, und das Medium wurde bei 120°C 30 Minuten lang sterilisiert. Nach dem Abkühlen auf 30°C wurde das Medium mit der Saatkultur beimpft und bei 200 U/min 24 Stunden lang bei 30°C bei einer Belüftung von 100 vvm gezüchtet. Die resultierende Kultur enthielt 1×10¹⁰ Zellen/ml Enterobacter cloacae.
2) Das Nähren der Gurke
Der Boden für die Zuchtstätte wurde in eine Zuchtschale gebracht (30 cm×50 cm×3 cm), und 100 Gurkensamen (Art: Kifujin) wurden darauf gesät. Nach dem Züchten bei 20 bis 23°C eine Woche lang, wurden die Gurkensämlinge in einen Topf (Durchmesser 90 mm, Höhe 76 mm) gepflanzt und 2 Wochen lang weiter genährt. Die verwendeten Versuchsgruppen waren wie folgt:
Kontrollgruppe:
Die Zuchtstätte wurde so, wie sie war, verwendet.
Bodenbehandelte Gruppe:
Enterobacter cloacae (10⁷ Zellen/g Boden) wurden zu dem Boden der Zuchtstätte gegeben.
Samenbehandelte Gruppe:
Die Samen (Kifujin) wurden in die Kultur von Enterobacter cloacae (1,0×10¹⁰ Zellen/ml) eingetaucht und dann in dem Enterobacter cloacae­ freien Boden genährt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 zeigt, daß das Verhältnis der Sämlinge mit Größe S mit einer übererdigen Höhe von 10 cm oder weniger in der Kontrollgruppe 37% betrug, wohingegen die Anteile in der bodenbehandelten Gruppe und der samenbehandelten Gruppe mit jeweils 6 und 18% kleiner als die in der Kontrollgruppe waren. Deshalb ist bewiesen worden, daß größere und stärkere Sämlinge erhalten werden können, wenn entweder der Boden oder die Samen mit Enterobacter cloacae behandelt sind.
Tabelle 1
(3) Gurkenkultur
Die wie in (2) erhaltenen Gurkensämlinge wurden in den Boden in einem Gewächshaus mit Abständen von 80 cm ein­ gepflanzt und in dem Gewächshaus unter natürlichen Tempera­ tur- und Lichtbedingungen 3 Monate lang gezüchtet. Ein anorganischer Dünger (Kasei Nr. 14 mit 14% NH₄-N, 10% P, 13 % K) wurde, wenn nötig, der Grundlage zugeführt. Außerdem wurde, zur Bekämpfung von Blattläusen "Taÿiston" ein Mittel mit 5% O,O-Diethyl-S-2-(ethylthio)ethyl-phosphordithioat nach dem Ende der zweiten Zuchtwoche, wenn gewünscht, aufgesprüht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2 zeigt, daß die Gurkenpflanzen sowohl von der boden­ behandelten Gruppe, als auch von der samenbehandelten Gruppe übererdig größer waren, als die der Kontrollgruppe, und daß der Gurkenertrag 8 bis 12% größer war, als der der Kontrollgruppe.
Tabelle 2
(4)Fixierung von Enterobacter cloacae an der Wurzeloberfläche
Von den Gurkenpflanzenwurzeln wurden in gewissen Zeitabständen während der Zucht Proben entnommen, und die Anzahl der auf den Wurzeln gewachsenen Zellen von Enterobac­ ter cloacae wurde gezählt. Das Zählen der Zellen wurde gemäß des in Dojo Biseibutsu Kenkyukai (Herausgeber) Dojo Bisei­ butsu Jikkenho (Procedures of Experiments of Soil Microor­ ganisms, Yokendo, Tokyo, Japan, 1975), Seite 380 beschriebe­ nen Verfahren durchgeführt. Da Enterobacter cloacae einen charakteristischen Farbton und eine charakteristische Gestalt annimmt, und Polysaccharide erzeugt, wenn er in Martin- Medium (Glukose = 1%, Pepton = 0,5%, KH₂PO₄ = 0,1%, MgSO₄·7H₂O = 0,05%, Bengalrosa = 0,0033%, Agar = 2,0%, pH- Wert = 6,8) bei 30°C 24 bis 48 Stunden lang gezüchtet wird, wurde die Anzahl der Kolonien mit diesen Eigenschaften als Indikator verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. In Tabelle 3 wurde die Anzahl der Zellen als Anzahl der lebensfähigen Zellen pro Gramm der Wurzel (Naßgewicht) ausgedrückt.
