Ученые ТюмГУ установили, что обработка семян пшеницы суспензией бактерий из вечной мерзлоты позволяет на 50-70 процентов повысить урожай озимых, а также значительно снизить уровень заражения грибковой инфекцией в зерне пшеницы первого поколения. Результаты опубликованы в журнале Agronomy.
Неоднородный биоклиматический потенциал различных северных регионов вызывает некоторые сложности в развитии сельского хозяйства в этих регионах, считают специалисты Тюменского государственного университета (ТюмГУ).
Во-первых, на рост экономически важных культур растений влияют температурные условия. Периодические заморозки вызывают холодовой стресс; из-за переохлаждения у растений образуются поверхностные поражения, происходит потеря хлорофилла и изменение цвета, ускоренное старение и гибель растений. Во-вторых, проблема болезней растений, культивируемых в северных регионах РФ, не менее актуальна, чем для южных.
"Существуют фитопатогены, которые остаются физиологически активными даже зимой. Кроме того, в результате изменения климата на планете на северных территориях распространяются возбудители болезней растений с юга", — рассказала младший научный сотрудник Института экологической и сельскохозяйственной биологии (X-BIO) ТюмГУ Ольга Доманская.
По ее словам, сегодня для борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур используют преимущественно химические средства защиты растений. Однако в субарктическом и умеренном климате использование пестицидов имеет некоторые особенности. Основная из которых заключается в том, что разложение синтетических пестицидов в холодном климате происходит гораздо медленнее, что способствует их накоплению в сельскохозяйственной продукции и в почве.
Частичное замещение химических средств биорациональными средствами защиты растений — это общепризнанная стратегия сельскохозяйственных производителей. Но и здесь есть особенность: использование биопестицидов также должно основываться на выборе таких препаратов, которые адаптированы под местные экологические условия.
Ученые ТюмГУ отмечают, что, согласно современным научным данным, для улучшения роста растений и борьбы с фитопатогенами в неблагоприятных температурных условиях можно эффективно использовать устойчивые к холоду (психрофильные и психротолерантные) микроорганизмы, продуцирующие фитогормоны и антимикробные метаболиты.
Источником таких полезных для человека микроорганизмов, по мнению специалистов из ТюмГУ, может служить вечная мерзлота, которая сегодня тает из-за повышения температуры на Земле. Ученые изучили способность штаммов рода Bacillus, отобранных из геотермических скважин, пробуренных в зоне вечной мерзлоты, оказывать растение-стимулирующее и защитное действие.
"Скриннинг и отбор бактериальных изолятов был проведен по двум критериям, проявляемым в условиях роста клеток при температурах ниже 15 °С: продукция гормонов гиббереллинов и ауксинов, стимулирующих рост растений, и способность подавлять рост фитопатогенных грибов. Мы зарегистрировали противомикробную активность холодоустойчивых бацилл в отношении Microdochium, Fusarium и Alternaria", — рассказала Доманская.
Для полевых экспериментов был сформирован консорциум из двух штаммов бацилл, один из которых продуцирует фитогормоны, а другой, подавляет фитопатогены. При обработке семян пшеницы таким консорциумом удалось получить прибавку в урожайности относительно контроля на 198,51 г/м2, по сравнению с контрольной группой (без обработки). Кроме того, применение консорциума значительно снизило уровень инфицирования зерен пшеницы в первом поколении фитопатогенными грибами, рассказали авторы исследования.
"С точки зрения создания средств биоконтроля фитопатогенов для агрономической отрасли имеет смысл подбирать биопестициды, содержащие в качестве активного агента эндемичные виды микроорганизмов, то есть адаптированные под те биоценозы и климатические условия, где предполагается их использование. В случае северных регионов с низкими среднегодовыми температурами, психротолерантные и психрофильные микроорганизмы могут иметь определенное преимущество перед бактериями, ведущими свое происхождение из регионов с другими условиями", — заключила Доманская.
