Ученые РУДН предложили определять плодородие почвы по генетическому составу населяющих ее бактерий. Исследование показало: разные технологии обработки земли меняют не общее число микроорганизмов, а соотношение их родов и функции, которые выполняет сообщество.
Почва представляет собой сложную живую систему, где миллионы микроорганизмов постоянно перерабатывают органическое вещество, участвуют в обмене азота и переводят соединения фосфора в доступную для растений форму. При этом две почвы могут содержать одинаковое количество разных бактерий, но работать по-разному, пояснил старший научный сотрудник Института экологии РУДН Алексей Ватлин.
Как технология обработки влияет на бактерии
Специалисты сравнили три режима: традиционную обработку, технологию No-Till (щадящий способ без механического воздействия) и полное отсутствие сельскохозяйственных работ. Оказалось, что от выбранной технологии зависит, какие роды микроорганизмов начинают преобладать в почве. Это, в свою очередь, определяет способность земли отдавать питательные вещества растениям.
Как подчеркнул Ватлин, способ обработки меняет не столько разнообразие бактерий, сколько то, какие именно из них становятся доминирующими и какие функции выполняет все сообщество. Ученые провели полногеномную характеристику бактерий из черноземов Западной Сибири и разработали подход к поиску генетических признаков, связанных с потенциально полезными для растений функциями: обменом азота и фосфора, синтезом фитогормонов, стрессоустойчивостью и биоконтролем.
Два направления применения
Генетический анализ почвенных бактерий можно использовать для оценки качества земли перед посадкой или при длительной обработке. Кроме того, метод пригоден для поиска полезных в сельском хозяйстве микроорганизмов.
Второе направление предполагает создание подхода, который позволит сократить число кандидатов перед дорогостоящими лабораторными, вегетационными и полевыми испытаниями. В перспективе отобранные штаммы могут рассматриваться как основа для разработки микробных препаратов для растениеводства — биостимуляторов, биоудобрений или средств биологической защиты растений, добавил Алексей Ватлин.
Работа выполнена в Институте экологии РУДН при поддержке системы грантовой поддержки университета.