Tabelle 3
Beispiel 2
Zwei Sonnenlattichsamen (sunny lettuce) wurden auf ein 4 cm quadratisches Urethanvließ gebracht und in einen Flüs­ sigdünger mit 0,15% Otsuka House Hiryo Nr. 1 (110% N, 8% P₂O₅, 24% K₂O, 5% MgO, 0,1% MnO, 0,1% B₂O₃, 0,18% Fe) und 0,1% Otsuka House Hiryo Nr. 2 (11% N, 23% CaO) getaucht. Nachdem sie 10 Tage lang bei 24°C und 5000 lux genährt wurden, wurden die Sämlinge in eine Hydroponikvorrichtung gebracht und 35 Tage lang bei 24°C und 8000 lux gezüchtet. Die Versuchsgruppen waren wie folgt:
Kontrollgruppe:
Mikroorganismen-freier Otsuka House Dünger
Behandelte Gruppe:
Enterobacter cloacae wurde zu dem Otsuka House Dünger in einem Verhältnis von 1×10⁵ Zellen/ml bis 1×10⁹ Zellen/ml gegeben. Während der Züchtung wurde Enterobacter cloacae einmal wöchentlich (viermal insgesamt) zugefügt. Der dazugegebe­ ne Stamm wurde auf dieselbe Weise erhalten wie in Beispiel 1.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 4
Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, daß der Ertrag und das Wurzelgewicht durch Zusatz von Enterobacter cloacae zu dem Flüssigdünger gesteigert werden kann. Diese Wirkung war besonders in den Gruppen bemerkenswert, wo 1×10⁶ bis 1×10⁸ Zellen/ml des Stamms hinzugefügt wurden.
Beispiel 3
Auf Schwarzerde in einem Zuchtkasten (50 cm×15 cm× 20 cm) wurden 40 g Reissamen (Art: Akinishiki) verteilt, und die Samen wurden mit 3 bis 4 mm des Bodens bedeckt. Die Samen wurden bei 30 bis 32°C 2 Tage lang zur Keimung gezüchtet und dann bei 25°C 17 Tage lang. Die Versuchsgruppen waren wie folgt:
Kontrollgruppe:
Unbehandelter Boden (Schwarzerde) wurde verwendet
Behandelte Gruppe:
Der Boden wurde durch Zusatz von 1,0×10⁷ Zellen/g Enterobacter cloacae behandelt. Der verwendete Stamm wurde auf dieselbe Weise, wie in Beispiel 1 erhalten.
Im Ergebnis betrug die Durchschnittslänge des Cormus (Blatt und Stiel) der behandelten Gruppe 18,4 cm und zeigte im Vergleich mit der Kontrollgruppe mit 16,3 cm einen Zuwachs von 13%.
Beispiel 4
In einen Topf (50 cm×15 cm×20 cm) wurden 200 Spinatsamen (Art: Jiromaru) eingepflanzt und 40 Tage bei 20°C und 30000 lux gezüchtet. Die verwendeten Versuchsgruppen waren wie folgt:
Kontrollgruppe:
Es wurde unbehandelter Boden (Schwarzerde) verwendet.
Behandelte Gruppe:
Der Boden wurde durch Zusatz von 1,0×10⁸ Zellen/g Enterobacter cloacae behandelt. Der Stamm wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.
