Ризобактерии, стимулирующие рост растений (Plant-growth-promoting rhizobacteria, PGPR), являются ключевыми компонентами биоудобрений благодаря своей способности улучшать здоровье почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур. В томате инокуляция такими штаммами, как Bacillus subtilis, стимулирует синтез фитогормонов, растворение питательных веществ и общее повышение урожайности. Их использование также снижает зависимость от химических удобрений, способствуя более устойчивому производству. Мексиканские исследователи разработали особую корневую пленку в помощь помидорам и томатоводам.
Bacillus subtilis (Ehrenberg 1835) Cohn 1872 – один из наиболее изученных микробных инокулянтов в качестве агента контроля патогенов, стимулятора роста растений и улучшителя почвы.
Например, штамм B. subtilis Pn1 подавлял рост Fusarium solani на 72,08% in vitro. В корнях Pn1 активирует пути биосинтеза фитогормонов (цитокининов, ауксинов, гиббереллинов), фенилпропаноидов и флавоноидов, способствуя как защите, так и стимуляции роста.
Бактерию обычно вносят в почву или корни, индивидуально или в сочетании с другими штаммами, для улучшения защиты растений. В такие составы добавляют адъюванты или загружают бактерий в носители, однако, все еще требуется более эффективный подход для долгосрочной эффективности.
Коммерческие и исследовательские продукты сталкиваются с ограничениями: короткий срок хранения, низкая эффективность в различных условиях выращивания, ограниченная конкурентоспособность по сравнению с местной микробиотой и зависимость функциональности от опыта фермера.
Эффективность ризобактерий, стимулирующих рост растений (PGPR), во многом зависит от их способности колонизировать ризосферу или закрепляться на корнях в плотности, достаточной для стимулирования роста, хотя резидентная микробиота и абиотические факторы затрудняют этот процесс.
Следовательно, формулы должны обеспечивать жизнеспособность инокулянта достаточно долго, чтобы закрепиться в ризосфере и оказать благотворное воздействие. В этом контексте были разработаны пленки, включающие микроорганизмы, для контроля фитопатогенов или повышения выживаемости. Примерами служат пленка Алоэ вера с глицерином и глюкозой, содержащая Lactobacillus paracasei; биопленка из альгината натрия и глицерина с Wickerhamomyces anomalus и Pichia membranifaciens и другие.
Способность B. subtilis контролировать патогенные грибы на корнях томатов и других культур широко известна, в некоторых случаях с эффективностью, аналогичной химическим фунгицидам — как в случае с B. subtilis BI600, контролирующим F. oxysporum f. sp. radicis cucumerinum на огурце (80%), сопоставимой с химическим контролем (90%).
Его роль в качестве стимулятора роста у томатов также была задокументирована. Штамм B. subtilis PTS-394 колонизировал корни томатов через 7 дней после инокуляции, увеличив высоту растений на 8,9% и вес корней на 18,3% по сравнению с контролем. К сожалению, этот эффект на микробиоту ризосферы был временным; к 14 дню не было зарегистрировано никаких существенных различий с контролем.
Несмотря на достигнутые успехи, остаётся проблема поиска носителей, которые поддерживают жизнеспособность инокулянта, способствуют колонизации хозяина и сохраняют активность на протяжении всего цикла выращивания.
В исследовании коллектива ученых из Мексики оценивались плёночные составы на основе гуаровой камеди, глицерина и канделильского воска, включающие B. subtilis, для корневой обработки рассады томатов с целью стимуляции развития растений.
Было приготовлено шестнадцать плёночных составов, которые наносились на рассаду путём погружения корней; растения выращивались при фотопериоде 16/8 ч.
Через 60 дней измеряли параметры роста (высоту растений, количество листьев, содержание хлорофилла, сырую и сухую массу), а также количество B. subtilis на корнях и деградацию почвы выбранной плёнкой.
Среди пленок формула 9 (гуаровая камедь 0,6%, канделильский воск 0,15%, глицерин 0,15% и B. subtilis 20%, 1 × 1012 ) значительно увеличила биомассу побегов и корней и способствовала более высокой колонизации корней B. subtilis (2,3 × 107 КОЕ /г). Пленка разложилась в почве в течение 15 дней, в то время как инокулянт сохранил высокую жизнеспособность (6,3 × 108 КОЕ /мл) через 8 месяцев при температуре 4 °C. Эти результаты выделяют пленочную формулу 9 как перспективный биоинокулянт для выращивания томатов.
Источник: Plants 2025, doi.org/10.3390/plants14243716