В связи с запросом на биологизацию АПк перед цианобактериями открывается блестящее будущее, считает эксперт.
Одним из главных поклонников сельскохозяйственных цианобактерий является доктор микробиологии Рэнди Симпсон, имеющий свыше 15 лет опыта разработки процессов и технологий для крупных биотехнологических компаний. В своей статье, опубликованной на портале www.biofuelsdigest.com, он объясняет свою приверженность: «Цианобактерии представляют собой группу фотосинтезирующих бактерий, живут в различных средах, таких как почва, вода и камни. При правильном обращении они могут оказать несколько полезных эффектов на рост сельскохозяйственных культур.
Во-первых, цианобактерии способны фиксировать атмосферный азот в аммиак, форму, которую могут использовать растения, и делают это с помощью специального фермента, называемого нитрогеназой – он катализирует реакцию газообразного азота и водорода с образованием аммиака.
Цианобактерии могут фиксировать до 30 кг азота на гектар в год, обеспечивая до 50% потребности в азоте для риса и пшеницы, экономя затраты и ресурсы для фермеров и сокращая выбросы парниковых газов от синтетических азотных удобрений. Помимо азота они увеличивают доступность фосфора за счет растворения нерастворимого фосфата в почве. Несколько исследований продемонстрировали эффективность цианобактерий в качестве биоудобрений для разных культур в различных условиях, а некоторые даже показали увеличение урожайности и качества риса на 10-40%.
Цианобактерии выделяют полисахариды, органические кислоты и ферменты – в совокупности они улучшают структуру почвы, пористость, удержание воды и аэрацию.
Цианобактерии быстро наращивают микробное разнообразие и активность почвы, устанавливая симбиотические или ассоциативные отношения с другими микроорганизмами, могут непосредственно разлагать некоторые загрязняющие вещества, такие как пестициды и гербициды, используя их в качестве источника углерода и азота, то есть являются и сидерофорами.
Как биостимуляторы и антистрессоры, вырабатывают фитогормоны для регулирования роста и развития растения в таких процессах как деление клеток, удлинение, дифференцировка, старение, цветение, плодоношение, покой и реакция на стресс засухи, засоления, жары или холода.
Биоконтроль - это использование живых организмов для подавления популяции или активности вредных организмов с целью защиты урожая и улучшения здоровья растений. Цианобактерии являются фотосинтетическими прокариотами и продуцируют различные биоактивные соединения с антимикробной, противогрибной, противовирусной, антипротозойной и другими активностями.
Цианобактерии выделяют ферменты, которые разрушают клеточные стенки или гифы патогенов, конкурируют за ризосферное пространство и активируют защитные реакции растений, взаимодействуя с их корнями.
Применение цианобактерий в сельском хозяйстве
Цианобактерии можно наносить на сельскохозяйственные культуры и почву различными способами в зависимости от типа растений, климатических условий и наличия ресурсов. Методы применения включают инокуляцию, биоудобрения, биопленку или биостимуляторы.
- Инокуляция подразумевает внесение цианобактерий непосредственно в почву или корни растений или инъекцию семян или рассады культурами цианобактерий перед посадкой.
- Биоудобрения представляют собой добавку, содержащую живые или спящие клетки цианобактерий. Несколько штаммов и видов цианобактерий использовались в качестве биоудобрений, включая Nostoc, Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Calothrix, Gloeotrichia и Tolypothrix.
- Биопленка - тонкий слой цианобактерий, покрывающий поверхность почвы и предотвращающий потерю воды и эрозию.
- Биостимуляторы получают путем добавления цианобактерий в сельскохозяйственные культуры и почву. Примеры включают выращивание цианобактерий в качестве зеленого удобрения или мульчи или объединение цианобактерий с другими полезными микроорганизмами.
Сегодня использование цианобактерий в сельскохозяйственных целях имеет проблемы и ограничения, такие как выбор подходящих штаммов для различных культур и сред, оптимизация методов культивирования и применения, оценка долгосрочных эффектов и безопасности биостимуляции цианобактериями растений, почвы, последствия для здоровья человека. Отсутствует регулирование и стандартизация цианобактериальных продуктов и методов, нет кампаний по продвижению этих продуктов.
Для оптимизации производства, применения и эффективности цианобактерий в сельскохозяйственных целях необходимы дополнительные исследования и разработки, включая генную инженерию цианобактерий для улучшения фиксации азота и стрессоустойчивости, разработку новых составов и систем доставки для цианобактерий, информирование о пользе и преимуществах».
(Источник: www.biofuelsdigest.com. По статье д-ра микробиологии Рэнди Симпсона).
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.
