Всхожесть семян пшеницы и состояние ее проростков в условиях воздействия на них суспензией клеток природного штамма Azotobacter chroococcum

Бактериальные удобрения позволяют воспользоваться естественным потенциалом природы для улучшения минерального питания и защиты растений. Аргументами в их пользу являются полная безопасность для человека и окружающей среды, исключение экологических рисков, возможность снижения доз внесения химикатов и минеральных удобрений.

В связи с этим в статье оценена возможность аборигенного штамма Azotobacter chroococcum, выделенного из почв Казахстана, влиять на рост и развитие наземной части и корневой системы яровой пшеницы сорта Иволга.

Показатели в контрольной группе были значительно ниже показателей экспериментальных гркпп. Таким образом, изученный штамм способен регулировать прорастание семян, рост корней и побега пшеницы.

Ключевые слова: удобрение, сельское хозяйство, азотобактер.

Сельское хозяйство одна из важнейших сфер мировой экономики. Основные приоритеты, которые стоят перед агропромышленным комплексом Республики Казахстан — получение здорового, экологически безопасного продукта питания, создание устойчивой системы продовольственной безопасности, развитие агробизнеса, решение проблем земледелия, повышение конкурентоспособности отечественной продукции [1].

Современные технологии в сельском хозяйстве предусматривают обязательное применение минеральных удобрений. Их использование экономически невыгодно и сопровождается неблагоприятными экологическими последствиями, что вынуждает искать способы восполнения азотного и фосфорного дефицита. Экономически развитые страны переходят от химизации к биологизации сельскохозяйственного производства.

В связи с тем, что сельскохозяйственные угодья Казахстана скудеют, в республике вновь возрастает интерес к биологическим азотным удобрениям. На сегодняшний день сельскохозяйственная микробиология предлагает достаточно большой спектр биоудобрений, которые используются для повышения почвенного плодородия, продуктивности культурных растений и качества урожая, защиты их от фитопатогенной микрофлоры и вредителей, снижения норм внесения минеральных удобрений и пестицидов [2, 3].

Бактериальные удобрения позволяют воспользоваться естественным потенциалом природы для улучшения минерального питания и защиты растений. Аргументами в их пользу являются полная безопасность для человека и окружающей среды, исключение экологических рисков, возможность снижения доз внесения химикатов и минеральных удобрений. Бактериальные удобрения не только увеличивают содержание в почве мобильных биологически доступных форм макро- и микроэлементов, но и стимулируют рост растений, а также выполняют фитосанитарные функции, повышая устойчивость растений к инфекциям, распространяющимся в почве. Это приводит к повышению продуктивности сельскохозяйственных культур при уменьшении доз внесения в почву минеральных удобрений.

Одни из наиболее используемых — препараты на основе бактерий рода Azotobacter chroococcum, который способен переводить молекулярный азот, содержащийся в атмосфере в растворимую, доступную для растений форму [4]. Азотобактер не только может фиксировать атмосферный азот, но и выделять в окружающую его среду биологически активные вещества — витамины и стимуляторы роста. Более того, установлена его способность угнетать рост фитопатогенных грибов. Поэтому при селекции штаммов азотобактера для производственных целей значительное внимание уделяется их способности стимулировать рост и развитие растений [3, 5].

Целью работы является провести функциональную оценку чистой культуры свободноживущих почвенных бактерий рода азотобактер, выделенных из почв Костанайской области. Для достижения поставленной цели требовалось выделить чистую культуру этих микроорганизмов и оценить ее способность стимулировать ростовые потенции сельскохозяйственных растений.

Микробиологический объект — дикий штамм Azotobacter chroococcum, выделенный из почв Костанайской области.

Растительный объект — яровая пшеница сорта Иволга.

Чистую культуру Az. chroococcum получали из почвы методом многоступенчатой аналитической селекции. Идентификацию штаммов проводили по комплексу ключевых признаков согласно руководствам [6, 7].

