Влияние бактерий на растения

Обновлено: 05.07.2024

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Артамонова М.Н., Потатуркина-Нестерова Н.И., Беззубенкова О.Е.

В статье обобщены данные о типах взаимоотношений микроорганизмов с растениями. Рассмотрено влияние микроорганизмов в ассоциации ризосферных бактерий и растений. Приведены данные отечественных и зарубежных авторов об основных бактериальных симбионтах , о механизмах их действия на растительный организм. Растительно-микробные ассоциации рассматриваются с позиции ассоциативного симбиоза, в котором в роли макросимбионта выступает растение. Приведены данные о трофическом и защитном типах растительно- микробных ассоциаций. Рассмотрен широкий спектр микроорганизмов, стимулирующих рост и развитие растений. Исследования в данной области позволили установить, что к ассоциативным ризобактериям относятся представители родов Azospirillum, Azotobacter, Klebsiella, Flavobacterium, Enterobacter, Pseudomonas, Serratia, Bacillus. Отдельные штаммы способны стимулировать рост растений, другие штамм оказывают ингибирующее действие на фитопатогенные микроорганизмы. Анализ данных показал, что большинство ассоциативных микроорганизмов осуществляют прямую и непрямую стимуляцию развития растений, основными механизмами которых являются синтез гормонов, сидерофоров, антибиотиков.

ROLE OF BACTERIAL SYMBIONTS IN PLANT-MICROBIAL ASSOCIATIONS

The facts about types of relations of microorganisms and plants were summarized. The influence of microorganisms in associations of rhizosphere bacteria and plants was studied. The data is based on variety of Russian and foreign scientists’ works about common bacterial symbionts, their influence at plant organism. Positive effect of PGPR at plants was studied. Plant-microbial associations are examined like an associative symbiosis, in which plant is macrosymbiont. Facts about trophical and protectial types of plantmicrobial associations were noted.

РОЛЬ БАКТЕРИАЛЬНЫХ СИМБИОНТОВ В РАСТИТЕЛЬНО-МИКРОБНЫХ АССОЦИАЦИЯХ

1Ульяновский государственный университет Россия, 432970 г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42.

E-mail: artamonovamn2013@yandex. ru 2Ульяновский государственный педагогический университет им. И. Н. Ульянова Россия, 432700 г. Ульяновск, площадь 100-летия со дня рождения В. И. Ленина, 4.

В статье обобщены данные о типах взаимоотношений микроорганизмов с растениями. Рассмотрено влияние микроорганизмов в ассоциации ризосферных бактерий и растений. Приведены данные отечественных и зарубежных авторов об основных бактериальных симбионтах, о механизмах их действия на растительный организм. Растительно-микробные ассоциации рассматриваются с позиции ассоциативного симбиоза, в котором в роли макросимбионта выступает растение. Приведены данные о трофическом и защитном типах растительно- микробных ассоциаций. Рассмотрен широкий спектр микроорганизмов, стимулирующих рост и развитие растений. Исследования в данной области позволили установить, что к ассоциативным ризобактериям относятся представители родов Azospirillum, Azotobacter, Klebsiella, Flavobacterium, Enterobacter, Pseudomonas, Serratia, Bacillus. Отдельные штаммы способны стимулировать рост растений, другие штамм оказывают ингибирующее действие на фитопатогенные микроорганизмы. Анализ данных показал, что большинство ассоциативных микроорганизмов осуществляют прямую и непрямую стимуляцию развития растений, основными механизмами которых являются синтез гормонов, сидерофоров, антибиотиков.

Ключевые слова: симбионт, ростстимулирующие ризобактерии, растительно-

Сложные организмы, к которым относятся не только животные, но и высшие растения, существуют в природе в виде многоорганизменных сообществ, что достигается обильной колонизацией макроорганизма-хозяина бактериями, грибами, вирусами и в некоторых случаях археями. Что касается растений, их здоровье и продуктивность во многом зависят от того, какие микробы и в каком количестве колонизируют поверхность и внутренние компартменты растения [1].

Жизненный цикл растений осуществляется в тесном контакте с микроорганизмами. Бактерии, в свою очередь, развили ряд стратегий, позволяющих им использовать растения как своеобразную экологическую нишу. Эти взаимоотношения в одних случаях формируются по типу антагонизма, в других - мы наблюдаем взаимовыгодное симбиотиче-ское сосуществование, позволяющее им выжить в среде обитания [2].

