Биопрепараты для современных экологически-ориентированных агротехнологий
Значительное увеличение использования азотных и фосфорных удобрений в период с 1960 по 2000 гг. в результате интенсификации сельскохозяйственного производства привело к значительному...
Биопрепараты для современных экологически-
ориентированных агротехнологий
Чеботарь В.К., Борисов А.Ю., Петров В.Б., Казаков А.Е.
ГНУ Всероссийский НИИ сельскохозяйственной микробиологии,
196608, Санкт-Петербург-Пушкин-8, шоссе Подбельского 3,
E-mail:bisolbi_inter@hotmail.com
Значительное увеличение использования азотных и фосфорных удобрений в период с 1960 по 2000 гг. в результате интенсификации сельскохозяйственного производства привело к значительному истощению естественного потенциала и плодородия почв, ухудшению качества воды и воздуха, не говоря о снижении качества сельскохозяйственной продукции (Bumb and Baanante, 1996; Pinstrup-Anderson et al., 1997; Tilman et al.,2001; Vance,2001 ). Полемика вокруг необходимости экологизации сельского хозяйства ведется не первое десятилетие. Уже к началу 80-х годов прошлого столетия экологи предупреждали, что главным загрязняющим фактором окружающей среды является сельскохозяйственное производство. Вследствие последовательного проведения программ химизации, механизации и мелиорации химическая нагрузка на поля и на иные компоненты агроландшафта росла в геометрической прогрессии.
С каждым годом всё большее развитие в мире получает идея перехода к органическому земледелию. В Западной Европе принято решение - к 2010 году 30% сельскохозяйственных земель перевести на органическое земледелие. В настоящее время рынок продуктов, произведенных при помощи органического земледелия оценивается в 25 млрд.долларов, а к 2006 году ожидается его рост в три раза. Органическое земледелие является основополагающим звеном сельскохозяйственного производства при переходе к устойчивому развитию. Все больше людей, особенно в промышленно развитых странах, проявляют обеспокоенность, вызванную угрозой природе и, в конечном счете человеку. Эта угроза связана с загрязнением, разрушением среды обитания и истощением биологических ресурсов, возможными климатическими катаклизмами, ростом раковых, аллергических и других заболеваний.
Таким образом, в мировой практике отслеживается тенденция снижения доз применяемых минеральных удобрений и возрастает роль их интегрированного использования (по экономическим и экологическим соображениям) с агротехническими приемами, направленными на поддержание естественного плодородия почв, включая научно обоснованные севообороты, мероприятия, направленные на повышение биоразнообразия полезной почвенной микрофлоры.
Без принятия срочных мер по сохранению и повышению плодородия почв, оно уже в ближайшем будущем может быть необратимо утрачено на обширных земледельческих территориях. Государственная политика по отношению к сельскому хозяйству на сегодняшний день меняется в сторону его экологизации и стимулирования биодинамических и органических систем земледелия. Развитие и внедрение экологически ориентированных систем сельского хозяйства, получение экологически чистых продуктов питания является одним из наиболее перспективных направлений развития современного сельского хозяйства.
Наиболее эффективное и экологически безопасное применение азотных, фосфорных и калийных удобрений возможно только при удовлетворении потребности растений в широком спектре других компонентов, обеспечивающих развитие растений без ущерба для плодородия почв, таких как органические удобрения, биопрепараты на основе полезных почвенных микроорганизмов, регуляторы роста и микроэлементы.
Взаимодействие растений с симбиотическими и полезными ризосферными микроорганизмами играют важную роль в развитии растений, обеспечивая их соответствующим питанием и регуляторами роста, защищая от патогенных микроорганизмов, адаптируя к стрессам. Тем не менее, это взаимодействие может сократить количество азотных и фосфорных минеральных удобрений и пестицидов для оптимального развития растений и, в то же самое время, повысить урожай и качество продукции, а также плодородие и микробиологическую активность почв.
Ни для кого не секрет что активность почвенной микрофлоры во многом определяет качественные характеристики пахотного горизонта. Вследствие интенсивного применения минеральных удобрений и пестицидов в современных агротехнологиях, происходит изменение и сокращение биоразнообразия агробиоценоза, в том числе и микробиоты. Сложность заключается в том, что изменение микробиологической активности и микробиологического разнообразия незаметно для невооружённого глаза, поэтому не всегда можно быстро оценить такие изменения.
В настоящее время сельские товаропроизводители недостаточно осведомлены о перспективах использования и возможностях современных микробиологических удобрений и препаратов. Тем не менее, в последнее время отмечается интерес к микробиологическим препаратам. Это связано с изменением подхода к проблеме выращивания экологически чистой сельскохозяйственной продукции и постепенной переориентации АПК на экологически - ориентированное землепользование.
В 60-80–е годы отечественная сельскохозяйственная микробиология интенсивно развивалась. По всей стране создавались производства микробиологических препаратов, которые, как правило, распространялись по разнарядке. В 90-е годы, в процессе реформирования сельского хозяйства спрос на микробиологические препараты резко упал, что было связано с общим спадом сельскохозяйственного производства. Сегодня сельскохозяйственная микробиология может предложить производственникам достаточно большой спектр препаратов, применение которых позволяет значительно снизить, а в некоторых случаях полностью заменить применение химических средств защиты растений, что в конечном итоге приводит к значительному снижению хемогенной нагрузки в агропромышленном производстве.
В последнее время в нашей стране и за рубежом разработан целый ряд биопрепаратов на основе различных штаммов бактерий и грибов, обладающих комплексом полезных свойств. Эти биопрепараты используются для повышения почвенного плодородия и продуктивности культурных растений, защиты их от фитопатогенной микрофлоры и вредителей, повышения качества урожая, снижения норм внесения минеральных удобрений и пестицидов. Новые формы микробиологических препаратов на основе эффективных штаммов полезных микроорганизмов находят всё большее применение в сельскохозяйственной практике.
Среди ризосферных микроорганизмов чаще других позитивным действием на растения отличаются бактерии из родов Pseudomonas, Bacillus, Azomonas, Agrobacterium, Flavobacterium, Arthrobacter. Им присуща высокая динамичность роста, способность поселяться в ризосфере (узком слое почвы, непосредственно прилегающем к поверхности корней) и ризоплане (поверхности корня, включающем углубления и “карманы”, образованные неравномерностью роста тканей корня и отмиранием клеток) культивируемых растений, вытесняя тем самым микроорганизмы, негативно влияющие на рост растений. Все указанные бактерии в большей или меньшей степени способны синтезировать гормоны роста, фиксировать азот атмосферы, переводить соединения фосфора в усвояемые формы, продуцировать соединения, обладающие фунгицидными или фунгистатическими свойствами против фитопатогенных грибов, что благоприятным образом сказывается на физиологическом состоянии и общей продуктивности сельскохозяйственных культур.
