CC BY
0INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "STATUS AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF FUNDAMENTAL AND APPLIED MICROBIOLOGY: THE VIEWPOINT OF YOUNG SCIENTISTS" _25-26 SEPTEMBER, 2024_
FOSFOR MOBILIZATSIYA QILUVCHI MIKROORGANIZMLARNI QISHLOQ XOJALIGIDA TABIIY OGIT SIFATIDA QOLLASH ISTIQBOLLARI.
1Boboqulov M.Sh., 2Aliyev Z.Z., 3Safarov H.Sh., 4Abdullayev A.K., 5Xalilov I.M.,
6Kadirova G.K.
1'2'3'4'5'6O'zbekiston Respublikasi Fanlar Akademmiyasi Mikrobiologiya instituti https://doi.org/10.5281/zenodo.13838632
Annotatsiya. Azotfiksatsiyalovchi va insektitsid xususiyatli bakteriyalarning Azotobacter chroococcum 44, Azospirillium brasilense 4-13, Pseudomonasputida, Bacillus subtilis va Bacillus thuringiensis 26, 91, 93, 94 shtammlarining fosforni mobilizatsiya qilish qobiliyati o'simliklar tomonidan qiyin o'zlashtiriladigan fosfor manbasi [Ca3(PO4)2] da o'rganildi. Tajriba davomida insektitsid xususiyatli bakteriya shtammlari Bacillus thuringiensis 26, 91, 93, 94 hamda Pseudomonas putida shtammida eng yuqori fosfor mobilizatsiya faolligi mavjudligi aniqlandi. Ushbu shtammlar asosida tayyorlangan bioo'g'itlarni qishloq xojaligida qo'llash o'simliklarningo'sishi, rivojlanishi va hosildorligi uchun ijobiy ta'sir ko 'rsatishidan darak beradi.
Kalit so'zlar: fosfor, fosforni mobillashtiruvchi mikroorganizmlar, organik kislotalar, Pikovskaya muhiti.
Kirish
Biosferaning asosiy elemenlari qatorida keng tarqalgan organik va noorganik moddalarning asosiy tarkibiy qismi hisoblanadigan, tirik tizimning asosiy qurulish hamda muhim fiziologik jarayonlar uchun energiya hosil qilishda muhim o'rinni egallab turuvchi, hayot va tafakkur elementi bu - fosfor (P) dir. Fosforning tabiattdagi massa ulushi 0.08-0.09% ni tashkil qiladi. Asosan tabiatda Ca, Mg, Al, Fe va Mn lar bilan kompleks hosil qilib, suvda erimaydigan birikma holatida uchraydi. Biogen element sifatida DNK, RNK, erkin nukleotidlar ATF, AMF, ADF hamda fosfolipidlar, kofaktorlar kabi makromolekulalar tarkibiga kiradi [1]. Fosfor o'simliklardagi ko'plab biokimyoviy jarayonlarga ta'sir qiladi. O'simliklarda uning yetishmasligi bilan oqsillar va uglevodlar sintezi kamayadi, natijada o'sish susayadi va hosilning sezilarli pasayishi kuzatiladi. Fosfor yetarli bo'lganda o'simliklarning o'sishi va rivojlanishi, ko'payish organlarining shakllanishi va o'simliklarning yetilishi tezlashadi, qishloq xo'jaligi ekinlarining hosildorligi va sifatida fosforning ahamiyati juda katta [2].
