эксклюзив
Суть растущей популярности микробных биостимуляторов в том, чтобы вспомнить уроки самой природы и последовать ее примеру, создав рукотворный мощный микробиом в своем поле. Задача амбициозная, но интересная и экономически выгодная
Микробные биостимуляторы относятся к передовым продуктам для обеспечения урожайности культур при меньшей зависимости от агрохимических ресурсов. На самом деле, инновацию природа изобрела с начала времен. На протяжении веков растения эволюционировали вместе с миллиардами бактерий и микроскопических грибов, создавая сложный, но сбалансированный и взаимовыгодный микробиом.
Современные исследователи и производители микробиологических биостимуляторов теперь извлекают выгоду из этих доисторических отношений, снабжая сельскохозяйственные культуры достаточным количеством бактерий или грибов, способствующих росту и урожайности.
Было показано, что эти микроорганизмы, которые эволюционировали совместно со своими хозяевами, способны повышать урожайность и устойчивость к абиотическому стрессу за счет координированного регулирования путей первичного и вторичного метаболизма в растениях.
Это происходит потому, что их клеток намного больше, чем у растений, и их геном также обычно определяют как второй геном растения или его микробиома.
Эти микроорганизмы фактически не только способны осуществлять фиксацию атмосферного азота и синтез метаболитов, таких как амиды или фитогормоны, экспортируемые растениями, но играют роль в разложении органических веществ, солюбилизации нерастворимых фосфорсодержащих минералов, других питательных элементов и их доставку в корни.
Тесная связь между микроорганизмами и растениями была обнаружена на рубеже 20-го века, когда азотфиксирующие бактерии были обнаружены на корнях бобовых растений, включая горох, чечевицу, фасоль. Первые сельскохозяйственные применения бактерий появились на рынке примерно 80 лет спустя после открытия, а на сегодняшний день эффекты полезных бактерий и грибов уже хорошо известны, задокументированы в научных работах.
Микробные биостимуляторы особенно активно используют бразильские фермеры, поскольку селекция урожайности вышла на плато, агрохимические ресурсы дороги и не всегда желательны для здоровья почвы, а условия окружающей среды требуют устойчивых растений.
Внесение полезных бактерий или грибов в почву или на недавно проросшие саженцы (во втором случае используются продукты с повышенной концентрацией бактерий) преследуют цель – формирование сильного корневого микробиома. Корневой микробиом – это микробные сообщества, присутствующие в корнях растений и ризосфере и во много определяющие развитие культуры в сезоне.
Биостимуляторы в целом определены как «продукты, стимулирующие процессы питания растений независимо от содержания питательных веществ в продукте с единственной целью улучшения одной или нескольких из следующих характеристик растения или ризосферы растения: эффективность использования питательных веществ, устойчивость к абиотическому стрессу, качественные признаки, улучшение здоровья почвы». Биостимуляторы могут состоять из веществ или смесей и микроорганизмов, поэтому они классифицируются как микробные или немикробные биостимуляторы растений.
Микробный биостимулятор для растений состоит из микроорганизма или консорциума микроорганизмов, который включает четыре различных рода: Azotobacter spp., Mycorrhizal fungi, Rhizobium spp. и Azospirillum spp...
Ризобактерии
Ризобактерии, стимулирующие рост растений, как очевидно из названия колонизируют ризосферу или внутреннюю часть растения, стимулируя рост и устойчивость растений к абиотическим стрессам. Они напрямую способствуют росту, повышая доступность питательных веществ, регулируя фитогормоны и косвенно вызывая системную устойчивость. Способствуют увеличению листвы и площади листьев, содержанию хлорофилла, скорости фотосинтеза, прорастанию семян, силе проростков, высоте растений, развитию корней и производству биомассы.
Ризобактерии представляет собой гетерогенную группу эндофитных бактерий, в которую входят типы Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria и Bacteroidetes. Среди бесчисленных родов Aeromonas, Arthrobacter, Azospirillum, Azotobacter, Bacillus, Clostridium, Enterobacter, Gluconacetobacter, Klebsiella, Pseudomonas, Rhizobium и Serratia наиболее изучены, в основном из-за их широкого распространения.
На сегодняшний день из ризобактерий получено более 20 коммерчески доступных микробных биостимуляторов роста.
Арбускулярные микоризные грибы
Кроме того, растения могут также вступать в симбиоз с арбускулярными микоризными грибами. Арбускулярные микоризные грибы увеличивают площадь поверхности корня для поглощения питательных веществ.
К ним относятся грибы, принадлежащие к типу Glomeromycota, который включает три различных класса (Glomeromycetes, Archaeosporomycetes и Paraglomeromycetes) и более 200 видов. Доступные коммерческие инокуляты содержат виды, почти исключительно принадлежащие к родам Rhizophagus и Funneliformis, которые являются универсальными симбионтами, присутствующими почти во всех почвах и в широком диапазоне климатических зон.
Арбускулярные микоризные грибы являются ранними симбиотическими партнерами многих видов растений. Более 80% видов наземных растений могут образовывать симбиотические ассоциации с ними.
Что касается поглощения минералов растениями, некоторые важные элементы, такие как K, Ca, Mg, Zn, Fe, Mn и Cu, лучше усваиваются при микробной инокуляции. Ученые связывают это усиление поглощения минералов с морфологическим улучшением архитектуры корней, зарегистрированным после инокуляции коммерческими продуктами. Поэтому перед покупкой всегда запрашивайте у компании результаты полевых испытаний для ознакомления.
Микробные штаммы, объединенные или раздельные, могут быть инокулированы в семена, листья, корни рассады или почву; включены в компост или применяться в сочетании с удобрениями и микроэлементами, с другими типами биостимуляторов. Использованы, например, для смешивания с экстрактом морских водорослей для внекорневых подкормок, или гуминовыми стимуляторами для внесения непосредственно в почву.
Для листового применения микробные биостимуляторы вносят утром, когда устьица растений открыты и скорость усвоения находится на пике.
Заглавное фото: Дмитрий Лукьянов.