Устранение потребности сои в азоте

Соя богата белком, что полезно для людей и животных, но высокая концентрация белка имеет свою цену. Для его синтеза растениям требуется много азота. Часть азота они получают благодаря симбиозу со специализированными бактериями в почве, которые живут в корневых клубеньках и фиксируют атмосферный азот. Однако этого биологического процесса может быть недостаточно, и фермерам часто приходится вносить азотные удобрения.

Новое исследование показывает, что можно увеличить количество корневых клубеньков сои и колоний бактерий в них, что повышает урожайность и потенциально устраняет необходимость в дополнительных удобрениях. «Это открывает возможность достижения более высоких урожаев сои исключительно за счет биологической фиксации», — говорит Марианжела Хунгрия, исследователь из Embrapa Soja (Бразилия).

Ученые инокулировали семена сои бактериями (стандартный метод), а также проводили дополнительное опрыскивание растений бактериальным раствором на более поздних стадиях роста. Растения, получившие дополнительную инокуляцию, сформировали больше клубеньков, что привело к повышению урожайности на 27–28% только от обработки семян и еще большему росту при опрыскивании. Это открытие важно, так как ранее считалось, что образование клубеньков жестко регулируется. «Ограничение происходит в начале роста сои, когда появляются первые клубеньки», — поясняет Хунгрия.

Переход на биологическую фиксацию повышает устойчивость сельского хозяйства: сокращаются выбросы CO₂ (на производство 0,45 кг азотного удобрения может приходиться не менее 4,5 кг CO₂) и уменьшается загрязнение водоемов из-за стока избыточного азота. Это также экономически выгодно, особенно для Бразилии, которая импортирует около 70% азотных удобрений. Стратегия уже успешно тестируется на фермах с 2016 года.

Хунгрия полагает, что результаты могут быть применимы и за пределами Бразилии, но требуют проверки из-за различий в генетике сои в разных странах. «Микроорганизмы могут стать "звездами" новой эры сельского хозяйства, ориентированной не только на продовольственную безопасность, но и на устойчивость», — заключает исследователь.