Патогенетические взаимоотношения с растениями формируют вироиды, вирусы, бактерии и грибы. Описано около 11 тыс. заболеваний растений, вызванных 120 видами грибов, 30 типами вирусов и 80 родами бактерий.

В зоне прямого влияния растений, прилегающей к корням почве обитают ассоциативные мик-рорганизмы, формирующие на корнях растений сложные по таксономическому составу и структурно-функциональной организации сообщества, которые оказывают на растения полифункциональное воздействие [3].

Изучение ассоциативных бактерий началось в 70-х годах прошлого столетия, когда было впервые установлено, что некоторые бактерии в растительно-микробных ассоциациях способны стимулировать рост и развитие растений. Это дало возможность для использования ассоциативных ризобак-терий для разработки на их основе биопрепаратов и использования в сельском хозяйстве. В настоящее время спектр бактерий, оказывающих положительное влияние на растения, расширяется благодаря активным исследованиям в этой области. Но вопрос о взаимоотношениях бактерий и растений в растительно-микробных ассоциациях требует фундаментального изучения.

Растительно-бактериальные ассоциации подразделяют на трофический тип, обеспечивающий питание растений, и защитный, способствующий устойчивости растений к фитопатогенным микробам и фитофагам [4, 5].

При трофической ассоциации главную роль играют бактерии родов Azospirillum, Flavobacterium, Enterobacter. При защитном симбиозе ассоциантами являются Pseudomonas fluorescens, P. chloraphis, P. putida, Serratia marcestens, Bacillus subtilis [4].

Ризосферные микроорганизмы могут осуществлять прямую стимуляцию роста растений за счет индукции резистентности к фитопатогенам, снижения уровня этилена, синтеза регуляторов роста, например, продукция индолил-3-уксусной кислоты штаммами Pseudomonas aureofaciens ИБ 51 и P.

* автор, ответственный за переписку

aureofaciens ИБ 6 [6]. В растениях ИУК связывается с белками, сахарами, образуя запасные формы, из которых гормон высвобождается при необходи-мости(белимов ацк). Ризобактерии улучшают фосфорное питание растений посредством гидролиза органических фосфатов под действием фосфатаз, а так же способствует фиксации атмосферного азота диазотрофами. Наиболее изученные ассоциативные азотфиксаторы - бактерии родов Azospirillum, Azotobacter и Klebsiella. Показано, что ассоциативная азотфиксация при определенных условиях вносит существенный вклад в обеспечение растений азотом [4].

Показан положительный эффект бактериальных ауксинов на инициацию и удлинение корней, развитие боковых корней и корневых волосков, что может иметь значение для ускоренного роста, потребления питательных элементов и устойчивости растения к стрессам [7].Так, была отмечено, что дельта-эндотоксины Bacillus thuringiensis subsp.kurstaki Z-52 стимулируют рост и развитие проростков овса при кратковременном воздействии. В лабораторных тестах было показано, что под действием бактерий Pseudomonas sp. В-6798 происходит увеличение длины проростка в зоне бактериального концентрационного оптимума в 1.5-3.5 раза [8].

Опосредованная (непрямая) стимуляция роста растений осуществляется благодаря предотвращению или уменьшению роста фитопатоген-ных почвенных микроорганизмов за счет выделения бактериоцидных, антифунгальных метаболитов таких как, антибиотики, сидерофоры, экзо-ферменты 10.

Многие ассоциативные микроорганизмы продуцируют антибиотические низкомолекулярные вещества, проявляющие антагонистическую активность по отношению к другим микроорганизмам [12, 13].

Установлено, например, что пигментированный азотсодержащий антибиотик феназин, синтезируемый псевдомонадами, подавляет заболевания корней и надземной части пшеницы и ячменя, вызванные Gaumannomyces graminis var. Tritici [14]. Некоторые штаммы P.fluorescens, P. aureofaciens и P. chlororaphis, являющиеся антагонистами широкого круга фитопатогенов, способны синтезировать пиолютеорин, пирролнитрин и 2,4-диацетилфлоро-глюцин. У штамма Pseudomonas aurantica В-162 были обнаружены гены, которые детерминируют синтез антибиотиков ароматической природы -phzF, prnD, pltF, контролирующие продукцию фе-назина, пирролнитрина и пиолютеорина соответственно. Антагонистическая активность данного штамма проявляется в отношении фитопатогенных бактерий Erwinia carotovora, Pseudomonas pisi и P. syringae, а также грибов Alternaria alternata, Botry-tis cinerea, Fusarium culmorum, Phytophthora infestans и Sclerotinia sclerotiorum [15].

