O'quvchiga taqdim etilayotgan material raqobatbardosh qishloq xo'jaligi

va tuproq unumdorligini takror ishlab chiqarishni ta'minlash. Moslashuvchan landshaft dehqonchiligi tizimlarini loyihalash va joriy etish energiya sarfini minimallashtirish, hosil sifatini yaxshilash va atrof-muhitni ifloslantirish xavfini
kamaytirish imkonini beradi. Bu vazifalarni amalga oshirish uchun faqat agrokimyoviy (pestitsidlar va o'g'itlar) foydalanishga asoslangan an'anaviy yondashuvlar, intensiv turdagi yangi navlarni joriy etish va hokazolar etarli emas. Agrolandshaft yondashuvining asosiy afzalligi tabiiy resurslardan maksimal darajada foydalanishdir.

Butunrossiya Qishloq xo'jaligi mikrobiologiyasi ilmiy-tadqiqot

instituti ilmiy asoslangan va taklif etadi

3

ko'p yillik amaliyot bilan tasdiqlangan va shuning uchun bu maqsadga erishishning haqiqiy yo'li. Bu usul qishloq xo'jaligi mahsulotlarini ishlab chiqarishni optimallashtirish va tuproq unumdorligini saqlash uchun tuproq mikrobiologik jarayonlarini yo'naltirilgan tartibga solishdir.

So'nggi paytlarda butun dunyoda, shu jumladan Rossiyada qishloq xo'jaligida mikrobiologiya muammolariga qiziqish beqiyos ortdi.

Mikroorganizmlarning o'simliklar hayotidagi roli haqidagi tushunchamizni sezilarli darajada kengaytirish va chuqurlashtirish va o'simliklar etishtirishda azot va fosforli o'g'itlardan foydalanishni kamaytirish, pestitsidlarni mikrobiologik preparatlar bilan almashtirish va o'simliklarni stressdan himoya qilish bo'yicha ustuvor amaliy vazifalarni shakllantirish mumkin edi. tuproqning og'ir metallar va radionuklidlar bilan ifloslanishi natijasida yuzaga kelgan.
Bunday texnologiyalar asosan mikrobiologik preparatlardan foydalanishga asoslangan bo'lib, ular foydali xususiyatlari uchun tanlangan mikroorganizmlarning tirik hujayralari bo'lib, ular madaniy suyuqlikda yoki neytral tashuvchida adsorbsiyalangan. Bunday preparat to'g'ri joyda va to'g'ri vaqtda mikroorganizmlarning foydali shakllarining katta konsentratsiyasini (preparatning bir grammida 1-5 milliardgacha bakterial hujayralarni o'z ichiga oladi) yaratishga imkon beradi. Shu sababli, kiritilgan shakllar mahalliy mikroflora bilan muvaffaqiyatli raqobatlasha oladi va o'simlik tomonidan taqdim etilgan ekologik bo'shliqlarni egallaydi. Mikrobiologik preparatlar yuz yildan
ortiq vaqtdan beri ma'lum, lekin ko'pincha ularning samaradorligi etarli emas yoki beqaror bo'lib chiqdi, shuning uchun ular qishloq xo'jaligi ishlab
chiqarishi mahsuldorligini oshirishda muhim rol o'ynay olmadi. Yaqinda fundamental bilimlar paydo bo'ldi, bu mavjud kamchiliklarni bartaraf etish va mikroorganizmlar va o'simliklarning o'zaro ta'sirini optimallashtirish uchun tubdan yangi yondashuvlarni taklif qilish imkonini beradi.
Gap, eng avvalo, mikroorganizmlar va o'simliklarning genetik tizimlarining o'zaro ta'sir jarayonida birlashishi hodisasining kashf etilishi haqida ketmoqda. Ushbu hodisa, ayniqsa, tugun bakteriyasi modelida chuqur o'rganilgan -
loviya o'simliklari. Mikro va makrosimbiontlarni molekulyar genetik o'rganish natijasida bakteriyalarda ham, o'simliklarda ham tegishli sherik yo'qligida ifodalanmaydigan (jim) simbiotik genlar to'plami mavjudligini ko'rsatish mumkin edi. Uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'lgan o'ziga xoslik fenomeni (faqat ma'lum genotiplarga ega bo'lgan sheriklar o'rtasida simbiozni o'rnatish qobiliyati) simbiotik munosabatlarni o'rnatishdan oldin signalizatsiya darajasida to'liq tushuntirilgan. Har bir dukkakli o'simlikda dukkakli o'simliklarning har bir turiga xos flavonoid birikmalarining spektri bilan belgilanadigan ma'lum bir kimyoviy "portret" mavjud. Flavonlar va flavonoidlarning signalizatsiya molekulalari bakterial genlarning ifodasini tartibga solishga qodir, shuning uchun ba'zi birikmalar sabab bo'ladi.
4