Tabelle 5
Wie aus Tabelle 5 ersichtlich, betrug das Durchschnitts­ gewicht des Ertrags der behandelten Gruppe 135% von dem der Kontrollgruppe.
Beispiel 5
Getreidesamen wurde in Schwarzerde in einem Topf (Durchmesser 90 mm; Höhe 76 mm) ausgesät und 20 Tage lang bei 25°C und 5000 lux gezüchtet. Die Versuchsgruppen waren wie folgt:
Kontrollgruppe:
Es wurde unbehandelte Schwarzerde verwendet.
Behandelte Gruppe:
Der Boden wurde durch Zusatz von 1×10⁴ bis 1×10⁹ Zellen/g Enterobacter cloacae behandelt. Der Stamm wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.
Tabelle 6
Aus Tabelle 6 ist ersichtlich, daß der Zusatz von Enterobacter cloacae zum Boden bei der Zunahme der Blatt- und Stiellänge der Pflanze wirksam ist. Insbesondere zeigten die Gruppen, in denen der Boden mit 1×10⁵ bis 1×10⁸ Zellen/g des Stamms behandelt wurde eine Wachstumsbeschleunigung von 14 bis 37% über die Kontrollgruppe hinaus.
Beispiel 6
40 Gramm Reissamen (Art: Akinishiki) wurden auf Schwarzerde in einem Zuchtkasten (50 cm×15 cm×20 cm) verteilt und mit dem Boden bis zu einer Dicke von 3 bis 4 mm zugedeckt.
Nach 7-tägigem Züchten bei 30 bis 32°C wurden die Wurzeln der jungen Sämlinge in eine Suspension mit 1×10⁵/ml bis 1×10¹⁰/ml lebensfähiger Zellen von Enterobacter cloacae getaucht, und die Züchtung wurde 10 Tage weiter fortgesetzt. In diesem Beispiel wurde die Düngung und die Bewässerung auf herkömmliche Weise durchgeführt. Die lebensfähigen Zellen des verwendeten Stamms wurden auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt.
Tabelle 7
Wie aus Tabelle 7 ersichtlich ist, kann das Wachstum der Sämlinge durch Einimpfung von Enterobacter cloacae zu den Sämlingwurzeln beschleunigt werden.
Beispiel 7
56 Kartoffelkeime (Art: Danshaku) wurden in ein Versuchsfeld von 10,8 m² pro Gruppe am 27. Februar gepflanzt und bis zum 29. Mai gezüchtet. Während der Züchtung wurden Düngung und Bewässerung auf herkömmliche Weise durchgeführt. Die Versuchsgruppen waren wie folgt:
Bodenbehandelte Gruppe:
Der Boden wurde durch Zusatz von 1×10⁷ Zellen/g Enterobacter cloacae behandelt.
Samenbehandelte Gruppe:
Die Kartoffelkeime wurden durch Beschichtung jedes Keims mit 1×10¹⁰ Zellen von Enterobac­ ter cloacae behandelt.
Kontrollgruppe:
Weder beim Boden, noch bei den Kartoffelkeimen wurde eine Behandlung durchgeführt.
Die verwendeten lebensfähigen Zellen von Enterobacter cloacae wurden auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt.
Tabelle 8
Tabelle 8 zeigt, daß der Ernteertrag und Stärkegehalt im Vergleich zur Kontrollgruppe jeweils auf 110 bis 113% und 108 bis 112% steigt, indem der Boden oder die Saatkartoffeln mit Enterobacter cloacae in einer Menge von 1×10⁷ Zellen/g oder 1×10¹⁰ Zellen/Saatkartoffel behandelt werden.
