Мікробний препарат: полегшіть ріст рослин

Розуміння ролі мікробних агентів у зростанні рослин

Що таке мікробні агенти і як вони функціонують у ґрунтових екосистемах?

Мікробні агенти складаються з корисних мікроорганізмів, які творять справжні дива з якістю ґрунту. Вони допомагають розкладати поживні речовини, щоб рослини краще їх засвоювали, борються з шкідливими організмами й навіть утворюють партнерські зв’язки з коренями рослин. Ми говоримо про безліч мікроскопічних форм життя: певні види бактерій, різноманітні гриби, а навіть деякі археї, які зустрічаються поблизу коренів рослин у ґрунті. Нещодавнє дослідження минулого року показало доволі вражаючий результат, коли фермери використовували ці мікробні добавки на арахісових плантаціях. Кількість корисних бактерій збільшилася майже на 30%, тоді як проблеми з грибами скоротилися більш ніж на 40% згідно з ScienceDirect. Те, що робить цих мікробних помічників настільки цінними, полягає в тому, що вони одночасно забезпечують рослини поживними речовинами й захищають їх від хвороб. Для тих, хто цікавиться сільськогосподарськими практиками, що не завдають шкоди планеті, використання цих природних союзників виглядає як очевидний крок у майбутнє.

Ключові групи мікроорганізмів: PGPR та арбускулярні мікоризні гриби

Коли мова йде про ґрунтові мікроорганізми, які допомагають рослинам краще рости, насправді є лише два найважливіші учасники: ризобактерії, що стимулюють ріст рослин (PGPR), і ті арбускулярні мікоризні гриби, про які всі люблять говорити (AMF). До PGPR, зокрема, належать Pseudomonas і Bacillus, які чинять свій ефект, допомагаючи фіксувати азот і робити фосфати доступними для рослин. Тим часом AMF також роблять щось дивовижне — вони буквально створюють масивні підземні мережі за допомогою своїх гіф, які можуть розширювати кореневу систему рослини приблизно у 100 разів! Деякі недавні польові випробування насправді показали, що коли фермери поєднують обидва види — PGPR і AMF — разом, пшениця поглинає приблизно на 33% більше фосфору, ніж при використанні кожного з них окремо, згідно з цим звітом від PR Newswire ще у 2023 році.

Механізми стимулювання росту рослин ризобактеріями та мікоризними грибами

Ці мікроорганізми сприяють росту рослин через три основні механізми:

• Рухливість поживних речовин : Перетворення нерозчинного фосфору на форми, доступні для рослин
• Синтез фітогормонів : Синтез ауксинів і гіберелінів для стимулювання розвитку коренів
• Зменшення стресу : Виробництво антиоксидантів, які зменшують вплив посухи та засолення

Синергетичні мікробно-добривні системи можуть замінити 25–30% синтетичного азоту без втрати врожайності, забезпечуючи екологічні та економічні переваги.

Мікробні агенти та водорозчинні добрива: підвищення ефективності використання поживних речовин

Поєднання мікробних агентів з водорозчинними добривами збільшує утримання поживних речовин у культурах на 26% порівняно з традиційними методами (Frontiers in Plant Science 2025). Ця інтеграція підвищує доступність мінералів та зменшує забруднення навколишнього середовища, підтримуючи технології точного землеробства.

Як мікробні інокулянти підвищують засвоєння поживних речовин з водорозчинних добрив

Мікробні штами, такі як Bacillus Subtilis та Pseudomonas fluorescens перетворюють водорозчинні добрива на біодоступні форми через три процеси:

Механізм	Мікробна дія	Вплив на поживні речовини
Хелатування	Утворюють органічні кислоти для розчинення мінералів	Залізо, Цинк
Ферментативний розпад	Виділяють фітази, щоб звільнити зв’язаний фосфор	Фосфор (до 40%)
Іонний обмін	Змінити pH ґрунту для підвищення катіонного вбирання	Калій, магній

Згідно з дослідженням 2023 року Frontiers in Plant Science, мікоризні гриби збільшили вбирання фосфатів з водорозчинних добрив на 33% у кукурудзі за рахунок розширення грибних ниток.

Дослідження: покращене використання азоту та фосфору в пшениці

У напів-похилому сільськогосподарському районі Раджастхану пшениця, оброблена Azotobacter -збагаченими водорозчинними добривами, досягла на 19,2% вищої врожайності зерна порівняно з хімічними ділянками. Мікробне угруповання зменшило вимивання азоту на 28% і поліпшило утримання фосфору, перетворюючи розчинні добрива на стабільні поліфосфати.