bakterial sim genlarning o'ziga xos o'zaro ta'sirida (no'xat tugunlari bakteriyalarida naringenin, beda tugunlari bakteriyalarida luteolin, soya tugunlari bakteriyalarida daidzein va boshqalar) ifodalanishi va nospesifik o'zaro ta'sirda xuddi shu birikmalar tugunni bostiruvchi rol o'ynashi mumkin. Bakterial simbiotik genlarning ifodalanishi o'simliklardagi hujayra bo'linishini qo'zg'atuvchi va dukkakli o'simlikning simbiotik dasturlarini ishga tushiradigan eng faol gormonlardan biri bo'lgan nod omili deb nomlanuvchi javob signalini ishlab chiqarishga olib keladi. Har xil turdagi tugun bakteriyalarida tugun omillarining tuzilishi asosan o'xshash - bu 4-5 glyukozamin qoldiqlaridan tashkil topgan xitinga o'xshash molekulalar. Turli dukkakli ekinlarda nodulatsiyani induktsiya qilish uchun o'ziga xoslik asosiy tuzilishni turli o'rinbosarlar bilan bezash orqali erishiladi. Ularning xilma-xilligi signallar va retseptorlar kombinatsiyasining o'ziga xosligini yaratadi, bu esa o'ziga xos bo'lmagan tugun bakteriyalari va patogen mikrofloraning ko'p shakllari orasida sherikni ajratishga imkon beradi. Shunday qilib, simbiotik munosabatlarni o'rnatish jarayoni tuproqda sodir bo'ladigan ekologik jarayondir, shuning uchun tuproq sharoitlari o'simliklar va bakteriyalar o'rtasida signallarning o'tishini ta'minlashi kerak.

O'simlikdagi bakterial signallarni idrok etish bir ketma-ketlikda ishlaydigan yuzlab genlarni o'z ichiga oladi, bu bizning institutimizda amalga oshirilgan ishlar bilan birinchi marta aniqlandi. Simbiotik o'simlik genlarining ketma-ket kiritilishi simbiozning ontogenezini aks ettiradi, bu esa simbiotik tuzilmalarning rivojlanishiga olib keladi. Ushbu tuzilmalarning hosil bo'lish jarayoni bakterial
va o'simlik genetik tizimlarining nazorati ostida, bir butun sifatida ishlaydi, shuning uchun simbiotik tizimning funktsional birlashgan yagona genomi haqida gapirish mumkin bo'ldi. Bunday tizim o'zaro ta'sirdan oldin na bakteriyalar, na o'simliklar ega bo'lmagan superorganizm belgilari yoki moslashuvlarini ishlab chiqarishni boshqaradi. Bunday holda, biz atmosferaning molekulyar azotini mahkamlash qobiliyati haqida gapiramiz. Simbiotik azot fiksatsiyasini ta'minlash qobiliyatiga ko'ra, dukkaklilar bir-biridan sezilarli darajada farq qiladi (no'xat uchun yiliga gektariga 100 kg dan -
dukkaklilar uchun 400-600 kg gacha). Biroq, azot fiksatsiyasi faqat bir qator ekologik talablar bajarilgan taqdirdagina bunday qiymatlarga erishish mumkin, ular orasida eng muhimi, raqobat sharoitida tugun hosil bo'lish joylarini egallashga qodir bo'lgan ildiz tugunlari bakteriyalarining samarali shtammi mavjudligi. spontan bakteriyalar va samarali simbiotik apparat hosil qiladi.
Genetiklarning ishi natijasida simbiotik azot fiksatsiyasi jarayoniga ta'sir qiluvchi bir qator bakterial genlarni - bakteriyalarning raqobatbardoshligini belgilaydigan, jarayonning energiya xususiyatlariga ta'sir qiluvchi genlarni va boshqalarni tavsiflash mumkin bo'ldi. Shuning uchun tanlash imkoniyati
besh

