СОСБИО РЕСЁРЧ РУС

Микробиологический препарат

Биологическая защита растений и стимуляция роста

Бактерии, обладающие свойством колонизировать корни растений и способствовать их росту, известны как ризобактерии, способствующие росту растений (в англоязычной научной литературе – PGPR). PGPR бактерии могут прямо или косвенно положительно влиять на развитие растения. Косвенно они подавляют патогены, конкурируя с другими микроорганизмами и производя антимикробные соединения. Непосредственно они могут связывать азот, растворять минералы и повышать эффективность поглощения воды, а также макро- и микроэлементов растениями. В существующем контексте основной фокус исследований в сфере биологической защиты отражает стремление ряда секторов экономики разработать устойчивые методы борьбы с болезнями растений. Согласно научным данным потери от патогенных инфекций составляют в среднем 42% мирового производства сельскохозяйственной продукции для шести наиболее важных продовольственных культур. Большинство болезней растений вызваны грибковыми заболеваниями, бактериями и вирусами. В настоящее время основным методом борьбы с болезнями растений является применение агрохимикатов, которые оказывают токсическое воздействие на людей и животных. Альтернативным методом является применение микроорганизмов в качестве агентов биологической защиты. Хотя штаммы бактерий, мицелийных и вирусов для борьбы с болезнями растений и вредителями в настоящее время присутствуют на рынке, эффективность биологических продуктов недостаточна, а также может снижаться при реальном применении в полевых условиях. Данные ограничения стимулировали поиск новых эффективных штаммов микроорганизмов, которые обладают широким спектром антагонистической активности в отношении патогенов растений.

Один из наших наиболее перспективных штаммов (бактерия SOS3) продемонстрировал свойства биологической защиты и способность ускорять развитие корневой системы и зеленой биомассы до 30% в зависимости от сельскохозяйственной культуры. Бактерия SOS3 обладает уникальными свойствами в сравнении с другими PGPR благодаря своей способности фиксировать азот из воздуха и формировать биопленку на корнях растений, обеспечивая прямую доставку азота в листья растений. Описываемый эффект аналогичен действию ризобий, но в отличие от SOS3, ризобии стимулируют только рост бобовых культур. Существует два способа доставки бактерий SOS3 к растениям. Одним из методов является традиционная технология обработки семян (протравливание). Мы успешно протестировали эту технологию на таких культурах, как кукуруза, сорго, соя, рис, томаты и других. Полевые испытания проводились в разных странах (Россия, Австралия) в сотрудничестве с авторитетными научными и исследовательскими организациями (Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К.Чайки, Россия; Университет Квинсленда, Австралия и др.), правительственными структурами (Департамент сельского хозяйства и рыболовства, Австралия и др.), крупными международными компаниями (DuPont Pioneer, Ingredion и др.). Неожиданно хорошие результаты были получены для сои (увеличение урожайности на 21,6% по сравнению со стандартной обработкой фунгицидными препаратами, лучшая на 23% сохранность растений к уборке и т. д.). Мы ожидаем, что протравители на основе SOS3 станут хорошей заменой традиционным микробным препаратам на основе ризобий. SOS3 не требует выделения и тестирования отдельных штаммов, пригодных для обработки различных культур и их гибридов, а также имеет лучшую выживаемость, чем ризобии.

Бактерия SOS3 продемонстрировала функции биологической защиты, подтвержденные авторитетными научными институтами на базе которых проводились испытания, против многих патогенных микроорганизмов, включая Curculuria lunata, Helminthosporium oryzae, Fusarium moniliforme.

Обработка семян препаратами на основе SOS3 совместима с гидропонными системами (бактерии не распространяются в растворе, а образуют биоплёнку на корнях растений).

Другим многообещающим способом применения бактерии является её доставка с использованием носителя, такого как природный минеральный цеолит. Данная технология была разработана и впервые протестирована совместно со Всероссийским научно-исследовательским институтом сельскохозяйственной микробиологии (г. Санкт-Петербург). Цеолит является относительно дешёвым материалом и доступен по всему миру. Использование активированного цеолита в качестве носителя позволяет поддерживать рост бактерий SOS3 на поверхности гранул и в прилегающей области, что решает проблему уменьшения количества бактерий после их доставки в почву. Цеолиты также обладают свойством сохранять удобрения в почве, в том числе предотвращать их вымывание, контролировать необходимую концентрацию бактерий, питательных веществ и микроэлементов, обеспечивая их постепенное выделение в окружающую среду. Использование цеолита, обработанного бактериями, даёт прекрасные возможности для использования микробных препаратов для растений, где традиционная обработка семян неприменима (деревья и кустарники, сахарный тростник и др.). Применение препарата непосредственно во время сева не требует изменения методов ведения сельского хозяйства и полностью совместимо со стандартными средствами механизации. Успешные испытания технологии были проведены на сахарном тростником в сотрудничестве с тайской компанией Mitr Phol, крупнейшим производителем сахарного тростника в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Мы начали коммерческие полевые испытания на саженцах деревьев (макадамия, авокадо) совместно с Университетом Саншайнкоста (Австралия).

Резюме

На сегодняшний день сформирован рынок и существует устойчивая тенденция к более активному использованию микроорганизмов, особенно бактерий, в сельском хозяйстве с целью стимулирования роста растений, борьбы с патогенами и формирования устойчивости растений к заболеваниям. Чрезмерное применение агрохимикатов вызывает серьезную обеспокоенность в отношении качества продуктов питания и загрязнения окружающей среды, что уже привело к сокращению их использования во многих странах в пользу развития устойчивого сельского хозяйства. Бактерия SOS3 является потенциально не дорогим решением, позволяющим снизить количество вносимых в почву химических удобрений, являясь при этом эффективным агентом биологической защиты растений.