Науковці Інституту сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН працюють у кількох перспективних напрямках, втілення в життя яких покращить екологію, родючість ґрунтів і допоможе аграріям значно економити на добривах. Це само собою здешевить продукцію та зробить її більш конкурентною на ринку продовольства.
Цікаво, що у своїх розробках чернігівські науковці використовують не лише корисні мікроорганізми та бактерії, але й гриби, які до цього часу вважали патогеном для рослин. Та чи не найбільш унікальною розробкою є бактеризація і збагачення за допомогою мікроорганізмів мінеральних добрив, що призводить до кращої засвоюваності мікроелементів та суттєвої економії (до 40%), власне, самих добрив.
«Наша мета – обрати кращі високоефективні штами серед існуючих видів»
Сьогодні важко уявити вирощування сої без передпосівної обробки посівного матеріалу інокулянтами. Інститут сільськогосподарської мікробіології спеціалізується на розробці найбільш ефективних із них.
Провідного наукового співробітника Інституту, кандидата біологічних наук Дмитра Крутила називають спеціалістом по сої номер один. Мікробіолог досліджує ефективність штамів бульбочкових бактерій, які утворюють бульбашки на коренях рослин і фіксують молекулярний азот.
«Раніше нами було доведено, що бульбочкові бактерії у ґрунтах України відсутні, а вирощування культури досить тривале. Використання біопрепаратів призвело до того, що сформувались місцеві біопопуляції, які відрізняються за щільністю та якісним складом, – каже Дмитро Крутило. – Незважаючи на це, залишаються ділянки, де ці бактерії відсутні. Тому наша робота полягає в пошуку штамів бульбочкових бактерій – високоефективних і конкурентоспроможних, які використовуватимуться для інокуляції сої. Підвищення їх ефективності, збільшення їх кількості та азотофіксуючих властивостей дозволить отримувати рослинам екологічно чистий азот і прибавку врожайності».
Дмитро Крутило та Олена Шаховніна працюють з бактеріями та грибами
На дослідній ділянці в Чернігові Дмитро Крутило досліджує нову селекційну розробку Інституту кормів НААН – класичний сорт сої «Титан», внесений до реєстру лише у 2021 році. Сорт є високоврожайним (до 5,5 т/га) і стійким до посухи. Власне, по самій рослині помітно, що вона є досить розвиненою і це при тому, що на дослідній ділянці не використовують жодних добрив, а насіння не обробляють інокулянтами.
«Тут ми досліджуємо ефективність нових штамів», – пояснює науковець.
За його словами, донедавна в ґрунтах України було відомо про один вид бактерій, але з розвитком генетичних методів з’явились нові види, які здатні інфікувати сою.
«Ми використовуємо рослини-пастки, які дозволяють відбирати з ґрунтів бульбочкові бактерії, – ділиться тонкощами методи мікробіолог. – Потім їм ідентифікували за допомогою сучасних генетичних методів і визначили, що в нас з’явились два нові види, які раніше не були описані в ґрунтах України. Наша мета – обрати кращі високоефективні штами серед цих видів».
Бульбочки на сої. Більше бульбочок — більше азоту
Чому це важливо? Як пояснюють науковці, кращі штами беруть за основу для виробництва біопрепаратів. Крім того, досліди показали, що різноманіття штамів досить важливе для сої – чим більше різноманіття на коренях, тим краща врожайність. Важливо також і те, що які б «круті» іноземні біопрепарати ви не використовували, вітчизняні все одно будуть ефективнішими, оскільки вони зроблені зі штамів бактерій наших ґрунтів.
Гриби, що засвоюють фосфор, пом’якшують вплив посухи та засоленості ґрунтів
Колега Дмитра Крутила, кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Інституту Олена Шаховніна досліджує вплив штамів ендофітних грибів, виділених із насіння сої.
«Ендофітні гриби мешкають у внутрішніх тканинах, ми їх виділяли з коренів, – пояснює процедуру науковець. – Сподіваємось відібрати такий штам, який допоможе поруч із азотом засвоювати рослинам і фосфор, тому що важливе значення для рослини має фосфорне живлення, особливо, якщо фосфору в доступній формі мало в ґрунтах».
