'Почвенные пробиотики' обещают более крупные и здоровые урожаи, но есть и обратная сторона

Более половины потребляемой человеком энергии растительного происхождения приходится всего на три культуры: рис, пшеницу и кукурузу. Эти культуры, как и большинство наземных растений, живут в эволюционно древнем партнерстве с определенным типом грибов — арбускулярными микоризными грибами.

Эти грибы проникают в корни растений, попадая даже внутрь корневых клеток. В отношениях взаимной выгоды грибы снабжают растения необходимыми питательными веществами, а растение обеспечивает грибы сахаром.

Помогая растениям усваивать питательные вещества из почвы, эти грибы могут повышать урожайность сельскохозяйственных культур, увеличивать устойчивость к вредителям и снижать потребность в удобрениях. Поэтому неудивительно, что интерес к использованию этих почвенных грибов в сельском хозяйстве существует давно.

Однако исследования показывают, что в некоторых случаях эти грибы могут вредить культурам, а не помогать им. Это означает, что в стремлении получить пользу от использования этих грибов в качестве удобрений необходимо действовать с осторожностью.

Биоудобрения

Идея использования арбускулярных микоризных грибов в качестве «биоудобрений» не нова. Многие компании уже продают грибные продукты, стимулирующие рост сельскохозяйственных культур и усвоение минералов.

Тем не менее, эффект этих биоудобрений на культуры на самом деле сильно варьируется. И, несмотря на растущий рыночный интерес, мало доказательств того, что они обязательно полезны в каждой ситуации.

Биоудобрения могут стимулировать рост растений и устойчивость к вредителям, но этот эффект часто зависит от контекста. Разные виды арбускулярных микоризных грибов могут обеспечивать разные преимущества, а иногда и вовсе не давать их.

Результаты также могут различаться в зависимости от культуры. Один сорт может получить значительный прирост от биоудобрения, тогда как другой — нет. Различия в типе почвы, доступности питательных веществ и даже сезоне также могут влиять на результат.

Для правильной работы грибным биоудобрениям также необходимо быть совместимыми с местными условиями, включая микроорганизмы, уже присутствующие в почве. Ключевой вопрос: являются ли инокулянтные грибы более сильными конкурентами, чем «аборигенные» грибы, уже укоренившиеся в почве? Более того, о долгосрочных эффектах внедрения этих грибов в почву и окружающую экосистему известно мало.

Грибы-друзья или враги?

Микоризные грибы также могут оказывать негативное воздействие на культуры. В исследовании изучалось влияние сообщества арбускулярных микоризных грибов на рост пшеницы и ее устойчивость к микроскопическим червям, поражающим корни. Эти вредители, называемые фитопаразитарными нематодами, ежегодно наносят ущерб урожаю на сумму около 80 млрд долларов США.

Было обнаружено, что инокуляция грибами фактически снижала рост растений и подавляла важные защитные соединения в корнях. Также наблюдалось увеличение популяции нематод в почве, потенциально из-за ослабления защитных механизмов растений.

Конечно, это лишь один пример. И этот эксперимент не проводился в полевых условиях. Тем не менее, это не единственное исследование, выявившее потенциально негативные последствия использования биоудобрений.

Почвенные пробиотики

Биоудобрения похожи на кишечные пробиотики: оба подхода направлены на внедрение «хороших» микробов туда, где они окажутся полезными. Но так же, как широко разрекламированная польза кишечных пробиотиков работает не для всех, наши результаты рисуют аналогичную картину для почвенных грибов.

Проще говоря, не существует универсального грибного биоудобрения, которое подойдет для каждой культуры в любой среде. Но это не значит, что не нужно работать над улучшением нашей способности использовать эти грибы. Напротив, это должно быть приоритетом — биоудобрения могут стать мощным инструментом для решения проблем, связанных с ростом населения и изменением климата.

В правильных условиях биоудобрения могут значительно повысить урожайность и устойчивость к вредителям, потенциально помогая выращивать больше продовольствия более устойчивым способом. Но прежде чем мы сможем обратить эту древнюю симбиотическую связь между растениями и грибами себе на пользу, нам необходимо узнать больше.