Beispiel 8
Ein Gewichtsteil Kaiware Daikonsamen (wörtlich, Kotyledon Rettich (cotyledon radish), künstlich gezogener Rettich mit weißem Stiel und Keimblatt) wurde mit einer wäßrigen Lösung besprüht, die 0,7 bis 0,025% von Enterobac­ ter cloacae (FERM BP-1529) erzeugte Polysaccharide und 0,75% Natriumalginat enthält und im Luftstrom bei 40 bis 50°C getrocknet, um mit verschiedenen Mengen von 2,5 bis 100γ der Polysaccharide beschichtete Samen herzustellen.
Fünfzig der polysaccharidbeschichteten Samen wurden auf einem Kunstharzvließ in einem Glasbehälter verteilt und 70 ml Leitungswasser wurden dazugefügt. Die Samen wurden bei 23°C im Dunkeln 4 Tage lang und dann 2 Tage lang bei einer Beleuchtung von 5000 lux gezüchtet. Als Kontrollgruppe wurden unbehandelte Samen in gleicher Weise gezüchtet. Die Ergeb­ nisse sind in Tabelle 9 gezeigt.
Tabelle 9
Wie aus den Ergebnissen von Tabelle 9 ersichtlich, ist die Behandlung von Samen mit von Enterobacter cloacae erzeugten Polysacchariden in einer Menge von 5 bis 100 /Same wirksam, um das Wachstum auf 108 bis 120% bei der Blatt- und Stengelhöhe und auf 121 bis 218% bei der Wurzellänge im Vergleich zur Kontrollgruppe, bei der unbehandelte Samen verwendet wurden, zu beschleunigen.
Die in diesem Beispiel verwendeten extrazellulären Polysaccharide wurden von Enterobacter cloacae folgendermaßen hergestellt.
In einen 250 ml-Dreihalskolben wurden 30 ml eines Mediums mit 1% Laktose, 0,5% Pepton, 0,1% KH₂PO₄ und 0,05% MgSO₄·7H₂O gebracht. Das Medium wurde bei 120°C 15 Minuten lang sterilisiert und wurde dann mit einer Platinöse voll Enterobacter cloacae (FERM BP-1529) beimpft und bei 240 min.-1 24 Stunden lang bei 30°C gezüchtet, um eine erste Samenkul­ turlösung herzustellen. In einen 1-Liter-Dreihalskolben wurden 300 ml des Mediums eingebracht. Nach 15-minütigem Sterilisieren bei 120°C wurden 10 ml der Saatkultur dazu eingeimpft, gefolgt von einem 24-stündigen Züchten bei 240 Min-1 bei 30°C, um eine zweite Samenkulturlösung zu erhalten.
In einen 30-Liter-Glaskolbenfermenter wurden 20 l eines Mediums mit derselben Zusammensetzung wie obiges Medium eingebracht und bei 120°C 30 Minuten lang sterilisiert. Zu dem Medium wurden 100 ml der zweiten Samenkultur geimpft, die bei 30°C und 240 min-1 zwei Tage lang gezüchtet wurde. Zu der Kultur wurde ein gleiches Volumen an Wasser gegeben, und die Kultur wurde bei 10.000 G 40 Minuten lang zentrifugiert, um den Pilzkörper zu entfernen. Die überstehende Flüssigkeit wurde auf ein Volumen von 3 l konzentriert, und 7 l Äthanol wurden zu dem Konzentrat gegeben, um die erzeugten Polysac­ charide auszufällen. Der Niederschlag wurde durch Zentrifu­ gieren gesammelt und getrocknet, um 16 g Polysaccharide zu liefern.
Beispiel 9
Die von Enterobacter cloacae auf dieselbe Weise wie in Beispiel 8 erzeugten Polysaccharide wurden verwendet, um ihre pflanzenwachstumsbeschleunigende Aktivität beim Kaiwareret­ tich wie folgt zu untersuchen.
