Аюдар

Вместе с азотом (N) фосфор (Р) является ключевым элементом питания растений. Он участвует практически во всех основных метаболических процессах растений, включая фотосинтез и дыхание, передачу и консервацию энергии, молекулярный биосинтез и трансдукцию сигналов, а также фиксацию азота у бобовых. Обеспечение растений достаточным количеством фосфора на ранних этапах их развития имеет большое значение для закладки репродуктивных органов, увеличения корневой системы, повышения жизнеспособности и устойчивости к болезням. Это помогает формировать полноценные семена и способствует раннему созреванию сельхозкультур.

Несмотря на то, что фосфор содержится в почвах в виде неорганических и органических соединений в достаточном количестве, он является лимитирующим фактором развития растений, поскольку большая его часть находится в недоступной для поглощения корнями форме. Общее содержание фосфора в верхнем 30-сантиметровом слое почвы составляет от 400 до 4000 кг/га, и только около 1% (10-30 кг/га) используется растениями за период вегетации для формирования биомассы.

Эффективность использования химических фосфорных удобрений также не превышает 30% из-за связывания этого элемента или в форме фосфатов железа/алюминия в кислых почвах, или в виде фосфата кальция – в нейтральных или щелочных. Кроме того, частое и неконтролируемое применение химических фосфорных удобрений ведет к значительным потерям в сельском хозяйстве и отрицательно влияет на плодородие почв из-за нарушения микробного разнообразия. Собственно, как добыча фосфатных минералов, так и внесение фосфорных удобрений на полях не являются экологически безопасными и экономически оправданными. Это порождает целый ряд проблем: во-первых, выделение в атмосферу фтора – высоколетучего и токсичного газа, а во-вторых, накопление кадмия и других тяжелых металлов в почве при частом использовании фосфорных удобрений. В то же время, существуют расчеты, свидетельствующие о том, что накопленного в сельскохозяйственных почвах фосфора достаточно для поддержания максимального уровня урожая во всем мире на протяжении приблизительно 100 лет при условии его преобразования в доступную форму.

Микробиологические фосфатмобилизаторы являются эффективным средством решения проблемы доступности фосфора в почве для агрокультур. В частности, микроорганизмы могут растворять фосфорные соединения и минерализовать фосфор из неорганических и органических почвенных пулов. Они способны развиваться в разных условиях, однако существенно отличаются по эффективности мобилизации фосфатов, которая зависит от типа почвы, ее физико-химического состава, а также вида выращиваемой культуры. Как правило, грибы имеют больший потенциал для растворения соединений фосфора, чем бактерии, поскольку проявляют более высокую фосфатмобилизирующую активность и способны проникать в более глубокие слои почвы. На фосфатмобилизирующий потенциал микроорганизмов в значительной степени влияют концентрация железа, температура, источники углерода и азота.

Следует отметить, что микроорганизмы-фосфатмобилизаторы способны также стимулировать рост растений путем синтеза полезных метаболитов, таких как фитогормоны, антибиотики или сидерофоры.

Таким образом, использование эффективных фосфаттрансформирующих микроорганизмов открывает новые горизонты для повышения урожайности сельскохозяйственных культур с одновременным поддержанием плодородия почв.