Використання корисних бактерій поліпшать якість ґрунту та їх родючість

20 февраля, 2019

Всім відомо, що ґрунт населений різними мешканцями. Це кроти та хробаки, а також величезна різноманітність комах. Широко представлений тут і світ мікроорганізмів – таємний, цікавий та дуже корисний. А які з маленьких мікробів можуть стати у нагоді для Півдня України?

Почнемо з того, що населеність ґрунту мікроорганізмами залежить від різних факторів. В одному ґрунті їх кількість невелика, а в іншому досягає значної кількості. Відомо, що найбільше мікроби присутні в поверхневому шарі ґрунту. На глибині 3-4 см мікробів буде більше, аніж на глибині 25- 30 см. За даними вчених, найбільша кількість мікроорганізмів буде у зволоженому ґрунті, а ось, якщо ґрунт пересушений, їх присутність може бути тільки на глибині 10 м та більше. Така ситуація спостерігається на тих територіях, де волога є лімітуючим фактором. До того ж, відомо, що оброблений ґрунт значно багатше на мікроорганізмі, ніж необроблений. Наприклад, в 1 га орного ґрунту може бути від 1 до 20 мільярдів мікробів. 1 га ґрунту населяють 4 ц бактерій, 2-3 ц грибів, водоростей та найпростіших. На противагу цьому, шар ґрунту, що обробляється, на площі 1 га містить 2-5 т мікроорганізмів.

Одними з представників цього світу, які значно покращують життя рослини, є бактерії. Вони виникли на планеті близько 4 млрд років тому і були першими живими істотами на Землі. Бактерії постійно поповнюють запаси поживних речовин, здатні засвоювати азот с повітря та пов’язувати його у хімічні сполуки, що робить цей важливий елемент доступним для рослин. Окрім того, бактерії забезпечують рослини фосфором та фізіологічно активними речовинами. Саме бактерії, які переносяться вітром з рослин в атмосферу можуть викликати опади. Вони мають назву Pseudomonas Syringae. Ця бактерія має особливу здатність перетворювати воду на лід незважаючи на високі температури. ЇЇ дуже просто культивувати у штучних умовах. Як говорять вчені, в теорії така бактерія може викликати опади навіть у посуху. Сьогодні фахівці навчилися отримувати дощ штучно за допомогою технології, яка була розроблена у 1890 році знаменитим вченим Теслою (десятиметрові металеві вежі, що нагадують парасольки спеціальної форми) або засіваючи хмари йодидом срібла та, у спекотних районах, хлоридом кальцію. Наприклад, уряд Китаю виділяє по $60-90 млн на рік на програму «засівання хмар». Бактерії, на погляд фахівців, більш перспективні. Можливо, якщо вирощувати в посушливих районах зернові, які вражені Pseudomonassyringae, це призведе до появи довгоочікуваних дощів.

Фосфор є одним з найбільш важливих хімічних елементів для росту і розвитку рослин, тому зараз у ряді країн ведуться активні дослідження стосовно фосфатмобілізуючих бактерій. Саме такі бактерії спроможні забезпечити рослини фосфором у доступній для них формі. Встановлено, що мікроорганізми, солюбілізуючи ґрунтові фосфати, продукують рослинні гормони (ауксини та гібереліни) в кількостях, необхідних для прискорення росту ряду сільськогосподарських культур. Також застосування мікробіологічних препаратів, до складу яких входять такі бактерії, зберігає родючість ґрунту. Наприклад, препарат Фосфоробактерін-К, який використовують для інокуляції (інокуляція – штучне зараження ґрунту або рослин корисними мікроорганізмами) насіння злакових, технічних і овочевих культур. Препарат містить активну форму спороносних бактерій Bacillusmegateriumvar Phospaticum, яка перетворює органічні сполуки фосфору в доступні для рослин. При цьому посилюється ріст кореневої системи, підвищується продуктивність рослин. Важливо те, що Фосфобактерін-К сприяє отриманню екологічно чистої продукції зі зменшеною собівартістю та може бути одним з елементів органічного землеробства.

Ще один цікавий факт – це здатність ґрунтових бактерій покращувати не тільки ріст та розвиток рослин, але й людськуроботу мозку. Нещодавно вчені з США з’ясували, що ґрунтова бактерія Mycobacterium vaccae, яка живиться рослинними рештками та потрапляє до нашого організму через органи дихання та з їжею покращує здатність до навчання. В Британії цю бактерію називають «вакцина з бруду», тому що у результаті дослідів, препарати на основі цієї бактерії продемонстрували успіхи в лікуванні всіх форм туберкульозу, в тому числі лікарсько-стійких.

Як модифікатори росту та розвитку рослин використовують різні ризобактерії. Вони мешкають в ризосфері (зона ґрунту, що безпосередньо стикається з корінням). Найбільш вивчені азотфіксатори – бактерії роду Azospirillum, Azotobacter і Klebsiella. Азотфіксація при певних умовах вносить істотний внесок в забезпечення рослин азотом. Серед недавніх таких досліджень становить цікаве повідомлення, що при інокуляції бактерією Azospirillumamazonense рослини рису містили до 27% азоту атмосфери. Здатність ризосферних бактерій розчиняти важкодоступні ґрунтові фосфати давно розглядається як важливий механізм позитивної дії на фосфорне живлення рослини.

Азотофіксуючі бактерії

А ось нітрифікуючи бактерії здатні жити в найнесприятливіших умовах на голих скелях. Мінеральні речовини вони отримують безпосередньо з каменю, на поверхні якого мешкають, або з пилом, принесеним вітром. Важливий для життя азот вони отримують у формі аміаку та його сполук, що утворюються в атмосфері при електричних розрядах і потрапляють на скелю з росою або краплями дощу. Як бачимо, нітрифікуючи бактерії достатньо не вимогливі, але користь від таких бактерій неймовірна. Вони утворюють в ґрунті велику кількість селітри (джерело азоту). Влітку в поверхневих шарах чорноземного ґрунту може утворитися понад 1500 кілограмів селітри на 1 гектар. До того ж, нітрифікуючи бактерії є «природними чистильниками», тому що проводять біологічну обробку ґрунту. Для них не обов’язковий доступ речовин із зовнішнього середовища – вони можуть виробляти їх автономно. Наприклад, автотрофним зеленим рослинам потрібно сонячне світло, а для нітробактерій байдуже.

Нітрифікуючи бактерії

Бактерії роду Pseudomonas

Бактерії здатні захистити рослину від хвороб. Наприклад, бактерії роду Pseudomonas, які розчиняють міцелій фітопатогенних грибів Sclerotiniaта Botrytis були успішно використані у польових дослідах для боротьби з фузаріозом пшениці, льону та інших культур.

Засновники тайванського стартапу TSBiotech розробили спеціальні бактерії, які дозволяють зберігати і повертати родючість ґрунтів. Plant Growth-Promoting Bacteria (PGPB) – бактерії, що сприяють росту рослин. Компанія випробувала їх на невеликих фермах, які вирощують рис, чай, виноград і томати. Результати виявилися дуже перспективними.

Ґрунтові проблеми Півдня України поглиблюються зміною клімату. Часті посухи, опустелювання – на даний час вже є реальністю для південних регіонів, а деградація ґрунтів зовсім залишить фермера без прибутку, а споживача без продукту. Тому застосування корисних бактерій для вирощування сільськогосподарських культур, підвищення родючості та оздоровлення ґрунту може дещо виправити цю не просту ситуацію.

Текст: Євгенія Ткачова

|