Ma'lumki, fosfor (P) o'simliklarning o'sishi va rivojlanishi uchun zarurdir, fosfor birikmalari turli fiziologik va biokimyoviy reaksiyalarda ishtirok etadi. Shunga ko'ra suvda eruvchan fosfatlar yetishmasligi hosildorlikni cheklovchi eng muhim omillardan biri sifatida tanilgan. Mamlakatimizda, tuproqdagi fosfor tanqisligi muammosi an'anaviy ravishda fosforli o'g'itlarni qo'llash orqali hal qilinadi. Biroq, fosforli mineral o'g'itlar organik o'g'itlar (go'ng/compost) bilan solishtirilganda samarasiz hisoblanadi [3,4]. Rizosferada yashovchi mikroorganizmlar orasida fosfatlarning kam eriydigan shakllarini safarbar etishga qodir bo'lgan ko'plab bakteriyalar ma'lum. Ular orasida bakteriyaning quyidagi turlari keng tarqalgan: Pseudomonas, Bacillus, Rhizobium, Enterobacter, Achromobacter, Agrobacterium, Microccocus va boshqalar [5]. Bugungi kunda mikroorganizmlar tomonidan mineral fosfatlarni eritishning asosiy mexanizmi mikroorganizmlar tomonidan ishlab chiqarilgan organik va noorganik kislotalarning ta'siri ekanligi umumiy qabul qilinadi. Qishloq xo'jaligida o'simliklar uchun
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "STATUS AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF FUNDAMENTAL AND APPLIED MICROBIOLOGY: THE VIEWPOINT OF YOUNG SCIENTISTS" 25-26 SEPTEMBER, 2024
fosfatlarning biologik mavjudligini ta'minlash bugunning dolzarb muammosi hisoblanadi. Shu sababli fosfatlarni erituvchi tuproq mikroorganizmlari qidirib topish, ular asosida biologik preparatlar yaratish va qishloq xo'jaligida foydalanish borasida ko'plab ilmiy tadqiqotlar olib borilgan va olib borilyapti. Bu mikroorganizmlar ekologik tozaligi, o'stirish sharoitlarining ancha arzonligi, yuqori biologik samaradorligi kabi afzalliklarga ega.
Ushdu ishning maqsadi azotfiksatsiyalovchi va insektitsid xususiyatga ega bo'lgan bakteriyalar Azotobacter chroococcum 44, Azospirillium brasilense 4-13, Pseudomonas putida, Bacillus subtilis va Bacillus thuringiensis 26, 91, 93, 94 shtammlarining qiyin eruvchan fosfat tuzlarini mobilizasiyalovchi xususiyatlarini tadqiq etishdir.
Materiallar va metodlar
Tadqiqotda qo'llanilgan obyektlar: Azotobacter chroococcum 44, Azospirillium brasilense 4-13, Pseudomonas putida, Bacillus subtilis va Bacillus thuringiensis ning 26, 91, 93, 94 shtammlari. Ushbu shtammlar ajratib olingan va laboratoriyada saqlanib kelinmoqda.
Fosfat mobilizatsiyasi xossalari agarli muhitda trikalsiy fosfat (Ca3(PÖ4)2) va bromokrezol ko'k indikatorisiz Pikovskaya (Pikovskaya muhiti (g/l: glyukoza - 20; NH4Q - 0,5; Ca3(PÖ4)2 -5; NaCl - 0,2; MgSÜ4 - 0,1; MnSÜ4 - 0,003; FeSÜ4 - 0,004; agar - 20; pH - 6,8) PSM larni (phosphate-solubilizing microorganisms) ni dastlabki skrining va izolyatsiyasi uchun ishonchli muhit deb ta'riflangan) agar muhiti bilan Petri idishlariga ekilganda, agarda koloniyalar atrofida tozalash zonasi (halo) hosil bo'lishi bilan baholandi [6]. Pikovskaya agar muhitida 3, 7 va 21 kun davomida bakteriyalar o'stirildi. Tekshirish vositasi sifatida olingan ozuqa muhitining boshlang'ich rangi xira (Ca3(PÜ4)2 hisobiga) edi. Mikroorganizmlar tomonidan ishlab chiqarilgan metabolitlar ta'sirida muhitning pH ko'rsatkichi kislotali tomonga o'zgargan bo'lsa, ozuqa muhitining rangi o'zgaradi [7,8].
Bir nechta tadqiqotlarda ta'kidlab o'tilganidek fosfat solyubilizasiyalovchi mikroorganizmlarning aktivligi halo diametrining koloniya diametriga nisbati bilan topildi [9,10,11,12].
