Взаємодія рослинних мікробіомів для посилення продуктивності сільського господарства

Останніми роками спостерігається зростаючий інтерес до сфери рослинних мікробіомів. Це спільноти мікробів, що живуть у взаємодії з рослинами. Було виявлено, що вони відіграють вирішальну роль у здоров'ї, рості та продуктивності рослин. У цій статті ми розглянемо концепцію взаємодії рослин і мікробів та обговоримо шляхи її оптимізації для підвищення продуктивності сільського господарства.
Рослинні мікробіоми: складна екосистема
Рослинний мікробіом - це складна екосистема, яка включає як корисні, так і патогенні мікроби. Корисні мікроби, такі як симбіотичні бактерії та гриби, допомагають рослинам засвоювати поживні речовини, захищатися від патогенів та переносити стресові умови навколишнього середовища. Патогенні мікроби, навпаки, можуть викликати хвороби та знижувати врожайність сільськогосподарських культур.
Склад рослинного мікробіому залежить від різних факторів, включаючи вид рослини, тип ґрунту, клімат та агротехнічні заходи. Мікробіом також є динамічним і може змінюватися у відповідь на стимули навколишнього середовища та взаємодію з іншими організмами.
Мікробний симбіоз: безпрограшна ситуація
Одним із найцікавіших аспектів взаємодії рослин і мікробів є концепція мікробного симбіозу. Це взаємовигідні відносини між рослиною та мікробом, в яких виграють обидва партнери. Симбіотичні бактерії, такі як Rhizobium, утворюють бульбочки на коренях бобових рослин і перетворюють атмосферний азот у форму, яку рослина може використовувати. Натомість рослина забезпечує бактерії сприятливим середовищем та поживними речовинами.
Іншим прикладом мікробного симбіозу є асоціація між мікоризними грибами та корінням рослин. Гриби розширюють кореневу систему рослини, дозволяючи їй отримувати доступ до поживних речовин та води, які інакше були б недоступні. Натомість гриби отримують вуглеводи від рослини.
Екологічна рівновага: ключ до успіху
Хоча симбіотичні відносини є корисними, важливо підтримувати екологічну рівновагу в рослинному мікробіомі. Це означає забезпечення того, щоб корисні мікроби переважали патогенні. Кілька факторів можуть впливати на екологічний баланс, включаючи використання хімічних добрив та пестицидів, які можуть порушувати мікробну спільноту.
Для оптимізації взаємодії рослин і мікробів дуже важливо сприяти росту корисних мікробів та пригнічувати ріст патогенних. Цього можна досягти за допомогою різних стратегій, таких як використання біопрепаратів.
Біопрепарати: сталий підхід
Біопрепарати - це натуральні продукти, отримані з мікробів, рослин або тварин. Вони можуть використовуватися як біостимулятори, біопестициди або біоагенти для покращення росту, здоров'я та продуктивності рослин. Біопрепарати є стійкою альтернативою хімічним добривам та пестицидам, оскільки вони екологічно безпечні, економічно ефективні та мають менше негативних наслідків для здоров'я людини та навколишнього середовища.
Одним із прикладів біопрепарату є Trichoderma harzianum, гриб, який може посилювати ріст рослин та захист від патогенів. Гриб виробляє різні сполуки, такі як леткі органічні сполуки, які можуть приваблювати корисних комах та пригнічувати ріст патогенних грибів.
Іншим прикладом є Bacillus subtilis, бактерія, яка може сприяти росту рослин та пригнічувати ріст патогенних бактерій. Бактерія виробляє різні сполуки, такі як антибіотики та ферменти, які можуть гальмувати ріст патогенних бактерій та посилювати поглинання поживних речовин рослинами.
Посилення взаємодії: майбутнє сільського господарства
Щоб посилити взаємодію рослин і мікробів для підвищення продуктивності сільського господарства, дуже важливо розуміти механізми, що лежать в основі цієї взаємодії. Цього можна досягти за допомогою різних підходів, таких як геноміка, протеоміка та метаболоміка.
Геноміка включає секвенування мікробного геному та ідентифікацію генів та регуляторних елементів, що беруть участь у взаємодії рослин і мікробів. Протеоміка включає ідентифікацію та характеристику білків, що виробляються мікробами, та їх взаємодію з рослинними білками. Метаболоміка включає ідентифікацію та характеристику метаболітів, що виробляються мікробами, та їх вплив на ріст і здоров'я рослин.
Висновок
На завершення, взаємодія рослин і мікробів відіграє вирішальну роль у здоров'ї, рості та продуктивності рослин. Оптимізуючи цю взаємодію, можна підвищити продуктивність сільського господарства сталим та екологічно чистим способом. Біопрепарати є перспективним підходом до посилення взаємодії рослин і мікробів, оскільки вони є натуральними продуктами, отриманими з мікробів, рослин або тварин. Однак важливо сприяти екологічній рівновазі в рослинному мікробіомі та підтримувати здорову та різноманітну мікробну спільноту. Подальші дослідження необхідні для розуміння механізмів, що лежать в основі взаємодії рослин і мікробів, та розробки нових стратегій оптимізації цієї взаємодії для підвищення продуктивності сільського господарства.
-
Автор: Катерина НаумоваБакалавр хімічного виробництва, Національний аграрний університет України