Явление антагонизма наблюдается у представителей рода Bacillus. Например, аборигенные штаммы B.subtilis 7, 9 и 20 ингибируют рост почвенных микромицетов - фитопатогенов: Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Phoma betae, Pythium ultimum, Pythium de barianum и Alternaria sp. [16]. Дельта-эндотоксин Bacillus thuringiensis subsp.kurstaki 2-52 подавляет фитопатогенные бактерии рода Pseudomonas [8].

Стресс у растений сопровождается активацией биосинтеза АЦК и этилена. Аминокислота АЦК служит непосредственным предшественником при биосинтезе фитогормона этилена. Этилен вовлечен во многие звенья процессов роста и развития растений, включая прорастание семян, инициацию и удлинение тканей и органов, цветение, созревание плодов, старение тканей и реакции на стрессовые факторы. В стрессовых реакциях этилен выступает как негативный регулятор ростовых процессов [17]. Ассоциативные бактерии повышают адаптацию растений к стрессу, вызванному дефицитом влаги в почве, стимулируя рост корней и увеличивая доступ к дополнительным ресурсам находящейся в почве влаги. В этих условиях АЦК-утилизирующие бактерии способны стимулировать рост корней за счет регуляции уровня этилена. Концентрация гормона абсцизовой кислоты при этом остается высокой, что ограничивает потери воды листьями за счет транспирации [18].

Инокуляция производственными штаммами Azospirillum lipoferum 137 и Agrobacterium radiobacter 10, содержащими АЦК деаминазу, повышает устойчивость растений к токсичности тяжелых металлов, таких как кадмий и свинец благодаря продуцированию бактериями ауксинов и снижению негативных этилен-зависимых реакций растения на стресс посредством АЦК деаминазной активности; иммобилизации бактериями токсинов в прикорневой зоне [18].

Установлено,что некоторые ризобактерии способны утилизировать полициклические ароматические углеводороды,защищая растения от токсического воздействия. Максимальная биодеградация (выше 50%) фенантрена (5 мг/г) осуществлялась штаммами P. fluorescens 38a (pBS216) и P. aureofaciens OV17(pOV17) [19].

Антифунгальными свойствами обладают такие бактериальные экзометаболиты, как цианиды, блокирующие систему дыхательных ферментов [9].

Важным механизмом взаимодействия ассоциативных бактерий с патогенными микроорганизмами является продукция сидерофоров - низкомолекулярных веществ, хелатирующих железо и другие металлы с образованием устойчивых комплексов [20, 21]. Ризосферные флюоресцирующие псевдомонады образуют сидерофор - ионный комплекс, который утилизируется на наружной мембране только при наличии специфичного рецепторного белка. Однако следует учитывать, что антагонисти-

ческое влияние ризосферных бактерий на фитопа-тогены осуществляется не только за счет действия экзометаболитов, в основе этого явления могут лежать конкурентные отношения за источники азотного и углеродного питания [3].

Таким образом, биологический контроль ризо-сферными бактериями за развитием фитопатогенов представляет собой результат комплексного действия различных механизмов, включающих все перечисленные выше и другие, еще не изученные способы воздействия ассоциативных бактерий на почвенные патогены. При этом следует учитывать, что супрессирующее влияние ризосферных бактерий на фитопатогены возможно не только за счет воздействия экзометаболитов, но и благодаря простой конкуренции за источники углеродного и азотного питания [3].

1. Антонюк Л. П. Коммуникация в растительно-бактериальных симбиозах: современное состояние и перспективы // Стратегия взаимодействия микроорганизмов с растениями и окружающей средой: Материалы V всероссийской конференции молодых ученых, 28 сентября - 1 октября 2010 г. Саратов: Научная книга, 2010. C. 6

2. Игнатов В. В. Молекулярные основы взаимоотношений ассоциативных микроорганизмов с растениями. М.: Наука, 2005. 262 с.

3. Бухарин О. В., Лобакова Е. С., Немцева Н. В., Черкасов С.

B. Ассоциативный симбиоз. Екатеринбург: УрО РАН, 2007. 264 с.

4. Шапошников А. И., Белимов А. А., Кравченко Л. В., Виванко Д. М. Взаимодействие ризосферных бактерий с растениями: механизмы образования и факторы эффективности ассоциативных симбиозов // Сельскохозяйственная биология. 2011. №3. С. 16-22.

