Бактерии, питающие азотом растения, испытывающие его дефицит, прослежены
Международная группа исследователей, включая троих из Национальной лаборатории Брукхейвен Министерства энергетики США, впервые напрямую проследила, как почвенные бактерии поглощают азот из воздуха и переводят его в доступную для растений форму аммония. Этот процесс, известный как биологическая фиксация азота, существенно стимулировал рост злаковой культуры Setaria viridis в условиях сильного дефицита азота в почве.
Результаты, опубликованные в мартовском номере журнала Plant Journal, открывают новые стратегии для экологически чистого земледелия и получения биотоплива. Ученые измерили влияние двух видов бактерий, Azospirillum brasilense и Herbaspirillum seropedicae, на рост растения. Используя радиоактивный индикатор азота с периодом полураспада 10 минут, произведенный на циклотроне Брукхейвена, они впервые получили прямое доказательство БФА, отследив поглощение азота бактериями и его последующее перемещение в растение. Это привело к значительному увеличению высоты, веса и длины корней.
«Наши результаты показывают, что здоровый рост может быть достигнут путем сочетания определенных почвенных бактерий со злаками, даже когда растения выращиваются в почве, крайне бедной азотом», — заявил соавтор исследования Ричард Феррьери. Ученые планируют применить этот метод к другим культурам, включая сорго, просо прутьевидное и мискантус, а также к продовольственным культурам, таким как кукуруза и пшеница. Особенно перспективным оказался мутантный штамм H. seropedicae, разработанный бразильскими коллегами.
«Бактерии, которые мы используем, входят в число тех, что продаются в Южной Америке в качестве инокулянтов для сельскохозяйственных культур, но эта технология не получила широкого распространения в США», — отметил соавтор Гэри Стэйси. Исследователи надеются, что их работа будет стимулировать развитие этого направления, которое может способствовать более устойчивому сельскому хозяйству, избегая проблем, связанных с химическими удобрениями, таких как сток азота в водоемы и экологический ущерб.