Ростостимулирующее действие исследуемых бактерий и влияние продуктов их метаболизма на всхожесть семян, развитие корней изучали по методам, изложенным в руководстве [8].

Результаты иих обсуждение. Выделенные микроорганизмы культивировали в жидкой питательной среде состава, (г/л): KH₂PO_4–0,3, MgSO₄×7H2O — 0,2, NaCl — 0,2, FeSO_4–0,01, MnSO_4–0,005, (NH₄)₂MoO_4–0,005, CaCO_3–5, сахароза — 20. В течение 24 часов при температуре 27⁰С количество бактерий достигало концентрации 1,3×10⁸/см³. Для определения влияния Az. chroococcum на всхожесть, прорастание, формирование корневой системы семена пшеницы помещали в чашки Петри (по 20 зерен), покрытые фильтровальной бумагой и добавляли 20 мл культуральной среды, содержащей разные концентрации Az. chroococcum. Было проведено 6 серий экспериментов в 5–кратном повторе: № 0 — солевая среда, не содержащая микроорганизмы, № 1 — концентрация микроорганизмов составила 0,13×10⁸/см³, № 2–0,325×10⁸/см³, № 3–0,65×10⁸/см³, № 4–0,978×10⁸/см³ № 5–1,3×м, температура экспозиции — 22⁰С, длительность — 5 суток. Спустя 24 часа наблюдали первые признаки прорастания семян, на вторые — формирование ростка, на третьи — образование корней. Результаты наблюдений представлены в таблице 1.

Таблица 1

Влияние Azotоbacter chroococcum на рост пшеницы

Как следует из полученных данных, ростовые показатели семян в контрольной группе были ниже таковых всех экспериментальных серий. Наилучший показатель образования ростков пшеницы отмечен в эксперименте № 2 (концентрация микроорганизмов 0,325×10⁸/см³) — длина ростков достигала 60,2±0,2 мм, наибольшее общее количество корней было сформировано при концентрации микроорганизмов 0,13×10⁸/см³ (№ 1) — 66 шт.

Таким образом, выделенный из природы штамм почвенной бактерии Az. chroococcum обладает способностью стимулировать всхожесть, рост и развитие наземной части и корневой системы пшеницы. Полученные данные позволяют рекомендовать этот штамм для дальнейших испытаний на предмет использования его в составе микробных биопрепаратов для стимуляции роста растений, защиты их от вредителей и улучшения состояния почвы.

Литература:

1. Закон Республики Казахстан от 27 ноября 2015 года № 423-V «О производстве органической продукции»
2. Красильников Н. А. Микроорганизмы почвы и высшие растения. — М.: Издательство АН СССР. — 1958. — 493 с.
3. Наумова А. Н. Природа действия бактериальных удобрений (азотобактерина, фосфобактерина) на сельскохозяйственные растения / А. Н. Наумова, Е. Н. Мишустин, В. Г. Марьенко. — Изв. АН СССР. — 1962. — С.709–717.
4. Львов, Н. П. Свободноживущие азотфиксирующие микроорганизмы дерново-подзолистой почвы: Автореф. Дис./ Н. П. Львов. — Москва: МСХА, 1964. — 20с.
5. Гарбуз С. А. Подбор оптимальной питательной среды для гомогенного, периодического культивирования Azotоbacter chroococcum / С. А. Гарбуз, В. Е. Корытова // Международный научно–исследовательский журнал № 12 (54) Часть 1. — Екатеринбург, 2016. — С. 12–14.
6. Теппер Е. З., Шильникова В. К., Переверзева Г. И. Практикум по микробиологии. — М.: ДРОФА, 2004. — 256 с.
7. Краткий определитель бактерий Берги / Под ред. Дж. Хоута. — Москва, 1980.
8. Возняковская Ю. М. Микрофлора растений и урожай. — Л.: Колос, 1969. — С. 14–22.