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_
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФОСФАТМОБИЛИЗУЮЩИХ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПОЧВАХ КАЗАХСТАНА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ХЛОПЧАТНИКА
1Турлыбаева Зере Жаиковна, 2Смирнова Ирина Эльевна
1Научный сотрудник, Научно-производственный центр микробиологии и вирусологии 2Главный научный сотрудник, Научно-производственный центр микробиологии и
вирусологии https://doi.org/10.5281/zenodo.13842224
Аннотация. В связи с высокой значимостью микроорганизмов почвы в переводе трудноутилизируемых соединений фосфора в легкоусвояемые для растений формы, весьма актуальным является вопрос о выделении, отборе и селекции микроорганизмов, обладающих высокой активностью в процессах мобилизации биогенных элементов для усиленного развития растений.
Ключевые слова: фосфатмобилизующие микроорганизмы, плодородие почвы, нерастворимые фосфаты, фосфатмобилизующие бактерии, сельскохозяйственные культуры, урожайность.
В сельском хозяйстве, как основной отрасли потребляющей фосфорные соединения, проблема дефицита доступного фосфора в почве решается путем регулярного внесения минеральных удобрений. Однако только 10-30% вносимых фосфорных удобрений ассимилируется растениями [3].
Объектом исследований служили музейные и новые штаммы фосфатмобилизующих бактерий, выделенные из ризосферы культурных растений на Юге и Юго-востоке Казахстана. Образцы почв для выделения микроорганизмов отбирали с соблюдением правил асептики и помещали в стерильные пергаментные пакеты.
В работе были использованы стандартные питательные среды [1,6-8]. Фосфат кальция вносили в питательную среду методом осаждения, предложенным Герретсеном в модификации Муромцева. Соли вносили в сухом виде, что обеспечивало их постепенное взаимодействие по мере растворения. Для подавления роста микромицетов дополнительно добавляли нистатин, из расчета 500 тысяч единиц на 250 мл стерилизованной среды.
Для культивирования фосфатмобилизующих бактерий использовали среду NBRIP (National Botanical Research Institute's Phosphate growth medium).
Для оценки влияния фосфатмобилизующих микроорганизмов на прорастание семян в качестве объектов исследования использовали семена хлопчатника. Лабораторные исследования проводили по стандартной методике [1]. Фосфатмобилизующую активность штаммов бактерий определяли на среде Новогрудского.Для получения накопительной культуры бактерий использовали среду Муромцева, где происходит образование зон просветления (зон гало) на изначально мутной среде, что свидетельствует о наличие фосфатмобилизущих бактерий (рисунок 1).
Способность фосфатмобилизующих бактерий к утилизации фосфатов может быть использована для разработки биотехнологических способов мобилизации
труднорастворимых фосфатов и обеспечения высоких урожаев сельскохозяйственных
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "STATUS AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF FUNDAMENTAL AND APPLIED MICROBIOLOGY: THE VIEWPOINT OF YOUNG SCIENTISTS" _25-26 SEPTEMBER, 2024_
культур. Инокуляция семян растений такими микроорганизмами благотворно влияет на их рост и развитие [6].
Была проведена работа по отбору штаммов фосфатмобилизующих бактерий, способных к стимуляции роста хлопчатника. В опытах использовали хлопчатник сорта «С2747» [2,4,5].
Результаты влияния обработки фосфатмобилизующими бактериями на прорастание семян хлопчатника(рисунок 2) .
Рисунок 1- Зоны растворения фосфатов (гало)
Рисунок 2 - Влияние фосфатмобилизующих бактерий на семена хлопчатника
В таблице 1 приведены данные по влиянию предпосевной обработки фосфатмобилизующими бактериями на всхожесть и ростовые показатели проростков хлопчатника. Контролем служили семена, замоченные в стерильной водопроводной воде. Результаты исследований показали, что при обработке семян фосфатмобилизующими бактериями происходит значительное повышение всхожести семян и этот показатель составлял 75-80%, в то время как в контроле всхожесть семян составляла только 40%. Практически во всех вариантах опыта отмечается стимуляция роста стебля на 10-30% и увеличение длины корней в 1,4-2,0 раза по сравнению с контролем.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "STATUS AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF FUNDAMENTAL AND APPLIED MICROBIOLOGY: THE VIEWPOINT OF YOUNG SCIENTISTS" 25-26 SEPTEMBER, 2024
В результате проведенной работы было отобрано пять штаммов фосфатмобилизующих микроорганизмов 3Б1, К1, К5, К2, Сар А, характеризующихся способностью активно утилизировать фосфаты и одновременно стимулировать всхожесть семян и развитие семян хлопчатника (таблица 1).