5. Проворов Н. А. Растительно-микробные симбиозы как эволюционный континуум // Микробиология. 2002. Т. 71.

6. Свешникова Е. В. Новые бактерии рода Pseudomonas -антагонисты фитопатогенов и перспективы их использования в сельскохозяйственной практике: дис. . кандидата биол. наук. Уфа, 2003. 189 с.

7. Bais H. P., Weir T. L., Perry L. G., Gilroy S., Vivanco J. M. The role of root exudates in rhizosphere interactions with plants and other organisms// Annu Rev. Plant Biol. 2006. V. 57. P. 233-266.

8. Левина Т. А. Особенности антибактериального действия дельта-эндотоксинов Bacillus thuringiensis как перспективного агента защиты растений: дис. . канд. биол. наук. Казань, 2005. 172 с.

9. Боронин А. М. Ризосферные бактерии рода Pseudomonas, способствующие росту и развитию растений // Соросовский образовательный журнал. 1998. № 10. С. 25-31.

10. Кравченко Л. В., Макарова Н. М., Азарова Т. С., Проворов Н. А., Тихонович И. А. Выделение и фенотипическая характеристика ростостимулирующих ризобактерий (PGPR), сочетающих высокую активность колонизации корней и ингибирования фитопатогенных грибов // Микробиология. 2002. Т. 71. №4. С. 521-525.

12. Дьяков Ю. Т. Грибы и растения // Природа. 2003. №5. С. 73-78.

13. Lugtenderg B. J. J. , de Weger L. A., Bennett J. W. Microbial stimulation of plant growth and protection from disease // Curr. Opinions in Microbiol. 1991. V. 2. P. 457-464.

14. Thomashov L. S., Weller D. V. Role of phenazine antibiotic from Pseudomonas fluorescence 2-79 in biological control of Gaumannomyces graminis var. tritici // J. Bacteriol. 1988. V. 170. P. 3499-3508.

15. Феклистова И. Н. Синтез антибиотиков ароматической природы у бактерий Pseudomonas aurantica B-162: дис. . кандидата биол. наук. Минск, 2006. 159 с.

16. Грошева Е. В. Влияние аборигенных штаммов Bacillus subtilis на микробоценоз чернозема выщелоченного и продуктивность сахарной свеклы: дис. . кандидата сельскохоз.наук. Рамонь, 2009. 141 с.

17. Белимов А. А., Сафронова В. И. АЦК деаминаза и растительно- микробные взаимодействия // Сельскохозяйственная биология. 2011. №3. С. 23-28.

18. Белимов А. А. Взаимодействие ассоциативных бактерий и растений в зависимости от биотических и абиотических факторов: дис. . д-ра биол.наук. Санкт- Петербург, 2009. 320 с.

19. Анохина Т. О. Ризосферные плазмидосодержащие бактерии рода Pseudomonas, стимулирующие рост растений и деградирующие полициклические ароматические углеводороды: дис. . кандидата биол.наук. Пущино, 2011. 146 с.

21. Neilands J.B. Siderophores: structure and function of microbial iron transport compounds // J. Biol. Chem. 1995. V. 45. Р. 26723-26726.

Поступила в редакцию 18.06.2013 г.

ROLE OF BACTERIAL SYMBIONTS IN PLANT-MICROBIAL

1Ulyanovsk State University 42 Lev Tolstoy St., 432970 Ulyanovsk, Russia.

2Ulyanovsk State Pedagogical University 4 square of the 100th anniversary of Lenin,s birth,432700 Ulyanovsk, Russia.

E-mail: artamonovamn2013@yandex. ru

The facts about types of relations of microorganisms and plants were summarized. The influence of microorganisms in associations of rhizosphere bacteria and plants was studied. The data is based on variety of Russian and foreign scientists' works about common bacterial symbionts, their influence at plant organism. Positive effect of PGPR at plants was studied. Plant-microbial associations are examined like an associative symbiosis, in which plant is macrosymbiont. Facts about trophical and protectial types of plant- microbial associations were noted.

Keywords: symbiont, rhizosphere, rhizoplana, plant-microbial associations, PGPR.