Высшие растения, микроорганизмы ризосферы и почва это три компонента природной системы, между которыми складываются специфические взаимоотношения. С одной стороны, растение, благодаря метаболической активности корней, оказывает влияние на развитие микробных популяций. С другой стороны, активно развивающиеся микроорганизмы могут воздействовать на растение, изменяя его физиологию повышая биологический потенциал.
Кроме этого, микроорганизмы, конвертируя корневой опад в гуминовые соединения, поддерживают необходимый баланс и репродуктивную способность почвы. Известно, что концентрация бактерий, обнаруженных в прикорневой зоне, значительно превышает их концентрацию в основной массе почвы. Это явление, известное как ризосферный эффект, было впервые описано еще в 1904 году Хильтнером (Hiltner, 1904). В процессе вегетации растения в ризосфере создаются условия, благоприятные для формирования специфических микробных сообществ.
Ризосфера является местом обитания разнообразных микроорганизмов: бактерий, актиномицетов, грибов, простейших и водорослей. Среди них преобладают бактерии благодаря их способности быстро размножаться и утилизировать широкий спектр органических веществ (Paul, Clark, 1996). Микроорганизмы, населяющие ризосферу, могут оказывать на растение нейтральное, полезное или вредное воздействие. Многие микроорганизмы, обитающие в почве и ризосфере, синтезируют фитотоксины – вещества, подавляющие или задерживающие рост растений. Накапливаясь в почве, они вызывают почвоутомление, что приводит к снижению урожая сельскохозяйственных культур. Кроме того, попадая в растения, а затем в пищу и корм, фитотоксины могут оказывать отрицательное действие на организм человека и животных (Берестецкий, 1978). Некоторые почвенные бактерии из родов Erwinia, Pseudomonas и Xanthomonas могут быть в той или иной степени патогенными для растений. Однако основной урон сельскому хозяйству наносят фитопатогенные грибы родов Fusarium, Pythium, Phytophtora, Verticillium и др., являющиеся возбудителями различных гнилей, пятнистостей, увядания, скручивания листьев и других заболеваний растений (Билай и др., 1988). В то же время многие почвенные бактерии и грибы способны улучшать рост и здоровье растений. Ризосферные бактерии, положительно влияющие на растения, представляют собой гетерогенную группу, включающую представителей многих родов, в частности Azotobacter, Arthrobacter, Acetobacter, Azospirillum, Pseudomonas, Bacillus (Okon, Labandera-Gonzales, 1994; Thomashow, Weller, 1995).
Стимуляция роста растений за счет ассоциативных ризосферных бактерий может быть как прямой, так и опосредованной. Прямая стимуляция роста осуществляется либо за счет снабжения растения веществами, синтезированными бактериями, либо посредством облегчения доступа к питательным веществам, присутствующим в среде обитания. Долгое время полезное действие ассоциативных ризосферных бактерий в основном связывали с фиксацией молекулярного азота, проводя параллель с симбиотической азотфиксацией. Однако у этих бактерий азотфиксация вносит лишь частичный вклад в стимуляцию роста растений (Chanway, Holl, 1991). Кроме улучшения азотного питания, эти бактерии обладают и другими механизмами положительного воздействия на растение-хозяина.
Многие ризосферные бактерии способны синтезировать различные фитогормоны, например индолил-3-уксусную кислоту (ИУК), которые могут стимулировать рост растений на различных стадиях развития (Сostacurta, Vanderleyden, 1995). Ризосферные бактерии могут содействовать поступлению в растение минеральных веществ, переводя их из нерастворимой формы в растворимую (Kloepper et al., 1988; Crowley et al., 1988), синтезировать некоторые низкомолекулярные соединения и ферменты, например, АСС-дезаминазу, предотвращающую синтез стрессового растительного гормона этилена, что также приводит к улучшению роста растений (Glick et al., 1994), а также уменьшать стрессовое воздействие на растение неблагоприятных условий среды (Кунакова, 2000).
Ризосферные бактерии могут также стимулировать рост растений за счет воздействия на другие взаимодействующие с ними организмы, в том числе за счет уменьшения или предотвращения вредного воздействия одного или нескольких фитопатогенных организмов, подавляя их рост. Известно несколько механизмов биологического контроля: антибиозис, конкуренция с фитопатогенной микрофлорой за источники питания и корневую поверхность, паразитизм и хищничество, а также индукция у растений системной устойчивости к заболеваниям. Эти механизмы реализуются благодаря способности бактерий синтезировать различные факторы антагонизма, такие как противогрибные антибиотики, сидерофоры, внеклеточные ферменты и другие метаболиты (Thomashow, Weller, 1995). Некоторые ризосферные бактерии стимулируют развитие бобово-ризобиального симбиоза, что выражается в увеличении количества азотфиксирующих клубеньков и повышении активности нитрогеназы (Akao et al., 1999). Это может происходить за счет выделения ассоциативными бактериями ИУК или изменения метаболизма флавоноидов у растения (Lambrecht et al., 2000). Также имеются сведения о том, что инокуляция растений ассоциативными ризосферными бактериями приводит к стимуляции эндосимбиоза с арбускулярной микоризой, что в конечном итоге приводит к улучшению накопления биомассы инокулированных растений (Barea et al., 1998). Ризосферные микроорганизмы взаимодействуют не только с растением-хозяином, но и с другими микроорганизмами, поэтому уровень как полезного, так и вредного воздействия микроорганизма на растение зависит от его способности сохраняться в ризосфере.
В основном выживание ризосферных бактерий зависит от их способности занимать отдельную зону корня и успешно конкурировать за нее. Колонизация корней играет роль в установлении большинства типов взаимодействий между растением и бактерией (Lugtenberg, Dekkers, 1999).
Ассоциативные бактерии способны заселять ризосферу, ризоплану и поверхностные ткани корня. В наибольшей степени колонизируются области корня с максимальной экссудацией, такие как верхние слои кортекса, места сочленения и прорастания боковых корней (Maloney et al., 1997; Jaeger et al., 1999). Псевдомонады в основном концентрируются в области корня, примыкающей к семени, а по направлению к кончику их количество резко уменьшается (de Weger et al., 1989; Simons et al., 1996; Bloemberg et al., 1997; Chin-A-Woeng et al., 1997). Многие псевдомонады способны образовывать микроколонии, значительное количество которых располагается в местах соединения клеток эпидермиса (Campbell, Greaves, 1990; Chin-A-Woeng et al., 1997). Азоспириллы преимущественно заселяют зону растяжения, кончик корня, места прорастания боковых корней и корневые волоски (Егоренкова и др., 2000; Bashan, Levanony, 1989) и иногда могут проникать в ткани корня (Bashan, Holguin, 1997). Некоторые представители рода Bacillus, обладающие способностью к азотфиксации, также могут заселять поверхностные слои корня (Lalande et al., 1989).