„ . 1... .. ...... halo diametri
Fosfat mobilizatsiya aktivligi =
koloniya diametri
Olingan natijalar va ularning muhokamasi
O'simliklarning o'sishini rag'batlantiruvchi (Plant growth-promoting rhizobacteria -PGPR) hamda o'simliklarni zararli hasharotlardan himoya qiluvchi insektitsid xususiyatga ega mikroorganizmlarga asoslangan bioprepartlar tuproq holatini yaxshilab, o'simliklar o'zlashtira oladigan forforli suvda eruvchan tuzlarni hosil qilishini tekshirish maqsadida, keng tarqalgan pikovskaya agar ozuqa muhitidan foydalandik. Bunda O'zR FA Mikrobiologiya institutida saqlanayotgan azotfiksatsiyalovchi bakteriyalardan Azotobacter chroococcum 44, Azospirillium brasilense 4-13, insektitsid xususiyatga ega Bacillus thuringiensis ning 26,91,93,94 shtammlari hamda Pseudomonas putida, Bacillus subtilis shtammlaridan foydalandik. Bakteriyalar 72, 168, 500 soat davomida petri idishidagi pikovskaya agar ozuqasida 28 °C haroratda o'stirildi (1-rasm).
Barcha bakteriya shtammlari muhitga tez moslashib, 48 soat ichida deyarli koloniyalarni hosil qilgani visual ko'rindi. Pseudomonas putida shtammi 500 soat davomida foydalanilgan 8 shtamm ichida ko'zga yaqqol tashlanadigan eng katta diametrdagi halo hosil qildi. Bu yerda e'tiborini tortgan narsa shunda ediki, P. putida shtammi 48-72 soat ichida hosil qilgan koloniya diametri oradan 500 - soatda ham deyarli o'zgarishsiz qoldi, biroq rasmda halo diametri izchil kattalashib borganini ko'rishimiz mumkin. 2-jadvalda mikroorganizmlarning fosfat-
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "STATUS AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF FUNDAMENTAL AND APPLIED MICROBIOLOGY: THE VIEWPOINT OF YOUNG SCIENTISTS" 25-26 SEPTEMBER, 2024
mobilizatsiyalash faolligini baholash natijalari keltirilgan, ya'ni fosfat eruvchanlik indeksi ko'rsatilgan.
2-rasm. Fosfat mobilizatsiya aktivligi.
Ma'lumki fosfat-mobilizatsiyalovchi mikroorganizmlar (FMM) tuproqdagi pH va minerallashishni boshqarish orqari o'simliklaming fosforni qabul qilishini yaxshilaydi. Ushbu mexanizm asosida bakteriyalarning organik kislotalar ishlab chiqarishi yotadi [12]. Fosfat mobilizatsiyasi va organik kislotalar o'rtasida ijobiy korrelyatsiya mavjud. Shuningdek, FMM lar kalsiy fosfatlarini eritish jarayonida kuzatilganidek, CO2 [13] evolyutsiyasi orqali kislota hosil qiladi. Mikroorganizmlar ta'sirida pH ning pasayishi bilan birga organik kislota ishlab chiqarilishi P ning eruvchanligiga olib keladi [14]. Tuproqning pH darajasi oshishi bilan noorganik P, HPO4"2 va HPO4"3 ning ikki va uch valentli shakllari tuproqda paydo bo'ladi. Xususan FMM lar bir necha xil organik kislotalarni ishlab chiqarishi mumkin (1-jadval) [16]. Jadval1
FMM lar tomonidan ishlab chiqariladigan organik kislotalar
FMM lar Organik kislotalar Manbalar
Limon kislotasi, olma
Bacillus sp. kislotasi, suksin kislotasi, [14]
fumar kislotasi, tartarik kislota, glukon kislota
Limon kislotasi, suksin
Pseudomonas kislotasi, fumar kislotasi, glukon kislota, 2-ketoglukon kislota [14,15]
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "STATUS AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF FUNDAMENTAL AND APPLIED MICROBIOLOGY: THE VIEWPOINT OF YOUNG SCIENTISTS" 25-26 SEPTEMBER, 2024
Limon kislotasi, suksin