1. Antonyuk L. P. Strategiya vzaimodeistviya mikroorganizmov s rasteniyami i okruzhayushchei sredoi: Materialy V vserossiiskoi konfe-rentsii molodykh uchenykh, 28 sentyabrya - 1 oktyabrya 2010 g. Saratov: Nauchnaya kniga, 2010. Pp. 6

2. Ignatov V. V. Molekulyarnye osnovy vzaimootnoshenii assotsiativnykh mikroorganizmov s rasteniyami [Molecular Basis of Associative Relationships of Microorganisms and Plants]. Moscow: Nauka, 2005.

3. Bukharin O. V., Lobakova E. S., Nemtseva N. V., Cherkasov S. V. Assotsiativnyi simbioz [Associative Symbiosis]. Ekaterinburg: UrO RAN, 2007.

4. Shaposhnikov A. I., Belimov A. A., Kravchenko L. V., Vivanko D. M. Sel'skokhozyaistvennaya biologiya. 2011. No. 3. Pp. 16-22.

5. Provorov N. A. Mikrobiologiya. 2002. Vol. 71. Pp. 521-525.

6. Sveshnikova E. V. Novye bakterii roda Pseudomonas - antagonisty fitopatogenov i perspektivy ikh ispol'zovaniya v sel'skokhozyaist-vennoi praktike: dis. . kandidata biol. nauk. Ufa, 2003.

7. Bais H. P., Weir T. Annu Rev. Plant Biol. 2006. Vol. 57. Pp. 233-266.

8. Levina T. A. Osobennosti antibakterial'nogo deistviya del'ta-endotoksinov Bacillus thuringiensis kak perspektivnogo agenta zashchity rastenii: dis. . kand. biol. nauk. Kazan', 2005.

9. Boronin A. M. Sorosovskii obrazovatel'nyi zhurnal. 1998. No. 10. Pp. 25-31.

10. Kravchenko L. V., Makarova N. Mikrobiologiya. 2002. Vol. 71. No. 4. Pp. 521-525.

12. D'yakov Yu. T. Priroda. 2003. No. 5. Pp. 73-78.

13. Lugtenderg B. J. J. , de Weger L. A., Bennett J. W. Curr. Opinions in Microbiol. 1991. Vol. 2. Pp. 457-464.

14. Thomashov L. S., Weller D. V. J. Bacteriol. 1988. Vol. 170. Pp. 3499-3508.

15. Feklistova I. N. Sintez antibiotikov aromaticheskoi prirody u bakterii Pseudomonas aurantica B-162: dis. . kandidata biol. nauk. Minsk, 2006. 159 pp.

Микроорганизмы исключительно важны для существования жизни на нашей планете. Благодаря деятельности микрофлоры происходит минерализация органических остатков и непрерывное поступление в атмосферу диоксида углерода, за счет которого осуществляется фотосинтез зеленых растений.

Выветривание горных пород, образование торфа, нефти, каменного угля, селитры, известняков – все эти процессы также протекают при непосредственном участии микроорганизмов. Образование почвы неразрывно связано с эволюцией жизни. Первые живые микроорганизмы положили начало почвообразовательному процессу.

В далекие геологические эпохи Землю окружала атмосфера из плотного слоя газов, препятствующая прохождению солнечных лучей. Первые микробы энергию, необходимую для усвоения углерода, использовали от разложения химических соединений. Микроорганизмы выделяли сильные кислоты, которые разлагали материнскую породу, измельчали ее, создавая новый вид структуры. С течением времени безжизненная выветренная порода обогащалась органическим веществом, происходил процесс почвообразования. В пахотном слое масса бактерий составляет от 3 до 7-8т/га.

В природе все растения находятся в тесном контакте с микрофлорой, населяющей поверхность их корней и размножающейся в прикорневом слое почвы. В результате взаимодействия почвенной микрофлоры и растений наблюдается следующее:

Превращение труднодоступных элементов питания в доступные для питания растений.
Потребление корневых выделений вегетирующих растений, что положительно влияет на процесс корневого питания.
Аккумуляция в микробных клетках питательных веществ, что предохраняет их от вымывания из почвы.
Передвижение питательных веществ по гифам грибов и по цепочкам бактериальных клеток из почвы к корню.
Связывание газообразного азота атмосферы и улучшение за счет него азотного питания растений. различных стимулирующих веществ и накопление их в зоне ризосферы, что имеет большое значение для активирования биохимических процессов в растениях.
Тесный симбиоз с растениями (проникновение в ткани) некоторых микроорганизмов (клубеньковые бактерии, эндо и эктомикоризные грибы).
Выделение различных антибиотических веществ, которые защищают растения от паразитарных форм.

