Ученые считают, что успешное производство бактериальных инокулянтов для органической сои напрямую зависит от выбора носителя

Международная группа ученых из Университета Ибинь, Китай, и Лаборатории биотехнологии Apex, Бангладеш, пришла к выводу, что добавление поливинилпирролидона и альгината натрия увеличивает выживаемость и агрономические характеристики жидкого инокулянта Bradyrhizobium japonicum для сои, о чем была опубликована соответствующая статья в журнале Agronomy 2021.

Соя, одно из важнейших бобовых культур и источник основных белков и масел растительного происхождения, широко выращивается во всем мире. И последнее время растет спрос на органическую сою и, как следствие, на биопродукты для этой культуры.

Бактерии Rhizobium способны фиксировать атмосферный азот за счет симбиотической ассоциации с бобовыми растениями в агроэкосистеме и увеличивать рост и урожайность сельскохозяйственных культур.

Так, половина азота в сельскохозяйственной экосистеме фиксируется симбиозом бобовых и Rhizobium. Например, Bradyrhizobum japonicum распознает сою в качестве растения-хозяина, если она находится поблизости от нее в почве.

Специализированные структуры, известные как клубеньки, образуются на корнях сои после успешной колонизации B. Japonicum. Бактерии размещаются внутри клубеньков, где они производят аммиак (NH 3) из атмосферного азота (N 2) и доставляют его на растения сои.

При крупномасштабном производстве рекомендовано засеивать семена сои высококачественными ризобиями для получения максимальной урожайности в виде сокращения неорганических удобрений, увеличивающих затраты и негативно влияющих на здоровье почвы.

Следовательно, для увеличения производства сои требуются экологически чистые и рентабельные агропрактики, такие как бобово-ризобийные технологии.

Исследования показали, что абиотические факторы, такие как засуха и высокая температура, отрицательно влияют на формирование клубеньков из-за низкой выживаемости инокулированных бактерий в почве и корневой системе.

Ранее несколько субстратов-носителей использовались для разработки рецептуры Rhizobium на основе носителя для увеличения выживаемости клубеньков.

Однако основными ограничениями этих составов были более короткий срок хранения используемых субстратов и низкая выживаемость Rhizobium после покрытия семян из-за высокой температуры в различных климатических регионах.

Например, торфяная основа имеет низкую доступность воды для ризобий, а использование Rhizobium в торфяном носителе не очень практично для широкого предложения фермерам. Насыпной торфяной грунт сложнее транспортировать и хранить по сравнению с жидкими модификаторами. Кроме того, трудно стерилизовать торфяную почву гамма-излучением, поскольку возможности ограничены, а тепловая стерилизация не только дорогостоящая, но также может выделять токсичные вещества.

Следовательно, при выборе жидких носителей, подходящих для бактериальных инокулянтов Rhizobium, необходимо учитывать важные факторы: рентабельность транспортировки, нетоксичность и выживаемость бактерий.

Для разработки коммерчески доступных биоудобрений для фермеров во всем мире требуются существенные инновации и усовершенствования в технологии инокулянтов. Эти продукты должны быть высокоэффективными в полевых условиях и иметь хороший срок хранения при комнатной температуре.

В этом совместном исследовании, проведенном учеными из Китая и Бангладеш, протестировано использование поливинилпирролидона и альгината натрия для получения жидкого инокулята, чтобы увеличить выживаемость инокулированных бактерий, а также срок хранения приготовленного продукта.

По результатам опытов, разработана комбинацию жидкого инокулянта B. japonicum на основе PVP и альгината натрия и подтверждена эффективность этих носителей: PVP и Na-альгинат обеспечивают благоприятную среду для выживания бактерий Rhizobium из-за их высокой способности связывать воду и термостойкости соответственно. Кроме того, PVP защищает бактерии от токсических факторов благодаря своим коллоидным свойствам.

Это исследование имеет особое значение для разработки подходящего жидкого инокулянта B. japonicum для растущего спроса на производство сои в Бангладеш, а также в остальном мире.

По статье «Добавление поливинилпирролидона и альгината натрия увеличивает выживаемость и агрономические характеристики жидкого инокулянта Bradyrhizobium japonicum для сои» группы авторов (Пулак Майтра, Джубайр ар-Рашид, Дипа Мандал, Шофиул Азам, Нурайн Муним Расул), опубликованной на портале www.mdpi.com.