Зменшення залежності від хімічних добрив шляхом застосування мікробних біостимуляторів

Польові випробування показують, що поєднання ПГПР із добривами, розчинними у воді, що містять мікроелементи, дозволяє зменшити використання хімічних добрив на 15–20% без шкоди для врожайності. Мікробні метаболіти, такі як сидерофори та АКК-дезаміназа, оптимізують циклювання поживних речовин і стійкість до стресів, що дозволяє рослинам процвітати з меншою кількістю синтетичних добавок.

Підвищення здоров'я рослин і стійкості до стресів за допомогою мікробних біостимуляторів

Мікробні метаболіти та їхня роль у проростанні насіння та розвитку коренів

Метаболіти, які виробляють мікроорганізми, такі як ауксини, цитокініни та ACC-дезаміназа, можуть суттєво підвищити схожість насіння, іноді збільшуючи її приблизно на 27%. Вони також сприяють росту бічних коренів, впливаючи на роботу рослинних гормонів. Цікаво, що ці маленькі хімічні допоміжники роблять більше, ніж просто безпосередньо впливають на корені. Вони також поліпшують якість ґрунту для рослин, допомагаючи їм краще засвоювати необхідні поживні речовини. Кілька недавніх досліджень 2023 року, присвячених кореневим виділенням, показали досить цікаві результати, коли в процесі беруть участь мікроорганізми. Виробництво цих метаболітів призводить до більшої густоти кореневих волосків — приблизно на 19% більше. Це важливо, тому що густіші кореневі волоски дозволяють рослинам ефективніше збирати воду й поживні речовини, особливо це актуально в районах, де посуха постійно турбує як фермерів, так і садівників.

Безклітинні надосадження (CFSS) як біостимулятори нового покоління

Коли певні мікроорганізми ферментують, вони утворюють речовину, яку називають надосадовою рідиною без клітин (скорочено CFSS). У ній міститься безліч корисних речовин, таких як стійкі до тепла білки, ферменти та сигнальні молекули, які допомагають рослинам розвивати стійкість до різних стресів. Нещодавні дослідження кукурудзи показали досить вражаючі результати — після обробки CFSS ці культури стали приблизно на 34% більш стійкими до посухи, згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Frontiers in Sustainable Food Systems торік. Що робить CFSS особливим порівняно зі звичайними живими мікроорганізмами, так це його ефективна взаємодія з іншими сільськогосподарськими продуктами. Фермерам не потрібно хвилюватися через конфлікти між CFSS і наявними хімічними засобами, оскільки він сумісний з водорозчинними добривами, що є великим плюсом для практичного застосування в полі.

Підвищення засвоєння поживних речовин і стійкості до абіотичних стресів у культурних рослин

Коли мова йде про те, щоб допомогти рослинам краще використовувати поживні речовини в солонуватих ґрунтах або за екстремальних температур, мікробні біостимулятори, схоже, творять дива. Нещодавнє дослідження рисових польових умов 2024 року виявило, що ці маленькі помічники можуть підвищити ефективність засвоєння поживних речовин приблизно на 41%. І що тут відбувається, теж досить цікаво. Мікроорганізми допомагають рослинам накопичувати іони всередині їхніх клітин і посилюють їхні природні захисні механізми проти стресів. Крім того, вони фактично звільняють фосфор, який утримується в формах, недоступних для рослин. Фермери, які тестували цей підхід, помітили ще щось дивне. Змішування цих корисних мікроорганізмів з водорозчинними добривами зменшило проблеми з хлоридами в солоних ґрунтах приблизно на 22%. Це значно краще, ніж при використанні звичайних добрив, згідно з польовими випробуваннями, проведеними протягом кількох сезонів вирощування.