Микрофлора в почве, на которой произрастают растения, распределена неравномерно. Наибольшее число микроорганизмов наблюдается в ризосфере – в слое почвы, непосредственно прилегающем к корням. Микрофлора по количеству и соотношению видов на корнях одного и того же растения непостоянна и меняется в течение вегетационного периода по фазам развития растений, а также зависит от влажности почвы, вносимых удобрений, освещенности растений и т.п.

Взаимоотношения растений с корневой микрофлорой носят чаще характер симбиоза. Микроорганизмы питаются выделениями растений и, размножаясь на корнях, оказывают разностороннее влияние на питание растений, в том числе и на поступление веществ в корни. Так микрофлора, потребляя корневые выделения, облегчает доступ питательных веществ к клеткам корня, усиливая обменные процессы между поверхностью корневой системы и внешней средой.

Питательные вещества в почве находятся в рассеянном состоянии и чаще всего адсорбированы на твердых почвенных частицах, поэтому они не перемещаются свободно с током воды. Если бы не было посредников между почвой и растением в виде почвенных микроорганизмов, то, несмотря на огромную общую длину корневой системы, большая часть веществ, находящихся за пределами ризосферы, не поступала бы в растение. К корням питательные вещества могут передвигаться по гифам грибов и по цепочкам бактериальных клеток. Это явление, несомненно, играет важную роль в обеспечении непрерывного поступления их из почвы, находящейся вне ризосферы. Скопление микроорганизмов на корнях и в ризосфере не приводит к обеднению прикорневого слоя почвы питательными веществами. Наоборот, здесь обычно содержится больше элементов минерального питания, чем за пределами ризосферы. Этот факт отчасти может быть объяснен приведенными выше наблюдениями о способности микроорганизмов передавать вещества на расстояние в направлении наибольшего потребления, однако основное объяснение в том, что в зоне корней интенсивно протекают процессы минерализации веществ.

До сих пор почва вместе с населяющими ее организмами была универсальным биологическим адсорбентом и нейтрализатором самых разнообразных органических соединений, что приводило к разложению большинства попавших в почву отбросов хозяйственной деятельности человека. Отходы и отбросы служили для почвенных микробов источником углерода и других элементов. Так, экспериментально установлено, что виды родов Bacillus и Pseudomoras способны усваивать пестициды как единственный источник углерода, следовательно, разрушать их. В последнее время микроорганизмам все труднее справляться с переработкой массы веществ, поступающих во внешнюю среду. Промышленность и сельское хозяйство выбрасывают в природу колоссальное количество отходов, пестицидов и других веществ. Поэтому основная задача сегодня – не допускать загрязнения окружающей среды и внедрять технологии, которые способствуют повышению урожайности культур и в то же время будут экологически безопасными для окружающей среды и здоровья человека.

Один из элементов такой технологии – это применение микробных инокулятов (микробиопрепаратов), повышающих продуктивность сельскохозяйственных культур. Известно, что вещества, выделяемые почвенной микрофлорой, накапливаясь в почве, поглощаются растениями и оказывают различное влияние на их рост и жизнедеятельность. Витамины, аминокислоты, ауксины и другие вещества активизируют рост и многие биохимические процессы. Антибиотические вещества, поступая из почвы в растения, повышают антимикробные свойства тканей растений, сопротивление к инфекциям, усиливают их иммунобиологические свойства.

Разработка многокомпонентных, многофункциональных микробиопрепаратов для получения биологически полноценной и экологически чистой агропродукции путем оздоровления и улучшения природной среды ведется с 1970 года в г. Иркутске. Разработанные микробиопрепараты – результат многолетних научных исследований (1970-2008гг.) по изучению биологии, систематики микроорганизмов и структуры микробных комплексов разных экосистем Прибайкалья и по прикладным разделам сельскохозяйственной и почвенной микробиологии.

Установление присутствия Несмотря на почтенный возраст самой науки биологии, микробиологи только в конце 19-го века смогли выявить некоторые характеристики совместной жизни бактерий и растений. Лишь затем, с появлением электронных микроскопов, были установлены механизмы тех связей, существование которых только констатировалось при изучении организмов более примитивными инструментами.

В иды взаимодействия бактерий и растений Сегодня биология имеет сведения о следующих видах взаимодействия бактерий и растений: мутуализм (роль, которая отведена бактериям и растениям в этом взаимовыгодном симбиозе – помогать друг другу); паразитизм (значение и роль симбионтов в таком союзе негативная: симбионт-паразит вредит симбионту-хозяину; в подавляющем большинстве известных случаев паразитами являются бактерии); комменсализм (бактерии или грибы получают питание от хозяина-растения, при этом самому хозяину в результате такого питания ущерб не причиняется).