Характер распределения бактерий в ризосфере и ризоплане зависит от возраста растения (Chebotar et al., 1999), морфологии корня и пищевых потребностей микроорганизма (Maloney et al., 1997; Semenov et al., 1999). К изменению структуры микробных сообществ ризосферы приводит варьирование состава корневых выделений растений, вызванное воздействием различных факторов среды (Maloney et al., 1997; Griffiths et al., 1999; Yang, Crowly, 2000).
Большинство авторов отмечает, что бактерии родов Pseudomonas и Bacillus являются наиболее перспективными для применения в качестве биологических удобрений (Кочетков и др., 1990; Гораль и др., 1999; Kapulnik, 1985). Эти бактерии продуцируют широкий спектр, вторичных метаболитов, включая регуляторы роста и антибиотики, а также хорошо приспосабливаются к условиям ризосферы. Перспективность использования препаратов на основе бактерий рода Bacillus базируется также на способности этих бактерий к спорообразованию, позволяющему микроорганизму длительное время сохраняться в почве (Emmert, Handelsman, 1999).
Таким образом, азотфиксирующий и эндомикоризный симбиозы и ассоциации полезных ризосферных микроорганизмов имеют огромное значение для развивающегося экологически ориентированного сельскохозяйственного производства, позволяя сохранять природное плодородие почвы и поддерживать многообразие растительных сообществ (Hardarson, 1993; Heijden et al., 1998). А потенциал симбиотических и полезных ризосферных взаимодействий между микробами и растениями может быть широко использован в сельскохозяйственном производстве. Данные взаимодействия могут значительно способствовать развитию сбалансированных адаптивных сельскохозяйственных систем, защите окружающей среды, сохранению и поддержанию биоразнообразия полезной почвенной микрофлоры агроценозов.
Многие сельхозпроизводители помнят биопрепараты, которые достаточно широко применялись в 80-е-90-е годы (Азотобактерин, Флавобактерин, Ризоторфин, Ризоплан, Планриз, Битоксибацилин и др.). Все препараты того времени производились в виде монокультуры определённого вида микроорганизмов. В настоящее время, некоторые из вышеперечисленных биопрепаратов продолжают производится в региональных биолабораториях. К сожалению, производители этих препаратов, не всегда с должной степенью серьёзности относятся к соблюдению технологических регламентов и обновлению производственных штаммов микроорганизмов, в результате чего качество таких препаратов оставляет желать лучшего. Но обиднее всего то, что у сельских товаропроизводителей, применивших в своей практике такие биопрепараты, остаётся негативное отношение к современному потенциалу сельскохозяйственной микробиологии.
В последнее время во ВНИИСХМ разработаны биопрепараты группы Экстрасол, которые на сегодняшний момент приобретают всё большую популярность у сельхозпроизводителей. В 2002 году более 60 хозяйств из различных регионов РФ применяли их в своей практике на общей площади более 100 000 га. В стадии регистрации находятся новые разработки биопрепаратов комплексного действия такие как «Бисолби», «БисолбиФит», «БисолбиСан».
На основе этих разработок в ближайшие годы планируется разработка экологически-ориентированных агротехнологий с использованием комплексных биоорганических и биоминеральных удобрений, ориентированных на повышение биологического потенциала и продуктивности сельскохозяйственных культур.
Литература
1. Берестецкий, О.А. Фитотоксины почвенных микроорганизмов и их экологическая роль // Фитотоксические свойства микроорганизмов / Л., 1978. с. 7-30.
2. Билай, В.И., Гвоздяк, Р.И., Скрипаль, И.Г. Микроорганизмы – возбудители болезней растений / Под ред. Билай В.И. // Киев: Наук. думка, 1988. – 522с.
3. Гораль, В.М., Лаппа, Н.В., Гораль С.В., Гарагуля, А.Д., Киприанова, Е.А., Омельянец, Т.Г., Смирнов, В.В. Инсектофунгицидный препарат гаупсин на основе штаммов Pseudomonas aureofaciens // Прикл. биох. и микробиол. 1999. 35(5): 596-598.
4. Егоренкова, И.В., Кононова, С.А., Скворцов, И.М. Игнатов, В.В. Исследование начальных этапов взаимодействия бактерий Azospirillum brasilense с корнями проростков пшеницы: адсорбции, деформации корневых волосков // Микробиология. 2000. 69(1): 120-126.
5. Кочетков, В.В., Дубейковский, А.Н., Боронин, А.М. Ризосферные псевдомонады для защиты растений от фитопатогенов // Новые направления в биотехнологии. Пущино. 1990. с. 36-37.
6. Кунакова, А.М. Взаимодействие ассоциативных бактерий с растениями при различных агроэкологических условиях // Автореф. дисс. канд. биол. наук. Спб., 1998.
7. Akao S., Minakawa Y., Taki H., Khan M.K., Yuhashi K.I., Nakayama Y., Asis Jr C.A., Chebotar V., Kang U.G., Minamisawa K., Ridege R. Use of lacZ and gusA Reporter Genes to trace the infection process of nitrogen-fixing bacteria // JARQ. 1999. Vol. 33. No 2. 77-84.
8. Bashan, Y., and Levanony, H. Factors affecting adsorption of Azospirillum brasilense Cd to root hairs as compared with root surface of wheat // Can.J. Microbiol. 1989. 35: 881-887.
9. Barea, J.M., Andrade, G., Bianciotto, V., Dowling, D., Lohrke, S., Bonfante, P., O’Gara, F., Azcon-Aguilar, C. Impact on arbuscular mycorrhiza formation of Pseudomonas strains used as inoculants for biocontrol of soil-borne fungal plant pathogens // Appl. Environ. Microbiol. 1998. 64(6): 2304-2307.
10. Bloemberg, G.V., O’Tool, G.A., Lugtenberg, B.J.J., Kolter, R. Green fluorescent protein as
a marker for Pseudomonas spp. // Appl. Environ. Microbiol. 1997. 63: 4543-4551.
11. Bumb B.L., Baanante C.A. 1996. The Role of Fertilizer in Sustaining Food Security and Protecting the Environment. Food, Agriculture and the Environment Discussion Paper 17. International Food Policy Research Institute, Washington, DC
12. Campbell, R., and Greaves, M.P. Anatomy and community structure of the rhizosphere // The Rhizosphere. Ed. by Lynch, J.M. / Chichester: Willey & Sons. 1990. pp. 11-34.
