Пока мировое сельское хозяйство ищет замену дорожающей и истощающей землю агрохимии, ученые обратили внимание на союз, проверенный миллионами лет эволюции — дружбу растений и почвенных микроорганизмов.
Новое масштабное исследование венгерских агробиологов доказало, что микроскопические грибы и бактерии способны сотворить чудо, увеличив сбор семечки почти на четверть без лишних агрохимических удобрений. Однако у этого биологического симбиоза обнаружился капризный характер: «подземный спецназ» соглашается совершить подвиг только там, где растению приходится хуже всего, игнорируя сытые и ухоженные черноземы.
Ученые не стали ограничиваться тепличными условиями и вывели эксперимент в поле на два сезона. Первый этап стартовал на западе страны в долине реки Раба, где на аллювиальных луговых почвах местечка Белед условия благоприятны с точки зрения плодородия. Второй точкой на карте исследований стал Задьварекаш, расположенный в междуречье Тисы и Задьвы. Здесь семена тестировались на тяжелой уплотненной луговой почве. Финальным аккордом эксперимента стали южные плантации в окрестностях Дьёмаендрода. Этот регион встретил исследователей бурой глинистой лесной почвой — капризным, кислым и коварным субстратом.
На всех участках в качестве предшествующей культуры выращивались зерновые, а эксперименты проводились в условиях богарного земледелия. Эксперименты проводились по схеме рандомизированных полных блоков в условиях открытого поля с десятью повторениями. Общая экспериментальная площадь составляла 2 га, при этом инокулированные и неинокулированные варианты занимали в сумме 1 га.
В основе научного эксперимента лежала биоинокуляция семян подсолнечника порошковым препаратом перед посадкой. В этот состав вошли два главных биологических агента: микроскопический гриб ризогломус (Rhizoglomus irregularis) и бактерия азоспирилла (Azospirillum spp.). Попадая в землю вместе с прорастающим семенем, эти крошечные организмы заключают с подсолнухом взаимовыгодный контракт.
Бактерии начинают активно добывать азот из воздуха и переводить его в доступную для корней форму, а гриб строит вокруг корневой системы невидимую сеть — микоризу, которая работает как биологический насос, высасывая воду и дефицитные минералы из тех микроскопических пор почвы, куда обычный корень физически не способен протиснуться.
Результаты полевых испытаний превзошли ожидания: обработанные семена стремительно пошли в рост, обогнав контрольные по высоте, толщине стебля и общей зеленой массе. Растения получили иммунитет к климатическим стрессам и деградации почв.
С помощью специальных тестовых пластин ученые проследили, как изменился метаболизм самой земли вокруг корней. Микробы заставили почву «дышать» и активно расщеплять сложные углеродные соединения, превращая спящую землю в питательную среду.
Интересным стало то, что эффективность живого удобрения кардинально менялась в зависимости от географии и химического состава поля. Ученые протестировали обработку на трех совершенно разных участках, и результаты оказались диаметрально противоположными. На богатых, нейтральных почвах с высоким содержанием фосфора подсолнечник проигнорировал микробную помощь — прибавка к урожаю там оказалась едва заметной. Растение, находясь в комфортных условиях, просто отказалось делиться с микробами своими сахарами в обмен на услуги, которые ему были не нужны.
Зато на участках с закисленной почвой и сильным дефицитом фосфора произошел всплеск активности. Обработанные микробами семена выдали скачок урожайности — сбор подсолнечника вырос на 18-21%. Биопрепарат сработал как антикризисный менеджер: в условиях голода корни и микробы сплотились, выжав из бедного грунта максимум скрытых ресурсов. Это доказывает, что микробные инокулянты представляют собой высокоточный инструмент, который нужно применять адресно, предварительно сделав химический анализ почвы.