Мутуализм Первые описания мутуализма биология получила в результате исследований голландского ботаника Бейеринка , проведенных в 1888 году. Он изучал клубеньки бобовых растений, природой которых биология интересовалась, начиная с 17-го века. В процессе изучения брались стерильные семена бобовых растений и проращивались в контролируемых условиях. Одни семена в процессе жизни обрабатывались чистыми культурами бактерий, выделенных из клубеньков, другие – не обрабатывались. В полезном сотрудничестве с растениями задействованы не только бактерии, но и эукариоты – грибы. Причем механизм взаимодействия очень похож. Грибы в процессе жизни образовывают в корнях растений мицелий (грибницу), которая играет активную роль в обеспечении и растения и грибов фосфором и органикой из почвы. Такой симбиоз грибов и растений называется микориза.

Паразитизм В установлении взаимодействия бактерий- фитопаразитов с клетками растений основную роль играют два фактора : адгезия (специфические свойства бактерий, позволяющие прилипать к клеткам растений); действие ферментов гидролаз (белков, ускоряющий химические реакции), которые разрушают стенки эукариотических клеток. Этими двумя свойствами обладают паразиты, живущие не только за счет растений, но и за счет грибов и животных. Биология дала материал для изучения токсинов, влияющих на жизнь и здоровье растений. В биологии известно влияние бактериальных токсинов на растения. Они вызывают : увядание в результате закупорки проводящих сосудов; разрушение ткани (гниль); некрозы (порча листьев); опухоли (гипертрофии) в результате неправильного формирования тканей растения.

Комменсализм При комменсализме одному участнику такие взаимоотношения выгодны, а другому – безразличны. Широко в природе распространены комменсалы-грибы. В основном грибы сотрудничают с насекомыми, которые имеют возможность разнести на своих конечностях грибные споры. Также известны грибы, которые выступают в качестве стороны, создающей условия для успешного существования организма-комменсала. Так, грибы, разрушающие древесину, создают условия (труху) для развития личинок некоторых видов насекомых. Взаимодействие растений и бактерий не очень богато случаями комменсализма. Даже если они и происходят, то носят эпизодический характер и не являются стратегией выживания.

Считаете, что невозможно получить хороший урожай картошки или яблок без использования химических удобрений? Вы сильно ошибаетесь. Есть гораздо более современные и гуманные для растений и людей способы подкормки, которым доверяют продвинутые огородники.

О почвенных микроорганизмах и их влиянии на растения известно и написано уже довольно много. Биопрепараты, состоящие из полезных бактерий, выходят на первое место по популярности использования в современных садах, и это совершенно заслуженно.

Биологический форпост

Полезные бактерии улучшают плодородие почвы и способствуют приживаемости саженцев, производят вещества, помогающие прорастанию семян, ускоряют корнеобразование, помогают растениям усваивать полезные вещества из грунта, борются с вредными насекомыми и перерабатывают отходы. Полезное действие почвенных микроорганизмов в растениеводстве трудно переоценить.

Только ленивый сейчас не говорит об испорченной экологии, загрязнении почвы, напичканных вредными для организма человека нитратами продуктах, которые мы покупаем на рынке и в магазинах. Зато у каждого садовода есть возможность вырастить абсолютно экологически чистые, полезные для здоровья фрукты и овощи в собственном саду.

Вокруг корневой системы растений сосуществует множество микроорганизмов, как полезных, так и патогенных. Одни могут угнетать других, или, наоборот, способствовать их развитию либо вообще никак не взаимодействовать друг с другом.

Этот биоценоз воздействует на растения. В зависимости от его состава, растения могут заболевать или же активно расти и плодоносить. Задача садовода – создать правильный биоценоз микроорганизмов, т.е. такой, в котором устойчиво преобладают полезные бактерии.

Бактерии-помощники

Состав самых полезных для растений бактерий, живущих в почве, непостоянен и подвержен колебаниям в зависимости от множества природных условий. Лучше всего бактерии "работают" на окультуренных плодородных почвах, обеспеченных органическим веществом и влагой.

Функции у этих микроорганизмов самые разнообразные.