13. Chanway, C.P., and Holl, F.B. Biomass increase and associative nitrogen fixation of mycorryzal Pinus contorta Dougl. Seedlings inoculated with a plant growth promoting Bacillus strain // Can. J. Bot. 1991. 69: 507-511.
14. Chebotar V., Nakayama Y., Kang U.G., Gaali E.E., Akao S. Use of reporter gus-gene to study the colonization of the rice roots by Azospirillum lipoferrum // Soil Microorganisms. 1999. V. 53. №1. P. 13-18.
15. Chin-A-Woeng, T.F.C., de Priester, W., van der Bij, A.J., and Lugtenberg, B.J.J. Description of the colonization of a gnotobiotic tomato rhizosphere by Pseudomonas fluorescens biocontrol strain WCS365, using scanning electron microscop // Mol. Plant-Microb. Interact. 1997. 10: 613-618.
16. Costacurta A., Vanderleyden J. Synthesis of phytogormones by plant-associated bacteria // Critical Rew. Microbiol. 1995. 21: 1-18.
17. Crowley D.E., Reid C.P.P., and Szaniszlo P.J. Utilization of microbial siderophores in iron acquisition by oat // Plant Physiol. 1988. 87: 680-685.
18. de Weger L.A., van Loosdrecht M.C.M., Klaasen H.E, and Lugtenberg B. 1989. Mutational changes in physicochemical cell surface properties of plant-growth-stimulating Pseudomonas spp. do not influence the attachment properties of the cells. J.Bacteriol. 171:2756-2761
19. Emmert, E.A.B., Handelsman, J. Biocontrol of plant disease: a (Gram-) positive perspective // FEMS Microbiol. Letters. 1999. 171(1): 1-9.
20. Glick, B.R., Jacobson, C.B., Schwarze, M.M.K., and Pasternak, J.J. Does the enzyme 1-Aminocyclopropane-1-carboxylic acid deaminase play a role in plant growth-promotion by Pseudomonas putida GR12-2? // Improving plant productivity with rhizosphere bacteria. Ed. by . M.H. Ryder, P.M. Stephens, and G.D. Bowen // Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, Adelaide, Australia. 1994. P.150-152.
21. Griffiths, B. S., K. Ritz, N. Ebblewhite, and G. Dobson. 1999. Soil microbial community structure: effects of substrate loading rates // Soil Biol. Biochem. 31: 145–153.
22. Hardarson G. 1993. Methods for enhancing symbiotic nitrogen fixation. Plant and Soil. 152: 1-18.
23. Heijden van der M.G.A., Klironomas J.N., Ursic M. e.a. 1998. Mycorrhizal fungi diversity determines plant biodiversity, ecosystem variability and productivity. Nature. 396: 69-72.
24. Hiltner L. Uber neuere Erfahrungen und Problem auf dem Gebeit der Bodenbakteriologie und unter besonderer Berucksichtigung der Grundungung und Brache // Arb Dtsch. Landwirt. Ges. 1904. Vol. 98. P. 59-78.
25. Jaeger III, C.H., Lindow, S.E., Miller, W., Clark, E., and Firestone, M.K. Mapping of sugar and amino acid availability in soil around roots with bacterial sensors of sucrose and tryptophan // AEM, 1999. 65: 2685-2690.
26. Kapulnik, Y., Okon., Y., Henis, Y. Changes in root morphology of wheat caused bu Azospirillum inoculation // Can. J. Microbiol. 1985. 31(10): 881-887.
27. Kloepper J.W., Lifshits R., Schroth M.N. Pseudomonas inoculants to benefit plant production // ISI Atlas Sci. Anim. Plant Sci. 1988. pp. 60-64.
28. Lalande, R., Bissonette, N., Coutlee, D., Antoun, H. Identification of rhizobacteria from maize and determination of their plant-growth promotion potential // Plant. Soil. 1989. 115: 7-11.
29. Lambrecht, M., Okon, Y., Vande Broek, A., and Vanderleyden, J. Indole-3-acetic acid: a reciprocal signaling molecule in bacteria-plant interactions // Trends in Microliology. 2000. 8(7): 298-300.
30. Lugtenberg, B.J.J., and Dekkers, L.C. What makes Pseudomonas bacteria rhizosphere competent? // Environ. Microbiol. 1999. 1(1): 9-13.
31. Maloney, P.E., van Bruggen, A.H.C., Hu, S. Bacterial community structure in relation to the carbon environments in lettuce and tomato rhizosphere and in bulk soil // Microbial Ecology, 1997. 34: 109-117.
32. Okon, Y., and Labandera-Gonzalez, C.A. Agronomic applications of Azospirillum / Improving plant productivity with rhizosphere bacteria. Ed. by M.H. Ryder, P.M. Stephens, and G.D. Bowen // Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, Adelaide, Australia. 1994. pp. 274-278.
33. Paul, E.A., and Clark, F.E. Soil microbiology and biochemistry // Academic Press, San Diego, Calif. 1996.
34. Pinstrup-Anderson P., Pandy-Lorch R., Rosegrant M.W. 1997. The world food situation: recent developments, emerging issues and long-term prospects. Vision 2020: Food Policy Report. International Food Policy Research Institute, Washington, DC, 36 pp
35. Semenov A.M., van Bruggen S.H., Zelenev V.V. Moving waves of bacteria populations and total organic carbon along roots of wheat // Microb. Ecol. 1999. 37: 116-128.
36. Simons, M., van der Bij, A.J., Brand, I., de Weger, L.A., Wijffelman, C.A., and Lugtenberg, B.J.J. Gnotobiotic system for studying rhizosphere colonization by plant growth-promoting Pseudomonas bacteria // MPMI. 1996. 9: 600-607.
37. Thomashow, L.S., Weller, D.M. Current concepts in the use of introduced bacteria for biological disease control: mechanisms and antifungal metabolites // Plant Microbe Interactions. Ed. by Stacey G., Keen N. / New York: Chapman and Hall. 1995. 1: 187–235.
38. Tilman D., Fargione J., Wolff B., D’Antonio C., Dobson A., Howarth R., Schindler D., Schlesinger W.H., Simberloff D., Swackhamer D.. 2001. Forecasting agriculturally driven global environmental change. Science 292: 281–284
39. Vance C.P. 2001. Symbiotic nitrogen fixation and phosphorus acquisition. Plant nutrition in a world of declining renewable resources. Plant Physiology 127: 390-397.
