Бразильские исследователи обнаружили в почвах на северо-востоке страны штаммы бактерий, которые способны заменить синтетические азотные удобрения при выращивании арахиса. Микроорганизмы, обитающие на корнях диких родственников этой культуры, значительно ускоряют рост и повышают содержание азота в культурных сортах. Результаты работы опубликованы в журнале Plant Biosystems.
Ученые изучали бактерии рода Bradyrhizobium, которые живут в симбиозе с растениями семейства бобовых. Они образуют на корнях клубеньки, в которых преобразуют атмосферный азот в доступную для растений форму. Источником микроорганизмов послужили три диких вида арахиса – Arachis batizocoi, Arachis duranensis и Arachis magna, произрастающие в засушливых, бедных питательными веществами почвах Бразилии.
В ходе эксперимента исследователи выделили из корневых клубеньков диких растений несколько штаммов бактерий и применили их для инокуляции семян культурного арахиса. Растения, обработанные этими микроорганизмами, показали заметный прирост биомассы побегов и корней, а также сформировали больше клубеньков по сравнению с контрольной группой, которую не обрабатывали и не удобряли.
Один из штаммов, получивший обозначение ESA 584 и выделенный с корней Arachis batizocoi, показал наилучшие результаты по всем параметрам. Наибольший практический интерес представляет тот факт, что растения, инокулированные бактериями этого вида, накопили столько же общего азота, сколько и арахис, получавший минеральные азотные удобрения. Это открывает возможность существенно сократить затраты фермеров и снизить экологическую нагрузку, связанную с производством и применением удобрений.
Суровые условия бразильских полупустынь, где выживают дикие виды арахиса, послужили естественным фильтром, который отобрал наиболее эффективные и выносливые штаммы бактерий. По мнению авторов исследования, такой подход – поиск полезных микроорганизмов у диких предков сельскохозяйственных культур – можно применять для улучшения и других растений, особенно в регионах с неблагоприятными почвенными и климатическими условиями.