Продукти на основі мікробних консорціумів для максимальної користі для сільськогосподарських культур

Переваги інокулянтів із кількох штамів порівняно з формуваннями з одного штаму

Використання інокулянтів із кількох штамів дає рослинам більше переваг порівняно з використанням окремих штамів, адже вони одночасно вирішують кілька проблем із росту. Нещодавні дослідження 2023 року показали, що коли фермери використовували суміші, що містять корисні бактерії (наприклад, ті, що стимулюють ріст), корисні грибки та мікроорганізми, які допомагають вивільнювати поживні речовини, закладені в ґрунті, ефективність використання азоту у врожаїв збільшувалася приблизно на 30% порівняно з використанням лише одного типу мікроорганізмів. Ці суміші мікроорганізмів суттєво підвищують ефективність розростання коренів, збільшують генетичне різноманіття мікроорганізмів, які працюють разом, і забезпечують рух поживних речовин у системі ґрунту. На практиці ми також бачили позитивні результати. Деякі польові випробування показали, що врожаї, яким застосовували ці багатоштамові обробки, набагато краще витримували солонцюваті ґрунти та сухі умови, ніж зазвичай. Група дослідників Microbial Consortia Study також повідомила про подібні результати в різних регіонах, де для фермерів була проблемою доступність води.

Синергетичні взаємодії: Streptomyces та мікоризні гриби у дії

Коли бактерії Streptomyces об'єднуються з арбускулярними мікоризними грибами, вони створюють один з кращих природних прикладів мікробної командної роботи. Бактерії фактично розблоковують фосфор, що залишився в ґрунті, а потім грибкові мережі діють як маленькі автомагістралі, доставляючи поживні речовини безпосередньо до коренів рослин. Вчені тестували це партнерство на реальних полях і виявили, що пшениця поглинає майже утричі більше фосфору, коли обидва мікроорганізми працюють разом, ніж коли це робить лише один з них. Найцікавіше — як ці мікроорганізми також борються з шкідливими речовинами. Їхня загальна хімічна діяльність, здається, стримує небезпечні кореневі патогени, такі як Fusarium, зменшуючи проблеми хвороб у бобових культур на 40% і більше, згідно з різноманітними дослідженнями.

Польові дослідження: реакція врожаю пшениці на мікробні консорціуми

Дослідники провели трирічний експеримент на пшеничних полях, де тестували звичайні добрива порівняно зі змішаними корисними мікробами, зокрема Azospirillum, Pseudomonas та Glomus species. Отримані результати виявилися досить цікавими. Ділянки, які обробляли цими мікробами, давали такий самий врожай пшениці, як і ті, що отримували повну дозу NPK-добрив, але використовували при цьому приблизно на третину менше добрив. Крім того, було помітно покращено якість ґрунту, зокрема вміст органічного вуглецю збільшився приблизно на 1,2 відсотка з часом. Коли фермери поєднали ці мікроби з водорозчинними добривами в районах, які постраждали від засухи, трапилася ще одна цікава річ. Вміст білка в зерні збільшився майже на 20%, що є суттєвим показником для якості харчових продуктів. І, можливо, навіть краща новина для навколишнього середовища — стік нітратів скоротився майже на 30%, тому сільськогосподарські культури залишалися продуктивними, одночасно зменшуючи забруднення, згідно з висновками команди дослідження інтеграції добрив.

ЧаП

Що таке мікробні агенти?

Мікробні агенти — це корисні мікроорганізми, включаючи бактерії, гриби та археї, які підвищують якість ґрунту, розкладаючи поживні речовини, борючись із шкідливими організмами та утворюючи партнерські зв’язки з коренями рослин.

Як PGPR і арбускулярні мікоризні гриби допомагають рослинам?

Ризобактерії, що стимулюють ріст рослин (PGPR), допомагають фіксувати азот і робити фосфати доступними для рослин, тимчасом як арбускулярні мікоризні гриби розширюють кореневу систему, сприяючи підвищенню засвоєння поживних речовин.

Яка роль мікробних агентів у водорозчинних добривах?

Мікробні агенти підвищують ефективність водорозчинних добрив, перетворюючи їх на біодоступні форми, підсилюючи збереження поживних речовин і підтримуючи ріст рослин без надмірного використання хімічних добрив.

Як мікробні біостимулятори підвищують здоров'я рослин і стійкість до стресів?

Мікробні біостимулятори виробляють метаболіти, які підвищують схожість насіння, ріст коренів і засвоєння поживних речовин. Вони підвищують стійкість рослин до стресу, особливо при засухах або засолених умовах, оптимізуючи переробку поживних речовин і захист від стресу.

Які переваги використання багатостраничних інокулянтів?

Багатостраничні інокулянти одночасно вирішують різні проблеми росту, підвищуючи ефективність азоту, сприяючи кращому розповсюдженню коренів, збільшуючи генетичне різноманіття та покращуючи загальну врожайність і стійкість сільськогосподарських культур в умовах стресу.