Proteus sp. kislotasi, fumar kislotasi, glukon kislota [14]
Limon kislotasi, glukon
Aspergillus kislota, oksalat kislotasi, suksin kislotasi, olma kislotasi, glikolik kislota [9]
Limon kislotasi, suksin
Azospirillum sp. kislotasi, fumar kislotasi, glukon kislota [14]
Acetobacter, Gluconobacter Termotolerant sirka kislotasi [15]
Jadval2
Mikroorganizmlarning fosfat-mobilizatsiya faoliyati
Shtammlar Koloniya diametri dk mm Halo diametri, dr mm Fosfatning eruvchanlik ko'rsatkichi,
dr/dk
Azotobacter chroococcum 44 14 20 1,4±0,5
Azospirillium brasilense 4-13 8 10 1,2±0,4
Pseudomonas putida 8 28 3,5±0,7
Bacillus subtilis 8 15 1,9±0,6
Bacillus thuringiensis 26 7 10 1,4±0,3
Bacillus thuringiensis 91 9 20 2,2±0,4
Bacillus thuringiensis 93 7 15 2,1±0,7
Bacillus thuringiensis 94 9 18 2±0,6
3-jadvalda fosfatning eruvchanlik indeksi 3,5 dan 1,2 gacha bo'lgan bakteriyalar shtammlari ko'rsatilgan. Bakteriyalar ozuqa muhitiga ekilgan birinchi va ikkinchi sutkasida 8 ta shtammmlarda deyarli farq ko'rinmadi. Shunisi e'tiborga loyiqki, tajribaning 72 soatida faol mobilizatsiya qiluvchi P. putida, B. thuringiensis 91, 93, 94 shtammlari qolgan tadqiq etilgan bakteriyalarga nisbatan fosfat tuzlarini mobillab, tozalash zonalarini hosil qila boshladi. 500 soatdan so'ng P. putida mobilizatsiya indeksi eng yuqori 3,5 ni tashkil qildi. B. thuringiensis 91, 93, 94 shtammlari 2,2; 2,1; 2 mobilizatsiya indeksini namoyon qildi. Bu esa kompleks bio'g'it tarkibida fosfatni mobillashni ta'minlab beradi. Azotobacter chroococcum 44, Azospirillium brasilense 4-13, Bacillus subtilis shtammlarining hosil qilgan fosfat mobillash indeksiga e'tibor qaratsak, ular fosfat mobilizatsiya qilmaydigan bakteriyalar bilan solishtirilganda, ularning mobilizatsiya indeks ko'rsatkichi yuqori ekanligi jadvalda ko'rinib turibdi.
Xulosa
FMM larni tuproqqa qo'llash orqali erimaydigan fosfatlarni o'simliklar qabul qilaoladigan P shakliga aylantirishning samarali usuli hisoblanadi, bu esa o'simliklarning o'sishi, hosildorligi va sifatini yaxshilaydi. Tuproqdagi P ning biologik mavjudligini oshirish uchun Bacillus, Pseudomonas, Rhizobium, Azospirillium va Azotobacter kabi bakteriya avlodlari eng samarali P erituvchilar hisoblanadi. FMM oson so'riladigan P shaklini va indol-3-sirka kislotasi (ISK) va
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "STATUS AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF FUNDAMENTAL AND APPLIED MICROBIOLOGY: THE VIEWPOINT OF YOUNG SCIENTISTS" _25-26 SEPTEMBER, 2024_
gibberellin kislotalari (GK) kabi o'simlik o'sish gormonlarini ishlab chiqarishni ta'minlash orqali o'simliklaming o'sishini tezlashtiradi. Bundan tashqari, FMM siderofor ishlab chiqarish orqali o'simliklarning o'sishini qo'llab-quvvatlaydi va azot fiksatsiyasi samaradorligini oshiradi. FMM lar barqaror qishloq xo'jaligida hosildorlikni oshirish, o'simliklarning P ga bo'lgan talablarini qondirish uchun noorganik fosfat o'g'itlarining potentsial o'rnini bosuvchi vositalardir. Mikroorganizmlarga asoslangan bioo'g'itlarni qo'llash ekologik va iqtisodiy jihatdan o'simliklarni o'stirishda oqilano yondashuvdir. Shu sababdan qishloq xo'jaligi amaliyotida Bacillus, Pseudomonas, Rhizobium, Azospirillium va Azotobacter avlodlariga mansub bakteriyalarga asoslangan bioo'g'itlarni qo'llash maqsadga muvofiqdir.