40. Yang, C-H., Crowley, D.E. Rhizosphere microbial community structure in relation to root location and plant iron nutritional status // Appl. Environ. Microb. 2000. 66: 345-351.
ориентированных агротехнологий
Чеботарь В.К., Борисов А.Ю., Петров В.Б., Казаков А.Е.
ГНУ Всероссийский НИИ сельскохозяйственной микробиологии,
196608, Санкт-Петербург-Пушкин-8, шоссе Подбельского 3,
E-mail:bisolbi_inter@hotmail.com
Значительное увеличение использования азотных и фосфорных удобрений в период с 1960 по 2000 гг. в результате интенсификации сельскохозяйственного производства привело к значительному истощению естественного потенциала и плодородия почв, ухудшению качества воды и воздуха, не говоря о снижении качества сельскохозяйственной продукции (Bumb and Baanante, 1996; Pinstrup-Anderson et al., 1997; Tilman et al.,2001; Vance,2001 ). Полемика вокруг необходимости экологизации сельского хозяйства ведется не первое десятилетие. Уже к началу 80-х годов прошлого столетия экологи предупреждали, что главным загрязняющим фактором окружающей среды является сельскохозяйственное производство. Вследствие последовательного проведения программ химизации, механизации и мелиорации химическая нагрузка на поля и на иные компоненты агроландшафта росла в геометрической прогрессии.
С каждым годом всё большее развитие в мире получает идея перехода к органическому земледелию. В Западной Европе принято решение - к 2010 году 30% сельскохозяйственных земель перевести на органическое земледелие. В настоящее время рынок продуктов, произведенных при помощи органического земледелия оценивается в 25 млрд.долларов, а к 2006 году ожидается его рост в три раза. Органическое земледелие является основополагающим звеном сельскохозяйственного производства при переходе к устойчивому развитию. Все больше людей, особенно в промышленно развитых странах, проявляют обеспокоенность, вызванную угрозой природе и, в конечном счете человеку. Эта угроза связана с загрязнением, разрушением среды обитания и истощением биологических ресурсов, возможными климатическими катаклизмами, ростом раковых, аллергических и других заболеваний.
Таким образом, в мировой практике отслеживается тенденция снижения доз применяемых минеральных удобрений и возрастает роль их интегрированного использования (по экономическим и экологическим соображениям) с агротехническими приемами, направленными на поддержание естественного плодородия почв, включая научно обоснованные севообороты, мероприятия, направленные на повышение биоразнообразия полезной почвенной микрофлоры.
Без принятия срочных мер по сохранению и повышению плодородия почв, оно уже в ближайшем будущем может быть необратимо утрачено на обширных земледельческих территориях. Государственная политика по отношению к сельскому хозяйству на сегодняшний день меняется в сторону его экологизации и стимулирования биодинамических и органических систем земледелия. Развитие и внедрение экологически ориентированных систем сельского хозяйства, получение экологически чистых продуктов питания является одним из наиболее перспективных направлений развития современного сельского хозяйства.
Наиболее эффективное и экологически безопасное применение азотных, фосфорных и калийных удобрений возможно только при удовлетворении потребности растений в широком спектре других компонентов, обеспечивающих развитие растений без ущерба для плодородия почв, таких как органические удобрения, биопрепараты на основе полезных почвенных микроорганизмов, регуляторы роста и микроэлементы.
Взаимодействие растений с симбиотическими и полезными ризосферными микроорганизмами играют важную роль в развитии растений, обеспечивая их соответствующим питанием и регуляторами роста, защищая от патогенных микроорганизмов, адаптируя к стрессам. Тем не менее, это взаимодействие может сократить количество азотных и фосфорных минеральных удобрений и пестицидов для оптимального развития растений и, в то же самое время, повысить урожай и качество продукции, а также плодородие и микробиологическую активность почв.
Ни для кого не секрет что активность почвенной микрофлоры во многом определяет качественные характеристики пахотного горизонта. Вследствие интенсивного применения минеральных удобрений и пестицидов в современных агротехнологиях, происходит изменение и сокращение биоразнообразия агробиоценоза, в том числе и микробиоты. Сложность заключается в том, что изменение микробиологической активности и микробиологического разнообразия незаметно для невооружённого глаза, поэтому не всегда можно быстро оценить такие изменения.
В настоящее время сельские товаропроизводители недостаточно осведомлены о перспективах использования и возможностях современных микробиологических удобрений и препаратов. Тем не менее, в последнее время отмечается интерес к микробиологическим препаратам. Это связано с изменением подхода к проблеме выращивания экологически чистой сельскохозяйственной продукции и постепенной переориентации АПК на экологически - ориентированное землепользование.
В 60-80–е годы отечественная сельскохозяйственная микробиология интенсивно развивалась. По всей стране создавались производства микробиологических препаратов, которые, как правило, распространялись по разнарядке. В 90-е годы, в процессе реформирования сельского хозяйства спрос на микробиологические препараты резко упал, что было связано с общим спадом сельскохозяйственного производства. Сегодня сельскохозяйственная микробиология может предложить производственникам достаточно большой спектр препаратов, применение которых позволяет значительно снизить, а в некоторых случаях полностью заменить применение химических средств защиты растений, что в конечном итоге приводит к значительному снижению хемогенной нагрузки в агропромышленном производстве.
В последнее время в нашей стране и за рубежом разработан целый ряд биопрепаратов на основе различных штаммов бактерий и грибов, обладающих комплексом полезных свойств. Эти биопрепараты используются для повышения почвенного плодородия и продуктивности культурных растений, защиты их от фитопатогенной микрофлоры и вредителей, повышения качества урожая, снижения норм внесения минеральных удобрений и пестицидов. Новые формы микробиологических препаратов на основе эффективных штаммов полезных микроорганизмов находят всё большее применение в сельскохозяйственной практике.
Среди ризосферных микроорганизмов чаще других позитивным действием на растения отличаются бактерии из родов Pseudomonas, Bacillus, Azomonas, Agrobacterium, Flavobacterium, Arthrobacter. Им присуща высокая динамичность роста, способность поселяться в ризосфере (узком слое почвы, непосредственно прилегающем к поверхности корней) и ризоплане (поверхности корня, включающем углубления и “карманы”, образованные неравномерностью роста тканей корня и отмиранием клеток) культивируемых растений, вытесняя тем самым микроорганизмы, негативно влияющие на рост растений. Все указанные бактерии в большей или меньшей степени способны синтезировать гормоны роста, фиксировать азот атмосферы, переводить соединения фосфора в усвояемые формы, продуцировать соединения, обладающие фунгицидными или фунгистатическими свойствами против фитопатогенных грибов, что благоприятным образом сказывается на физиологическом состоянии и общей продуктивности сельскохозяйственных культур.