Таблица 1 - Влияния фосфатмобилизующих бактерий на хлопчатник сорта «С2747»
Варианты опыта Всхожесть семян, % Средняя длина проростка, см Средняя длина корня, см Средняя длина растений, см
Контроль 40,0+1,6 11,2+0,9 3,6+0,8 15,0+2,5
К2 80,0+2,2 13,0+1,2 6,0+0,3 19,0+1,6
Сар А 80,0+2,1 14,5+1,5 6,7+0,6 21,0+1,2
Ассоциация 1 75,0+1,6 14,0+1,9 5,8+0,9 20,0+1,3
Ассоциация 2 78,0+1,8 13,2+1,3 5,1,+0,6 18,4+1,7
По результатам предыдущих опытов для оценки эффективности штаммов в производственных условиях отобрали три культуры СарА, К2 и Б1 для обработки семян хлопчатника. Эти культуры показывали стабильные результаты в многочисленных лабораторных, модельных и полевых мелкоделяночных экспериментах.
Для оценки эффективности новых выделенных штаммов фосфатмобилизующих бактерий были заложены производственные опыты на полях крестьянского хозяйства «Нурдаулет» в Туркестанском районе, Южно-Казахстанская область на 5 га производственных площадей и на полях КазНИИЗиР в Алматинской области.
Проведенные полевые испытания показали высокую эффективность применения новых штаммов фосфатмобилизирующих бактерий в производственных условиях. Предпосевная обработка семян сорта «С2747» бактериями оказывала высокое положительное влияние структуру урожая и урожайность хлопчатника. Установлено, что при обработке семян хлопчатника фосфатмобилизующими бактериями, длины стебля растений увеличилась на 16,6-21,2%. Также, число коробочек хлопка на одного растение возросло на 3-6 штук, что является очень важным техническим показателем при производстве хлопка.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Вильдфлуш И. Р., Цыганов А. Р., Лапа В. В., Персикова Т. Ф. Рациональное применение удобрений: Пособие. - Горки Изд-во: Белорусская государственная сельскохозяйственная академия. -2002. - 324 с.
2. Сельское хозяйство, фосфатмобилизующие препараты: http://selo-delo.ru
3. Чумаченко И.Н., Янишевский Ф.В. Исследование фосфатного режима почв, оптимизация питания растений и баланса фосфора в экосистемах // Агрохимия. - 2009. -№4. -С.94-96.
4. Timofeeva A., Galymova M., Sedykh S. Prospects for Using Phosphate-Solubilizing Microorganisms as Natural Fertilizers in Agriculture// Plants/-2022/-Vol.11.-doi.org/10.3390/plants11162119
5. Khan M.S., Zaidi A., WaniP.A. Role of phosphate-solubilizing microorganisms in sustainable agriculture //Agr. Sustain. Dev. - 2007. - Vol. 27. - P.29-43.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "STATUS AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF FUNDAMENTAL AND APPLIED MICROBIOLOGY: THE VIEWPOINT OF YOUNG SCIENTISTS" _25-26 SEPTEMBER, 2024_
6. Lambers H., Shane M.W., Cramer M.D., Pearse S.J., Veneklaas E.J. Root structure and functioning for efficient acquisition of phosphorus: matching morphological and physiological traits // Ann. Bot. - 2006. - Vol. 98. 693-713.
7. Natasha Gilbert. The disappearing nutrient // Nature. - 2009. - Vol.461. - P.716-718.
8. Omar S.A. The role of rock-phosphate-solubilizing fungi and vesicular-arbusular-mycorrhiza (VAM) in growth of wheat plants fertilized with rock phosphate // World J. Microbiol. Biotech. - 1998. -Vol.14. - P.211-218.