За словами Олени Шаховніної, саме явище ендофітії давно відоме не перше десятиріччя. Зокрема, перші дослідження чернігівські мікробіологи провели понад 15 років тому, але нещодавно знову активізувались в цьому напрямку, який також набув популярності серед іноземних науковців. Основна мета досліджень – отримати кращу засвоюваність фосфору.
На дослідній ділянці науковець Інституту досліджує штами грибів на ультраскоростиглому сорті сої «Арніка» селекції Інститут землеробства НААН з потенціалом врожайності – 3,5 тонни з гектара.
За словами Олени Шаховніної, вона проводить вісім варіантів досліджень, в яких представлені гриби різних видів і штамів.
Зокрема, певні штами поручі з розчиненням фосфору, активно продукують стимулюючі речовини, пом’якшують вплив посухи та засолення ґрунтів.
«Наразі ми перебуваємо на стадії первинного дослідження, – каже дослідниця. – Все почалося з біотестів в лабораторії, а зараз ми відбираємо найкращий штам. Перші результати будуть восени, однак і це буде лише відбір. А загалом цікаво подивитись, як працюватиме потрійний симбіоз – коли насіння обробляється перед висівом як бульбочковими бактеріями, так і ендофітним грибом. Все це треба дослідити, привести у відповідність і тоді вже щось рекомендувати».
Бактерії для добрив зекономлять 40% витрат
Ще один перспективний і потужний напрямок – біологічні аспекти перебігу процесів мінералізації органічних речовин і ґрунті та синтез гумусових сполук.
Динозаври мікробіології Віталій Волкогон та Анатолій Москаленко на полі з картоплею
Керівник програми «сільськогосподарська мікробіологія» і фактично головний мікробіолог країни Віталій Волкогон, який приймає досліди науковців, каже, що цей напрямок здатен змінити підходи до ведення сільського господарства.
«Раніше агрохіміки та мікробіологи не знаходили між собою точок дотику. Ми тут поєднуємо ці два напрями і дві науки, – розповідає Віталій Васильович. – Ми обробляємо не насіння, а гранули добрив, вносимо збагачені добрива. Це у нас четвертий рік досліду, і ми вже такі штами знайшли. Нанесення їх на гранули добрив, азофоски зокрема, підвищує врожайність на 25 відсотків врожайність картоплі».
Наскільки це технологічно складно?
За словами Віталія Волкогона, дослідження спрямовані на те, щоб максимально спростити технологічний аспект – не обробляти мікроорганізмом бульбу перед посадкою, а обробляти добриво. Кінцева мета – вийти на завод, запропонувати технологічну лінію зі збагачення мінеральних добрив. Причому науковець наголошує на одному важливому аспекті – зменшення норми добрив, адже при збагаченні добрив мікроорганізмами підвищується засвоюваність рослинами діючої речовини – азоту, фосфору, калію… «Скажімо, рекомендовано 100 кілограмів на гектар, а ми можемо внести 60 кілограмів з тим самим ефектом, тож і маємо економію ресурсів», – резюмує науковець.
Класична соя Титан — без добрив та інокулянтів
Наразі дослідники працюють з бактеріями роду «Bacillus», оскільки ці бактерії здатні утворювати спори, а спора – це стадія розвитку мікроорганізму, яка забезпечує зберігання.
«Навіть за умови нагрівання суспензії спори залишаться. Вони стійкі до дії хімічних речовин», – пояснює Віталій Волкогон.
Тривалість зберігання таких спор – щонайменше рік. Чи можуть вони зберігатись більше – у цьому і полягає пошукове завдання. Як пояснюють чернігівські науковці, використання цього методу можливе не тільки для картоплі, а й для інших видів культурних рослин».
Директор Інституту сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН Анатолій Москаленко переконаний, що майбутнє сільського господарства – за мікробіологічними препаратами, а очолювана ним наукова установа покликана стати флагманом серед виробників біопрепаратів і рушієм прогресу в аграрному секторі.
Віталій Назаренко, фото автора