Высшие растения, микроорганизмы ризосферы и почва это три компонента природной системы, между которыми складываются специфические взаимоотношения. С одной стороны, растение, благодаря метаболической активности корней, оказывает влияние на развитие микробных популяций. С другой стороны, активно развивающиеся микроорганизмы могут воздействовать на растение, изменяя его физиологию повышая биологический потенциал.
Кроме этого, микроорганизмы, конвертируя корневой опад в гуминовые соединения, поддерживают необходимый баланс и репродуктивную способность почвы. Известно, что концентрация бактерий, обнаруженных в прикорневой зоне, значительно превышает их концентрацию в основной массе почвы. Это явление, известное как ризосферный эффект, было впервые описано еще в 1904 году Хильтнером (Hiltner, 1904). В процессе вегетации растения в ризосфере создаются условия, благоприятные для формирования специфических микробных сообществ.
Ризосфера является местом обитания разнообразных микроорганизмов: бактерий, актиномицетов, грибов, простейших и водорослей. Среди них преобладают бактерии благодаря их способности быстро размножаться и утилизировать широкий спектр органических веществ (Paul, Clark, 1996). Микроорганизмы, населяющие ризосферу, могут оказывать на растение нейтральное, полезное или вредное воздействие. Многие микроорганизмы, обитающие в почве и ризосфере, синтезируют фитотоксины – вещества, подавляющие или задерживающие рост растений. Накапливаясь в почве, они вызывают почвоутомление, что приводит к снижению урожая сельскохозяйственных культур. Кроме того, попадая в растения, а затем в пищу и корм, фитотоксины могут оказывать отрицательное действие на организм человека и животных (Берестецкий, 1978). Некоторые почвенные бактерии из родов Erwinia, Pseudomonas и Xanthomonas могут быть в той или иной степени патогенными для растений. Однако основной урон сельскому хозяйству наносят фитопатогенные грибы родов Fusarium, Pythium, Phytophtora, Verticillium и др., являющиеся возбудителями различных гнилей, пятнистостей, увядания, скручивания листьев и других заболеваний растений (Билай и др., 1988). В то же время многие почвенные бактерии и грибы способны улучшать рост и здоровье растений. Ризосферные бактерии, положительно влияющие на растения, представляют собой гетерогенную группу, включающую представителей многих родов, в частности Azotobacter, Arthrobacter, Acetobacter, Azospirillum, Pseudomonas, Bacillus (Okon, Labandera-Gonzales, 1994; Thomashow, Weller, 1995).
Стимуляция роста растений за счет ассоциативных ризосферных бактерий может быть как прямой, так и опосредованной. Прямая стимуляция роста осуществляется либо за счет снабжения растения веществами, синтезированными бактериями, либо посредством облегчения доступа к питательным веществам, присутствующим в среде обитания. Долгое время полезное действие ассоциативных ризосферных бактерий в основном связывали с фиксацией молекулярного азота, проводя параллель с симбиотической азотфиксацией. Однако у этих бактерий азотфиксация вносит лишь частичный вклад в стимуляцию роста растений (Chanway, Holl, 1991). Кроме улучшения азотного питания, эти бактерии обладают и другими механизмами положительного воздействия на растение-хозяина.
Многие ризосферные бактерии способны синтезировать различные фитогормоны, например индолил-3-уксусную кислоту (ИУК), которые могут стимулировать рост растений на различных стадиях развития (Сostacurta, Vanderleyden, 1995). Ризосферные бактерии могут содействовать поступлению в растение минеральных веществ, переводя их из нерастворимой формы в растворимую (Kloepper et al., 1988; Crowley et al., 1988), синтезировать некоторые низкомолекулярные соединения и ферменты, например, АСС-дезаминазу, предотвращающую синтез стрессового растительного гормона этилена, что также приводит к улучшению роста растений (Glick et al., 1994), а также уменьшать стрессовое воздействие на растение неблагоприятных условий среды (Кунакова, 2000).
Ризосферные бактерии могут также стимулировать рост растений за счет воздействия на другие взаимодействующие с ними организмы, в том числе за счет уменьшения или предотвращения вредного воздействия одного или нескольких фитопатогенных организмов, подавляя их рост. Известно несколько механизмов биологического контроля: антибиозис, конкуренция с фитопатогенной микрофлорой за источники питания и корневую поверхность, паразитизм и хищничество, а также индукция у растений системной устойчивости к заболеваниям. Эти механизмы реализуются благодаря способности бактерий синтезировать различные факторы антагонизма, такие как противогрибные антибиотики, сидерофоры, внеклеточные ферменты и другие метаболиты (Thomashow, Weller, 1995). Некоторые ризосферные бактерии стимулируют развитие бобово-ризобиального симбиоза, что выражается в увеличении количества азотфиксирующих клубеньков и повышении активности нитрогеназы (Akao et al., 1999). Это может происходить за счет выделения ассоциативными бактериями ИУК или изменения метаболизма флавоноидов у растения (Lambrecht et al., 2000). Также имеются сведения о том, что инокуляция растений ассоциативными ризосферными бактериями приводит к стимуляции эндосимбиоза с арбускулярной микоризой, что в конечном итоге приводит к улучшению накопления биомассы инокулированных растений (Barea et al., 1998). Ризосферные микроорганизмы взаимодействуют не только с растением-хозяином, но и с другими микроорганизмами, поэтому уровень как полезного, так и вредного воздействия микроорганизма на растение зависит от его способности сохраняться в ризосфере.
В основном выживание ризосферных бактерий зависит от их способности занимать отдельную зону корня и успешно конкурировать за нее. Колонизация корней играет роль в установлении большинства типов взаимодействий между растением и бактерией (Lugtenberg, Dekkers, 1999).
Ассоциативные бактерии способны заселять ризосферу, ризоплану и поверхностные ткани корня. В наибольшей степени колонизируются области корня с максимальной экссудацией, такие как верхние слои кортекса, места сочленения и прорастания боковых корней (Maloney et al., 1997; Jaeger et al., 1999). Псевдомонады в основном концентрируются в области корня, примыкающей к семени, а по направлению к кончику их количество резко уменьшается (de Weger et al., 1989; Simons et al., 1996; Bloemberg et al., 1997; Chin-A-Woeng et al., 1997). Многие псевдомонады способны образовывать микроколонии, значительное количество которых располагается в местах соединения клеток эпидермиса (Campbell, Greaves, 1990; Chin-A-Woeng et al., 1997). Азоспириллы преимущественно заселяют зону растяжения, кончик корня, места прорастания боковых корней и корневые волоски (Егоренкова и др., 2000; Bashan, Levanony, 1989) и иногда могут проникать в ткани корня (Bashan, Holguin, 1997). Некоторые представители рода Bacillus, обладающие способностью к азотфиксации, также могут заселять поверхностные слои корня (Lalande et al., 1989).