genetik materialni uzatish va rekombinatsiya qilishning eng zamonaviy usullaridan foydalangan holda eng samarali shtammlar. Simbiotik o'simlik

genlarining xususiyatlari o'zaro ta'sir uchun muhim emas. Ularning
umumiy soni noma'lum, ammo bilvosita dalillar mikroorganizmlar bilan aloqa qilish natijasida minggacha o'simlik genlari faollashishi mumkinligini ko'rsatadi. Ularning ta'rifi va talqini hali ham to'liq emas, ammo o'simlikda bakteriyalar taqdirini tanib olish va kirib borishdan azot saqlovchi bakterioidga aylanishigacha boshqarishga imkon beruvchi samarali tizim mavjud degan xulosaga kelish uchun etarlicha ishlar qilingan. Ba'zi hollarda, ayniqsa qat'iy o'ziga xoslik talab qilinganda, ma'lum bakterial genlarning kombinatsiyasi berilgan signalni maqsadli tarzda o'zgartirishga imkon beradi, bu ham o'zgartirilgan o'simlik retseptoriga mos keladi. Bunday hollarda spontan mikrofloraning raqobatiga bog'liq bo'lmagan mikrobial-o'simlik tizimlarini olish mumkin. Bu, ayniqsa, an'anaviy tarzda etishtiriladigan ekinlar uchun juda muhimdir, ularning emlash ta'siri yangi etishtirish maydonlarida ekinlardan sezilarli darajada past bo'ladi.
Simbioz jarayonini optimallashtirish uchun keyinchalik ishlaydigan o'simlik genlaridan foydalanish ham unchalik aniq bo'lmasa-da, juda samarali. O'simliklar genetik resurslarini mikroorganizmlar bilan o'zaro ta'sirida o'rganish yovvoyi shakllar bu borada beqiyos yuqori kuchga ega ekanligini ko'rsatdi.
Dukkaklilarning zamonaviy navlari ko'pincha azotga bo'lgan ehtiyojini biologik azot fiksatsiyasidan ko'ra, mineral birikmalar bilan qondirishni afzal ko'radi.
Mikrobiologlar va o'simlikshunoslarning "simbiozi" natijasida naslchilik dasturlari, shu jumladan, maksimal samarali o'zaro ta'sir qilish uchun tanlash - molekulyar azotni biriktirish va assimilyatsiya qilish uchun o'simlik xarajatlarini minimallashtirish allaqachon amalga oshirilmoqda.

Mikroorganizmlar bilan o'zaro ta'sirda ishtirok etadigan barcha dukkakli genlar orasida azot fiksatsiyasining tizimli tartibga solinishini ta'minlaydigan omillar eng muhim hisoblanadi. Bu xususiyat o'simlik uchun faqat azot etishmasligi sharoitida kerak. Zavodning tuproqning azot holatini qanday aniqlashi hali ham aniq emas. Daniyalik tadqiqotchilar bilan birgalikda biz ekologik vaziyatni aniqlash uchun javobgar bo'lishi mumkin bo'lgan omillarni aniqladik. Agar tuproqdagi azot miqdori ma'lum darajadan oshsa, o'simlikning yuqori qismidan tugunlarning shakllanishiga to'sqinlik qiladigan signal keladi, o'simlik mineral azot bilan oziqlanishga o'tadi.

