Добавка минерала и бактерий улучшила доступность фосфора для растений
Фосфор жизненно необходим всем живым организмам, поскольку он входит в состав молекул ДНК и РНК, а также АТФ – универсального источника энергии в клетке. Растения получают фосфор из почвы вместе с водой, однако до 99,9 % содержащегося в грунте фосфора входит в состав нерастворимых, а значит и недоступных к поглощению минералов, например, апатита, фосфорита, алюмосиликатов и других. В связи с этим сельскохозяйственные культуры часто испытывают недостаток фосфора, который сказывается на их росте и продуктивности.
Наиболее простым решением проблемы считается внесение в почвы фосфорных удобрений. Однако, с другой стороны, использование химических удобрений снижает плодородие почв и может привести к загрязнению водоемов, поэтому их использование в сельском хозяйстве стараются ограничивать. Альтернативный подход, исследуемый на протяжении последних семидесяти лет, предполагает использование почвенных фосфатсолюбилизирующих микроорганизмов – бактерий, способных химическим путем переводить соединения фосфора из нерастворимого состояния в растворимое, тем самым делая их доступными для растений.
Ученые из ФИЦ Биотехнологии РАН совместно с ВНИИСХМ и ПАО «ФосАгро» предложили новый подход, при котором фосфатсолюбилизирующие микроорганизмы вносятся в почву совместно с апатитом, который должен служить дополнительным источником фосфора и тем самым повышать эффективность химических превращений, осуществляемых бактериями. Авторы использовали три штамма микроорганизмов Bacillus subtilis, Bacillus velezensis и Bacillus megaterium, известные своей способностью переводить фосфор в доступную для растений форму.
Исследователи провели эксперимент с выращиванием райграса – травянистого растения, повсеместно используемого в качестве кормового сырья и для озеленения. Авторы провели вегетационный опыт по выращиванию этого злака на обедненной дерново-подзолистой почве, для которой характерно низкое содержание доступного фосфора, с добавлением апатита и фосфатсолюбилизирующих микроорганизмов. При этом образцы отличались сочетаниями внесенных в них бактериальных культур, а также размером частиц апатита (мелкого и крупного помола).
Оказалось, что совместное внесение минерала и бактерий в почву до 17 % ускорило рост растений и набор ими биомассы. При этом расчеты показали, что при использовании апатита мелкой фракции растения эффективнее поглощали фосфор из почвы. Однако наибольший эффект, когда использование фосфора райграсом возросло на 13 %, наблюдался при одновременном использовании крупных гранул минерала и консорциума всех трех штаммов микроорганизмов.
Проведенное исследование показало, что биологизированный апатит в сочетании с фосфатсолюбилизирующими микроорганизмами действительно помогает повысить доступность фосфора для растений. Кроме того, эксперименты позволили авторам определить сочетание этих компонентов, наилучшим образом влияющее на рост исследуемых растений.