36 Kaiware Daikonsamen wurden auf einem Kunstharzvließ in einem Glasbehälter verteilt, und 70 ml Leitungswasser mit den Polysacchariden mit Konzentrationen von 0,000025 bis 0,25% wurden in den Behälter gegeben, gefolgt von einem 4- tägigen Züchten bei 23°C im Dunkeln und dann 2 Tage lang bei einer Beleuchtung von 5.000 Lux. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 gezeigt.
Tabelle 10
Tabelle 10 zeigt, daß bei der Hydroponik die Verwendung von Wasser mit 0,25 bis 0,00025% der von Enterobacter cloacae erzeugten Polysaccharide das Wachstum sowohl des Blatt- und Stengelbereichs, als auch des Wurzelbereichs beschleunigt.
Beispiel 10
56 Kartoffelkeime (Art: Danshaku) wurden in ein Versuchsfeld (10,8 m²/Gruppe) am 27. Februar gepflanzt und 2 Monate lang gezüchtet. Die von Enterobacter cloacae in gleicher Weise wie in Beispiel 8 erzeugten extrazellulären Polysaccharide wurden mit Wasser auf die unten gezeigten Konzentrationen verdünnt und zweimal auf die Blattoberfläche in der Keimungsphase gesprüht (am 28. April und 8. Mai). Die Züchtung wurde am 29. Mai beendet. Die Testergebnisse sind in Tabelle 11 gezeigt.
Tabelle 11
Wie aus Tabelle 11 ersichtlich, steigert das Besprühen des Blattwerks mit von Enterobacter cloacae erzeugten Polysacchariden in einer Menge von 200γ/ml bis 20γ/ml den Ertrag und den Stärkegehalt.
Beispiel 11
In einen Topf (17 cm×60cm×15 cm) wurden 9 kg Schwarzerde gebracht, und 40 Chinakohlsamen (Brassica Rapa var. pervidis) (Art: Misugi) wurden hineingepflanzt und unter natürlichen Bedingungen vom 15. Juni bis 4. Juli gezüchtet. Während der Züchtung wurde der Topf mit wäßrigen Lösungen der von Enterobacter cloacae in gleicher Weise wie in Beispiel 8 erzeugten Polysaccharide gewässert, die die in Tabelle 12 gezeigten Konzentrationen aufwiesen. Die Ergeb­ nisse sind in Tabelle 12 gezeigt.
Tabelle 12
Tabelle 12 zeigt, daß die Bewässerung mit 0,5 kg/ha bis 2,5 kg/ha der von Enterobacter cloacae erzeugten Polysac­ charide den Ertrag auf 111 bis 120% steigert.
Wie oben beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung einen neuen Mikroorganismus mit einer pflanzenwachstumsbe­ schleunigenden Wirkung zur Verfügung, wobei die Verwendung dieses Mikroorganismus die Leistungsfähigkeit der Pflanzen­ züchtung verbessert.

Claims (4)

1. Enterobacter cloacae FERM BP-1529.
2. Verfahren zur Pflanzenzüchtung, wobei man direkt auf Samen Enterobacter cloacae FERM BP-1529 oder von diesem extrazellulär erzeugte Plysaccharide aufbringt und den Boden mit dem vorbehalten Samen besät oder Enterobacter cloacae FERM BP-1529 oder die Polysaccharide mit dem Boden mischt und diesen mit Samen besät.
3. Verfahren zur Pflanzenzüchtung, wobei man bei der Hydroponik von Sämlingen oder Pflanzen einen Flüssigdünger mit Ge­ halt an Enterobacter cloacae FERM BP-1529 oder von Ente­ rabacter cloacae FERM BP-1529 extrazellulär erzeugten Polysacchariden verwendet.
4. Verfahren zur Pflanzenzüchtung, wobei man auf das Pflan­ zenblattwerk eine wäßrige Lösung mit Gehalt an Poly­ sacchariden sprüht, die von Enterobacter cloacae FERM BP-1529 extrazellulär erzeugt werden.
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