В мире, где изменение климата, деградация почв и экономические трудности ставят под угрозу продовольственную безопасность, особенно для мелких фермерских хозяйств, на помощь приходит удивительный союзник – микробиом сорго. Сорго (Sorghum bicolor (L.) Moench) – засухоустойчивый злак, являющийся одним из пяти наиболее культивируемых в мире, обладающий большим «коллективом» микроорганизмов, способных значительно повысить его продуктивность и устойчивость.
Мелкие фермерские хозяйства, которые обычно обрабатывают участки земли от одного до 10 гектаров, играют ключевую роль в обеспечении глобальной продовольственной безопасности. Они занимают около 90% сельскохозяйственных угодий. В странах Африки к югу от Сахары на их долю приходится около 90 % производства продуктов питания. Однако мелкие фермеры сталкиваются с серьезными вызовами: непредсказуемые погодные условия, снижение плодородия почв, ограниченный доступ к ресурсам и технологиям. Именно здесь микробиом сорго может стать настоящим прорывом.
Из чего состоит микробиом сорго?
Микробиом сорго – это разнообразное сообщество микроорганизмов, включающее бактерии, археи, грибы, оомицеты, вирусы, нематоды и протисты, которые обитают внутри растения и вокруг его корней. Эти микроорганизмы формируют сложную экосистему, где каждый участник играет свою важную роль.
Особое внимание уделяется ризосфере – узкой зоне почвы (обычно 1–10 мм) вокруг корня, где происходят интенсивные биохимические взаимодействия между корневыми выделениями, частицами почвы и микробными популяциями. Именно здесь многие полезные микробы оказывают свое благотворное влияние.
Как микробиом помогает сорго?
Ризобактерии, способствующие росту растений (PGPR), арбускулярные микоризные грибы (AMF) и эндофиты, способствующие росту растений (PGPE), улучшают рост и устойчивость сорго несколькими способами. Микроорганизмы помогают растению усваивать труднодоступные питательные вещества, такие как фосфор и азот, превращая их в формы, легкодоступные для корней. Некоторые микроорганизмы синтезируют гормоны роста, которые стимулируют развитие корней и побегов. Микробиом может защищать сорго от болезней, подавляя рост вредных микроорганизмов. Также он может помочь растению справляться с засухой, засолением и другими абиотическими стрессами, стимулируя выработку антиоксидантных ферментов и осмопротекторов.
Исследования показали, что штаммы PGPE, выделенные из корней и стеблей сорго, могут увеличить биомассу побегов, корней и стеблей на 10–35%. А местные виды Trichoderma spp., выделенные из ризосферных почв, снизили тяжесть заболеваний (в борьбе с Colletotrichum graminicola) на 54% и увеличили урожайность зерна до 27% за два сезона подряд.
Несмотря на огромный потенциал, внедрение микробиомных технологий в мелких фермерских хозяйствах сталкивается с рядом проблем: недостаток предприятий для производства микробных препаратов и их ограниченный срок годности; отсутствие информации и опасения по поводу новых технологий у фермеров.
Для успешного внедрения этих технологий необходимы систематическая работа с местными микробными штаммами, разработка экономически эффективных и стабильных составов препаратов, точные стратегии применения (например, обработка семян) и интеграция с устойчивыми методами ведения сельского хозяйства, такими как органические удобрения и севооборот.
Использование микробиома сорго представляет собой многообещающую и устойчивую стратегию для повышения продуктивности и устойчивости сорго в мелких фермерских хозяйствах, способствуя глобальной продовольственной безопасности.
Источник: Aina, O.; Donaldson, L. Harnessing the Sorghum Microbiome for Enhancing Crop Productivity and Food Security Towards Sustainable Agriculture in Smallholder Farming. Plants 2025, 14, 3242. https://doi.org/10.3390/plants14213242