Yuqoridagilardan kelib chiqadiki, dukkaklilarning azot to'plash qobiliyati bo'yicha afzalligi tuproqda tugun shakllanishi ta'minlangan taqdirdagina amalga oshiriladi. Ushbu talabg_za_ar_ri_uo_rya qilmaslik azot _sa_hk_ak_rtu_lam_r, ulyatorlari_ud_na_ingdukkaklilar

iste'molchisiga aylanishiga olib keladi. Shu bilan birga, dukkakli ekinlarda mineral azotdan foydalanish samaradorligi, masalan, donli ekinlarga qaraganda ancha past. O'sha paytda va hozir siz uchrashishingiz mumkin
6

Soya, beda va boshqalarni yetishtirishda gektariga 120 kg gacha azotdan foydalanish bo‘yicha “ilmiy asoslangan tavsiyalar”. Bu mutlaqo asossiz isrof bo‘lib, raqobatbardosh mahsulotlarning paydo bo‘lishiga olib kelishi muqarrar. Bunday mahsulotlar uchun moliyaviy subsidiyalar faqat noto'g'ri boshqaruvni rag'batlantiradi. Azot fiksatsiyasini tartibga solish bo'yicha bizning bilimimiz

aralash ekinlarni etishtirishda talabga ega bo'lishi mumkin. Mineral azot ishtirokida nodullarning hosil bo'lishiga to'sqinlik qiluvchi mexanizmni qanday o'chirishni o'rgansak, unda uning tuproq resurslaridan don komponenti foydalanadi va dukkakli komponent atmosferaning molekulyar azotiga o'tadi. Ko'rinib turibdiki, dukkakli ekinlar uchun mikrobiologik preparatlardan foydalanish biologik azot fiksatsiyasining afzalliklarini maksimal darajada
oshirishga qaratilgan maxsus etishtirish texnologiyalarini talab qiladi.
Taklif etilayotgan qo'llanmada hozirda Rossiyada etishtiriladigan barcha amaliy ahamiyatga ega dukkakli o'simliklarni o'z ichiga olgan preparatlardan foydalanish asoslari batafsil yoritilgan. "Rizotorfin" umumiy nomi ostida birlashtirilgan preparatlar tayyorlanadigan barcha shtammlar mamlakatimizning ko'plab hududlarida multifaktorial tajribalarda ko'plab raqobatbardosh sinovlardan o'tgan. Dori vositalarini ishlab chiqarish mamlakatimizning bir qator zavodlarida tashkil etilgan bo'lib, ular orasida VNIISHMB tajriba-ishlab chiqarish korxonasi yetakchi hisoblanadi.
Ekos. Mavjud quvvatlar mikrobial preparatlarga bo'lgan talabning sezilarli qismini qondirish imkonini beradi, ammo potentsial bozorni to'ldirish uchun institutimiz manfaatdor hamkorlar bilan birgalikda tashkil etishga tayyor bo'lgan yangi ishlab chiqarish quvvatlari talab qilinadi. Dukkaklilar va tugun bakteriyalari o'rtasidagi o'zaro ta'sir eng yaxshi o'rganilgan, ammo bu juda cheklangan
ko'rinishi mumkin, chunki ko'pchilik ekinlar dukkakli emas. Yaxshiyamki, o'zaro ta'sirni boshqaradigan o'simlik genetik omillari simbiotik zamburug'lar va bakteriyalarga nisbatan universal ekanligini va ko'pchilik madaniy o'simliklarda mavjudligini ko'rsatadigan fundamental natijalarga erishildi.
Dukkaklilarda aniqlangan simbiotik genlar yoki ularning ba'zilari evolyutsiyada azot biriktiruvchi simbioz paydo bo'lishidan ancha oldin mavjud bo'lgan. Ular o'simliklarning fosfor bilan oziqlanishini optimallashtiradigan mikorizal simbiozga kirish imkoniyatini berdi. Barcha o'simliklarning 80% gacha ildizlarda mikoriza hosil qilish qobiliyati mavjud. Binobarin, simbiozning kashf etilgan genetik tizimlari deyarli barcha zamonaviy flora bilan bog'liq. Mikrob va o'simliklarning o'zaro ta'sirining ushbu jihati hozirda faol o'rganilmoqda va uning natijalari raqobatbardosh hosil qilish uchun optimallashtirilgan agrofitotsenozning tabiiy munosabatlarini maksimal darajada takrorlaydigan tuproqda ko'p komponentli
tizimlarni yaratish metodologiyasini ishlab chiqish va amaliyotga tatbiq etish imkonini beradi.

