Группа исследователей разработала технологию выращивания томатов в гидропонных системах с использованием искусственно созданных микробных сообществ. Результаты работы, опубликованные в научном журнале «npj Sustainable Agriculture», показывают, что направленное заселение прикорневой зоны специально подобранными консорциумами бактерий и грибов позволяет заметно увеличить урожайность растений – в среднем на треть – и укрепить их иммунитет.
Гидропоника, активно применяемая в городском фермерстве, позволяет выращивать сельскохозяйственные культуры в полностью контролируемой среде. Однако в таких бессубстратных системах отсутствует естественная микрофлора, которая в обычных условиях обеспечивает растения питательными веществами и защищает их от патогенов. Авторы исследования под руководством Уилкинсона воссоздали эти сложные экологические связи искусственным путем, создав оптимальный микробиом для корневой системы томатов.
В отличие от традиционных биоудобрений на основе почвенных вытяжек, новый метод базируется на точном конструировании микробных смесей. Ученые отобрали штаммы микроорганизмов с доказанной эффективностью. Эти бактерии и грибы переводят труднорастворимые фосфаты в доступную форму, фиксируют азот, вырабатывают гормоны роста и способствуют усвоению железа. Такой подход гарантирует стабильность результатов и позволяет адаптировать состав под конкретные климатические условия или гибриды растений.
Эксперименты в закрытых гидропонных комплексах зафиксировали прирост биомассы томатов на 30 % по сравнению с контрольной группой, получавшей только стандартные минеральные растворы. Кроме того, обработанные растения показали повышенную устойчивость к распространенным заболеваниям. Микроорганизмы подавляют патогены за счет синтеза природных антимикробных соединений и активации собственных защитных механизмов растений, что снижает потребность в химических пестицидах.
По мнению авторов работы, разработанная методология применима не только к томатам, но и к другим культурам. Внедрение контролируемых микробиомов способно уменьшить зависимость мирового сельского хозяйства от синтетических удобрений и повысить общую устойчивость продовольственного сектора в условиях климатических изменений. Следующим шагом станут испытания технологии на крупных коммерческих фермах и проработка вопросов экологической безопасности использования подобных биопрепаратов.