Характер распределения бактерий в ризосфере и ризоплане зависит от возраста растения (Chebotar et al., 1999), морфологии корня и пищевых потребностей микроорганизма (Maloney et al., 1997; Semenov et al., 1999). К изменению структуры микробных сообществ ризосферы приводит варьирование состава корневых выделений растений, вызванное воздействием различных факторов среды (Maloney et al., 1997; Griffiths et al., 1999; Yang, Crowly, 2000).
Большинство авторов отмечает, что бактерии родов Pseudomonas и Bacillus являются наиболее перспективными для применения в качестве биологических удобрений (Кочетков и др., 1990; Гораль и др., 1999; Kapulnik, 1985). Эти бактерии продуцируют широкий спектр, вторичных метаболитов, включая регуляторы роста и антибиотики, а также хорошо приспосабливаются к условиям ризосферы. Перспективность использования препаратов на основе бактерий рода Bacillus базируется также на способности этих бактерий к спорообразованию, позволяющему микроорганизму длительное время сохраняться в почве (Emmert, Handelsman, 1999).
Таким образом, азотфиксирующий и эндомикоризный симбиозы и ассоциации полезных ризосферных микроорганизмов имеют огромное значение для развивающегося экологически ориентированного сельскохозяйственного производства, позволяя сохранять природное плодородие почвы и поддерживать многообразие растительных сообществ (Hardarson, 1993; Heijden et al., 1998). А потенциал симбиотических и полезных ризосферных взаимодействий между микробами и растениями может быть широко использован в сельскохозяйственном производстве. Данные взаимодействия могут значительно способствовать развитию сбалансированных адаптивных сельскохозяйственных систем, защите окружающей среды, сохранению и поддержанию биоразнообразия полезной почвенной микрофлоры агроценозов.
Многие сельхозпроизводители помнят биопрепараты, которые достаточно широко применялись в 80-е-90-е годы (Азотобактерин, Флавобактерин, Ризоторфин, Ризоплан, Планриз, Битоксибацилин и др.). Все препараты того времени производились в виде монокультуры определённого вида микроорганизмов. В настоящее время, некоторые из вышеперечисленных биопрепаратов продолжают производится в региональных биолабораториях. К сожалению, производители этих препаратов, не всегда с должной степенью серьёзности относятся к соблюдению технологических регламентов и обновлению производственных штаммов микроорганизмов, в результате чего качество таких препаратов оставляет желать лучшего. Но обиднее всего то, что у сельских товаропроизводителей, применивших в своей практике такие биопрепараты, остаётся негативное отношение к современному потенциалу сельскохозяйственной микробиологии.
В последнее время во ВНИИСХМ разработаны биопрепараты группы Экстрасол, которые на сегодняшний момент приобретают всё большую популярность у сельхозпроизводителей. В 2002 году более 60 хозяйств из различных регионов РФ применяли их в своей практике на общей площади более 100 000 га. В стадии регистрации находятся новые разработки биопрепаратов комплексного действия такие как «Бисолби», «БисолбиФит», «БисолбиСан».
На основе этих разработок в ближайшие годы планируется разработка экологически-ориентированных агротехнологий с использованием комплексных биоорганических и биоминеральных удобрений, ориентированных на повышение биологического потенциала и продуктивности сельскохозяйственных культур.
Литература
1. Берестецкий, О.А. Фитотоксины почвенных микроорганизмов и их экологическая роль // Фитотоксические свойства микроорганизмов / Л., 1978. с. 7-30.
2. Билай, В.И., Гвоздяк, Р.И., Скрипаль, И.Г. Микроорганизмы – возбудители болезней растений / Под ред. Билай В.И. // Киев: Наук. думка, 1988. – 522с.
3. Гораль, В.М., Лаппа, Н.В., Гораль С.В., Гарагуля, А.Д., Киприанова, Е.А., Омельянец, Т.Г., Смирнов, В.В. Инсектофунгицидный препарат гаупсин на основе штаммов Pseudomonas aureofaciens // Прикл. биох. и микробиол. 1999. 35(5): 596-598.
4. Егоренкова, И.В., Кононова, С.А., Скворцов, И.М. Игнатов, В.В. Исследование начальных этапов взаимодействия бактерий Azospirillum brasilense с корнями проростков пшеницы: адсорбции, деформации корневых волосков // Микробиология. 2000. 69(1): 120-126.
5. Кочетков, В.В., Дубейковский, А.Н., Боронин, А.М. Ризосферные псевдомонады для защиты растений от фитопатогенов // Новые направления в биотехнологии. Пущино. 1990. с. 36-37.
6. Кунакова, А.М. Взаимодействие ассоциативных бактерий с растениями при различных агроэкологических условиях // Автореф. дисс. канд. биол. наук. Спб., 1998.
7. Akao S., Minakawa Y., Taki H., Khan M.K., Yuhashi K.I., Nakayama Y., Asis Jr C.A., Chebotar V., Kang U.G., Minamisawa K., Ridege R. Use of lacZ and gusA Reporter Genes to trace the infection process of nitrogen-fixing bacteria // JARQ. 1999. Vol. 33. No 2. 77-84.
8. Bashan, Y., and Levanony, H. Factors affecting adsorption of Azospirillum brasilense Cd to root hairs as compared with root surface of wheat // Can.J. Microbiol. 1989. 35: 881-887.
9. Barea, J.M., Andrade, G., Bianciotto, V., Dowling, D., Lohrke, S., Bonfante, P., O’Gara, F., Azcon-Aguilar, C. Impact on arbuscular mycorrhiza formation of Pseudomonas strains used as inoculants for biocontrol of soil-borne fungal plant pathogens // Appl. Environ. Microbiol. 1998. 64(6): 2304-2307.
10. Bloemberg, G.V., O’Tool, G.A., Lugtenberg, B.J.J., Kolter, R. Green fluorescent protein as
a marker for Pseudomonas spp. // Appl. Environ. Microbiol. 1997. 63: 4543-4551.
11. Bumb B.L., Baanante C.A. 1996. The Role of Fertilizer in Sustaining Food Security and Protecting the Environment. Food, Agriculture and the Environment Discussion Paper 17. International Food Policy Research Institute, Washington, DC
12. Campbell, R., and Greaves, M.P. Anatomy and community structure of the rhizosphere // The Rhizosphere. Ed. by Lynch, J.M. / Chichester: Willey & Sons. 1990. pp. 11-34.