Bacillus subtilis (сенная палочка) производит природные антибиотики, уменьшая воздействие на растения патогенных микроорганизмов, синтезирует витамины, аминокислоты и вещества, стимулирующие собственный "иммунитет" растений, выделяет ферменты, способные удалять продукты гнилостного распада тканей.

Bacillus megaterium способна переводить недоступные для растений формы элементов питания в усвояемые, в частности, высвобождает фосфор из органики и преобразует его в растворимые соли фосфорной кислоты. То есть эти бактерии улучшают фосфорное питание, а еще обладают ростостимулирующим эффектом.

Pseudomonas fluorescens синтезирует регуляторы роста растений (например, индолилуксусную кислоту, которая стимулирует корнеобразование), улучшает фосфорное питание, делая фосфор доступным для растений, подавляет рост фитопатогенных грибков и бактерий (в том числе благодаря образованию антибиотиков).

Azotobacter chroococcum улучшает азотное питание растений, фиксируя азот из воздуха, но кроме того еще вырабатывает вещество, угнетающее развитие микроскопических патогенных грибков, задерживающих рост растений.

Lactococcus lactis повышает продуктивность растений, стимулирует развитие естественной микробной флоры.

Мир без войны

Микроорганизмы способны быстро захватывать новые территории, расширяя свой ареал обитания, и стойко охранять уже занятую ими территорию от других микробов. Благодаря этому свойству полезные микроорганизмы вытесняют патогенные, но с тем же успехом могут бороться между собой за "место под солнцем". То есть если все полезные для растений микроорганизмы начнут работать одновременно, вместо ожидаемой пользы мы увидим обратную картину: бактерии станут убивать друг друга.

Атлант для здоровья и силы ваших растений

Решением данной проблемы стала разработка российскими учеными принципиально нового комплексного биологического препарата Атлант от компании "Ваше хозяйство", в котором микроорганизмы выполняют свою работу последовательно, не угнетая друг друга.

После использования препарата бактерии-помощники в его составе создают в корневой и прикорневой зоне правильный биоценоз. В результате полезные бактерии вытесняют патогенную микрофлору, подавляя вредоносные микроорганизмы, тем самым предотвращают стеблевые и листовые болезни растений.

Кроме того, полезные микробы выделяют особые биохимические вещества, стимулирующие собственный иммунитет растений, что делает их еще более сильными и здоровыми без использования какой-либо "химии", а также оздоравливают саму почву и повышают ее плодородие, обогащая азотом и фосфором. Эти эффекты подтверждены лабораторными и полевыми испытаниями.

Атланты, как известно, отличались необычайной силой. Новый отечественный биопрепарат Атлант поможет вашим растениям быть сильными и здоровыми, а вам – наслаждаться полезным экологически чистым урожаем.

Как применять препарат Атлант

Средство производится в двух формах:

Атлант ЗДОРОВЬЕ РАСТЕНИЙ И ПОЧВЫ применяется в виде сухого порошка методом опудривания посадочного материала и семян перед посевом/посадкой или путем внесения в грунт перед посадкой с дальнейшим заделыванием в почву.

Атлант ПИТАНИЕ И РОСТ применяется в виде водного раствора для замачивания посадочного материала перед высадкой и для корневой подкормки (полива) рассады и растений в период вегетации.

Применять Атлант можно на любых культурах: овощных, плодовых и ягодных, зеленных, цветочных, декоративных, горшечных и на газонах.

Безопасность – главное свойство Атланта

Очень важно, что обработки можно проводить в течение всего периода вегетации, даже во время плодоношения, поскольку микроорганизмы, входящие в состав препарата Атлант, безопасны для человека и животных. Атлант не образует опасных веществ и не загрязняет почву тяжелыми металлами и радионуклидами. Более того, в продукции (плодах, ягодах, стеблях, листьях и т.д.) снижается содержание нитратов и пестицидов.

Атлант не содержит азот, зато в его состав входят микроорганизмы, обогащающие почву азотными соединениями в доступной для растений форме. В результате применение минеральных удобрений можно сократить, это и снизит содержание нитратов в продукции. Другие микроорганизмы в составе Атланта помогают растениям бороться с болезнями, это дает возможность отказаться от использования пестицидов.

Наверняка в своем огороде вы захотите выращивать только чистые от нитратов и пестицидов овощи и фрукты, которые не причинят вреда здоровью близких вам людей. Комплекс полезных бактерий будет "работать" в течение всего сезона, поэтому для хорошего урожая никакой "химии" огороду просто не понадобится.

Читайте также: