Исследования, проведенные учеными Тюменского государственного университета (ТюмГУ) совместно с другими специалистами, показали, что микроорганизмы рода Bacillus, обитающие в почве, выделяют соединения, которые не только обладают антибиотическими свойствами, но и значительно повышают плодородие почвы, работая как естественные удобрения. Детали этого открытия были опубликованы в научном журнале Rhizosphere.
Ученые ТюмГУ отмечают, что современное земледелие часто нарушает хрупкий баланс между почвой, её микрофлорой и растительностью, что ускоряет деградацию почвенного покрова.
Сотрудники вуза совместно с экспертами Всероссийского научно-исследовательского института защиты растений выявили, что определенные виды бацилл продуцируют липопептиды. Эти вещества эффективно изменяют микробный состав почвы в благоприятную сторону, предотвращая развитие грибковых инфекций у сельскохозяйственных культур и стимулируя активность ферментов, отвечающих за поглощение жизненно важных элементов, таких как углерод, азот и фосфор.
Алексей Васильченко, возглавляющий лабораторию антимикробной резистентности в институте X-Bio ТюмГУ, объяснил, что циклические липопептиды обладают уникальным антимикробным механизмом, который «перестраивает» микробную экосистему, повышая её устойчивость. Эти соединения служат сигнальными молекулами для других полезных почвенных бактерий, которые, в свою очередь, способствуют формированию биопленок на корнях растений. Это усиливает симбиотические отношения между микроорганизмами и растениями, улучшая питание последних.
Васильченко также добавил, что прямое внесение чистых циклических липопептидов в почву активизирует микробную активность, способствуя разложению органики и высвобождению питательных веществ, что повышает стрессоустойчивость и продуктивность сельскохозяйственных культур.
В ходе полевых испытаний применение препарата, содержащего липопептиды, привело к заметному улучшению физиологических показателей картофеля, включая усиленный рост корневой системы и надземных побегов. Это свидетельствует о потенциале использования циклических липопептидов в качестве безопасной и экологичной замены традиционным химическим удобрениям и пестицидам, как отметил Васильченко.
Создание агропрепаратов на основе специфических видов бацилл может существенно снизить негативное воздействие сельского хозяйства на экосистемы. Тем не менее, для широкого внедрения таких решений необходимо провести дополнительные исследования, чтобы полностью понять долгосрочные изменения, вызываемые введением бацилл в почву.
Данное исследование было реализовано благодаря финансовой поддержке Российского научного фонда и Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