13. Chanway, C.P., and Holl, F.B. Biomass increase and associative nitrogen fixation of mycorryzal Pinus contorta Dougl. Seedlings inoculated with a plant growth promoting Bacillus strain // Can. J. Bot. 1991. 69: 507-511.
14. Chebotar V., Nakayama Y., Kang U.G., Gaali E.E., Akao S. Use of reporter gus-gene to study the colonization of the rice roots by Azospirillum lipoferrum // Soil Microorganisms. 1999. V. 53. №1. P. 13-18.
15. Chin-A-Woeng, T.F.C., de Priester, W., van der Bij, A.J., and Lugtenberg, B.J.J. Description of the colonization of a gnotobiotic tomato rhizosphere by Pseudomonas fluorescens biocontrol strain WCS365, using scanning electron microscop // Mol. Plant-Microb. Interact. 1997. 10: 613-618.
16. Costacurta A., Vanderleyden J. Synthesis of phytogormones by plant-associated bacteria // Critical Rew. Microbiol. 1995. 21: 1-18.
17. Crowley D.E., Reid C.P.P., and Szaniszlo P.J. Utilization of microbial siderophores in iron acquisition by oat // Plant Physiol. 1988. 87: 680-685.
18. de Weger L.A., van Loosdrecht M.C.M., Klaasen H.E, and Lugtenberg B. 1989. Mutational changes in physicochemical cell surface properties of plant-growth-stimulating Pseudomonas spp. do not influence the attachment properties of the cells. J.Bacteriol. 171:2756-2761
19. Emmert, E.A.B., Handelsman, J. Biocontrol of plant disease: a (Gram-) positive perspective // FEMS Microbiol. Letters. 1999. 171(1): 1-9.
20. Glick, B.R., Jacobson, C.B., Schwarze, M.M.K., and Pasternak, J.J. Does the enzyme 1-Aminocyclopropane-1-carboxylic acid deaminase play a role in plant growth-promotion by Pseudomonas putida GR12-2? // Improving plant productivity with rhizosphere bacteria. Ed. by . M.H. Ryder, P.M. Stephens, and G.D. Bowen // Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, Adelaide, Australia. 1994. P.150-152.
21. Griffiths, B. S., K. Ritz, N. Ebblewhite, and G. Dobson. 1999. Soil microbial community structure: effects of substrate loading rates // Soil Biol. Biochem. 31: 145–153.
22. Hardarson G. 1993. Methods for enhancing symbiotic nitrogen fixation. Plant and Soil. 152: 1-18.
23. Heijden van der M.G.A., Klironomas J.N., Ursic M. e.a. 1998. Mycorrhizal fungi diversity determines plant biodiversity, ecosystem variability and productivity. Nature. 396: 69-72.
24. Hiltner L. Uber neuere Erfahrungen und Problem auf dem Gebeit der Bodenbakteriologie und unter besonderer Berucksichtigung der Grundungung und Brache // Arb Dtsch. Landwirt. Ges. 1904. Vol. 98. P. 59-78.
25. Jaeger III, C.H., Lindow, S.E., Miller, W., Clark, E., and Firestone, M.K. Mapping of sugar and amino acid availability in soil around roots with bacterial sensors of sucrose and tryptophan // AEM, 1999. 65: 2685-2690.
26. Kapulnik, Y., Okon., Y., Henis, Y. Changes in root morphology of wheat caused bu Azospirillum inoculation // Can. J. Microbiol. 1985. 31(10): 881-887.
27. Kloepper J.W., Lifshits R., Schroth M.N. Pseudomonas inoculants to benefit plant production // ISI Atlas Sci. Anim. Plant Sci. 1988. pp. 60-64.
28. Lalande, R., Bissonette, N., Coutlee, D., Antoun, H. Identification of rhizobacteria from maize and determination of their plant-growth promotion potential // Plant. Soil. 1989. 115: 7-11.
29. Lambrecht, M., Okon, Y., Vande Broek, A., and Vanderleyden, J. Indole-3-acetic acid: a reciprocal signaling molecule in bacteria-plant interactions // Trends in Microliology. 2000. 8(7): 298-300.
30. Lugtenberg, B.J.J., and Dekkers, L.C. What makes Pseudomonas bacteria rhizosphere competent? // Environ. Microbiol. 1999. 1(1): 9-13.
31. Maloney, P.E., van Bruggen, A.H.C., Hu, S. Bacterial community structure in relation to the carbon environments in lettuce and tomato rhizosphere and in bulk soil // Microbial Ecology, 1997. 34: 109-117.
32. Okon, Y., and Labandera-Gonzalez, C.A. Agronomic applications of Azospirillum / Improving plant productivity with rhizosphere bacteria. Ed. by M.H. Ryder, P.M. Stephens, and G.D. Bowen // Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, Adelaide, Australia. 1994. pp. 274-278.
33. Paul, E.A., and Clark, F.E. Soil microbiology and biochemistry // Academic Press, San Diego, Calif. 1996.
34. Pinstrup-Anderson P., Pandy-Lorch R., Rosegrant M.W. 1997. The world food situation: recent developments, emerging issues and long-term prospects. Vision 2020: Food Policy Report. International Food Policy Research Institute, Washington, DC, 36 pp
35. Semenov A.M., van Bruggen S.H., Zelenev V.V. Moving waves of bacteria populations and total organic carbon along roots of wheat // Microb. Ecol. 1999. 37: 116-128.
36. Simons, M., van der Bij, A.J., Brand, I., de Weger, L.A., Wijffelman, C.A., and Lugtenberg, B.J.J. Gnotobiotic system for studying rhizosphere colonization by plant growth-promoting Pseudomonas bacteria // MPMI. 1996. 9: 600-607.
37. Thomashow, L.S., Weller, D.M. Current concepts in the use of introduced bacteria for biological disease control: mechanisms and antifungal metabolites // Plant Microbe Interactions. Ed. by Stacey G., Keen N. / New York: Chapman and Hall. 1995. 1: 187–235.
38. Tilman D., Fargione J., Wolff B., D’Antonio C., Dobson A., Howarth R., Schindler D., Schlesinger W.H., Simberloff D., Swackhamer D.. 2001. Forecasting agriculturally driven global environmental change. Science 292: 281–284
39. Vance C.P. 2001. Symbiotic nitrogen fixation and phosphorus acquisition. Plant nutrition in a world of declining renewable resources. Plant Physiology 127: 390-397.
40. Yang, C-H., Crowley, D.E. Rhizosphere microbial community structure in relation to root location and plant iron nutritional status // Appl. Environ. Microb. 2000. 66: 345-351.
31.01.2004 08:24:47