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO'YXATI
1. Босак, В. Н. Оптимизация питания растений / В. Н. Босак. - Saarbrücken: Lambert Academic Publishing, 2012. - 203 с.
2. Козловская, И. П. Производственные технологии в агрономии / И. П. Козловская, В. Н. Босак. - М.: Инфра-М, 2016. - 336 с.
3. В. Н. Босак, Г. В. Сафронова, З. М. Алещенкова, О. Н. Минюк //Способ оптимизации фосфатного режима почвы при возделывании сельскохозяйственных культур // Микробные биотехнологии: фундаментальные и прикладные аспекты. - 2016. - Т. 8. -С.148-162.
4. Yanliang Wang&Hans Lambers Plant and Soil volume 447, pages135-156 (2020) https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2009.04489.x
5. Кадырова Г. Х. Садуллаева М. С., Атаджанова Ш. Ш., Закирьяева С. И. Фосфат-солюбилизирующая активность ризобактерий пшеницы (Triticum aestivum L.) // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2022. 12(102). С.22-27. DOI -10.32743/UniChem.2022.102.12.14609
6. R. I. Pikovskaya, "Mobilization of phosphorus in soil in connection with the vital activity of some microbial species,"Mikrobiologiya, 1948, vol. 17, pp. 362-370.
7. Белясова Н.А., Игнатовец О.С., Сергиевич Д.С., Минаковский А.Ф., Босак В.Н., Сачивко Т.В. Выделение и характеристика почвенных фосфатмобилизующих микроорганизмов // Журнал Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. С. 93-97.
8. Mehta, S., Nautiyal, C. An Efficient Method for Qualitative Screening of Phosphate-Solubilizing Bacteria. Curr Microbiol 43, 51-56 (2001). https://doi .org/10.1007/s002840010259
9. S. A. Sane and S. K. Mehta, "Isolation and evaluation of rock phosphate solubilizing fungi as potential bio-fertilizer," Journal of Fertilizers & Pesticides, vol. 6, p. 156, 2015.
a. Afzal and A. Bano, "Rhizobium and phosphate solubilizing bacteria improve the yield and phosphorus uptake in wheat (Triticum aestivum L.)," International Journal of Agriculture and Biology, 2008, vol. 10, pp. 85-88.
10. S. B. Sharma, R. Z. Sayyed, M. H. Trivedi, and T. A. Gobi, "Phosphate solubilizing microbes: sustainable approach for managing phosphorus deficiency in agricultural soils," SpringerPlus, vol. 2, p. 587, 2013.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "STATUS AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF FUNDAMENTAL AND APPLIED MICROBIOLOGY: THE VIEWPOINT OF YOUNG SCIENTISTS"
_25-26 SEPTEMBER, 2024_
11. S. Alam, S. Khalil, N. Ayub, and M. Rashid, "In vitro solubilization of inorganic phosphate by phosphate solubilizing microorganism (PSM) from maize rhizosphere," International Journal of Agricultural Biology, vol. 4, pp. 454-458, 2002.
12. Yousefi, K. Khavazi, A. Moezi, F. Rejali, and H. Nadian, "Phosphate solubilizing bacteria and arbuscular mycorrhizal fungi impacts on inorganic phosphorus fractions and wheat growth," World Applied Sciences Journal, vol. 15, pp. 1310- 1318, 2011.
13. K. B. Selvi, J. J. A. Paul, V. Vijaya, and K. Saraswathi, "Analyzing the efficacy of phosphate solubilizing microorganisms by enrichment culture techniques," Biochemistry and Molecular Biology Journal, vol. 3, p. 1, 2017.
14. Kumar, A. Kumar, and H. Patel, "Role of microbes in phosphorus availability and acquisition by plants," International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, vol. 7, no. 5, pp. 1344-1347, 2018.
15. Kalayu G. Phosphate Solubilizing Microorganisms: Promising Approach as Biofertilizers. Int J Agron. 2019 Jun 9; 2019.
