Микробы могут стать натуральным удобрением для бедных почв

Исследование, опубликованное в The ISME Journal, выявило 522 генома архей и бактерий, связанных с корнями и почвой двух видов растений, произрастающих в бразильском горном саванном экорегионе кампос-рупестрес ("каменистые луга"). Были идентифицированы сотни микроорганизмов, ранее неизвестных науке, что показывает, что этот экорегион является очагом биоразнообразия.

Открытие может стать основой для разработки биологических заменителей химических удобрений, особенно содержащих фосфор.

"Фосфор обычно присутствует в почве, но не всегда в доступной для растений форме. Большинство обнаруженных нами микроорганизмов делают фосфор растворимым, чтобы растения могли его поглощать", — сообщил Антониу Камарго, первый автор статьи.

Исследование проводилось при поддержке Центра геномных исследований изменений климата (GCCRC) в партнерстве с Бразильской корпорацией сельскохозяйственных исследований (EMBRAPA).

Одно из растений, Vellozia epidendroides, растет на мелкой почве, а другое, Barbacenia macranta, было найдено растущим на открытой скале. Оба принадлежат к семейству Velloziacea. Образцы были собраны в частной зоне, прилегающей к национальному парку Серра-ду-Сипо.

Сравнение микроорганизмов, связанных с растениями на почве и на скалах, показало, что они представляют разные сообщества, но имеют много общих видов. Некоторые микроорганизмы были высокоспециализированы в транспорте фосфора и его преобразовании в растворимую форму.

"Микробные сообщества также играют важную роль в снабжении растений азотом", — отметил Камарго.

Новые решения

"Наше исследование показывает, что микроорганизмы могут играть ключевую роль в адаптации растений к экстремальным условиям этой среды. В частности, они удовлетворяют потребность растений в фосфоре", — заявил Рафаэл Соарес Корреа де Соуза, один из авторов статьи.

Исследователи ожидают, что их открытия внесут вклад в создание продуктов, заменяющих химические фосфорные удобрения. Более половины фосфатных удобрений, используемых в Бразилии, импортируется.

Помимо зависимости от импорта, фосфатные удобрения загрязняют водоемы, а их производство является источником выбросов парниковых газов (примерно 1 кг на каждый кг удобрений). Кроме того, фосфор — невозобновляемый природный ресурс.

Биоудобрения уже используются в Бразилии. В случае с соей они являются основным источником азота на 80% посевных площадей. Предыдущее исследование GCCRC показало, что использование биологических инокулянтов вместо азотных удобрений может сэкономить 10 млрд долларов в год.

"Исследование также подчеркивает необходимость сохранения экосистем Бразилии, которые могут предложить множество других природных решений", — сказал Соуза.

Кампос-рупестрес — это очаги биоразнообразия с множеством эндемичных видов. Их общая площадь составляет около 26 500 км², разбросанных по биомам Серрадо, Каатинга и Атлантического леса. Основные угрозы этим экосистемам — добыча полезных ископаемых и скотоводство.

Исследователи уже проводят испытания для проверки пользы некоторых обнаруженных микроорганизмов на сельскохозяйственных землях в GCCRC в Кампинасе.