7
qishloq xo'jaligi mahsulotlari. Bunday vositaga uch va to'rt komponentli mikrobial preparatlar, jumladan, tugun bakteriyalari, mikorizal zamburug'lar va boshqalar aylanishi kerak. assotsiativ rizosfera bakteriyalari. Bunday dorilarning eksperimental namunalari hali ham sinovdan o'tkazilmoqda, ammo assotsiativ simbioz allaqachon amaliyotda keng qo'llaniladi.

Assotsiativ simbioz holatida o'simliklarning ildizlarida yangi ko'rinadigan tuzilmalar yaratilmaydi, ammo ildizlar yuzasida qat'iy belgilangan joylarda rizosfera bakteriyalarining koloniyalari hosil bo'ladi, bu o'simlik uchun bir qator foydali funktsiyalarni ta'minlaydi. Ular orasida:

• 
  yiliga gektariga 50 kg gacha azot miqdorida assotsiativ azot fiksatsiyasi;
  
• 
  ildiz tizimining o'sishini tezlashtirishga imkon beruvchi o'simlik gormonlarini ishlab chiqarish va shu bilan o'simlikning kerakli oziqlanish maydonini egallashda muvaffaqiyatini ta'minlash, shuningdek o'simliklarning rivojlanishini tartibga solish;
  
• 
  erishish qiyin bo'lgan fosfor birikmalarini assimilyatsiya qilishni optimallashtirish;
  
• 
  fitopatogenlardan himoya qilish uchun tizimli reaktsiyani qo'zg'atish;
  
• 
  antibiotik birikmalarini chiqarish, patogen zamburug'larning gifalarini eritish, ildizlarda joylashish joylari uchun raqobat, o'simlikning rivojlanishi uchun zarur bo'lgan ozuqa moddalarini ushlab turish kabi mexanizmlar yordamida o'simlik ildizlarida fitopatogenlarning o'sishini cheklash (bio nazorat qilish). fitopatogen va boshqalar;
  

• 
  o'simliklardagi stress reaktsiyalarini bostirish;
  
• 
  atrof-muhitni ifloslantiruvchi moddalarning o'simliklarga kirishini tartibga solish.
  

Ushbu ro'yxat mikroorganizmlar tomonidan o'simlikka ko'rsatiladigan "xizmatlar" ning to'liq ro'yxatidan uzoqdir, ayniqsa ushbu ro'yxat doimiy ravishda yangilanib turadi. So'nggi paytlarda assotsiativ bakteriyalarga asoslangan mikrobiologik preparatlarni yaratish uchun ildizlarni faol ravishda kolonizatsiya qilishga qodir bo'lgan shtammlar qo'llanilmoqda, bu ularni bir xil xususiyatlarga ega bo'lgan yaqin turlar va shakllardan ajratib turadi, ammo ular bilan barqaror uzoq muddatli aloqalar hosil qila olmaydi. o'simlik. Garchi assotsiatsiyalarda birgalikda yashash tugun bakteriyalari yoki mikorizalardagi kabi morfologik jihatdan aniq bo'lmasa-da, ammo ko'p ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, bu holda bakterial va o'simlik hujayralarining metabolizmida ham chuqur o'zgarishlar sodir bo'ladi. Assotsiativ o'zaro ta'sir simbioz kabi qat'iy o'ziga xos emas va turli o'simliklar o'zlarining ildizlarida bir xil mikroorganizmlar guruhlarini etishtirishga qodir. Bu ushbu mikrobial preparatlarni qo'llash
doirasini sezilarli darajada kengaytiradi, lekin ulardan foydalanishda ma'lum xususiyatlarni yaratadi.
Gap shundaki, foydali xususiyatlarning nomli kompleksi bir turdagi bakteriyalarning turli kombinatsiyalariga xos bo'lishi mumkin va turlar bir-biridan bu fazilatlarning namoyon bo'lish darajasida farqlanadi. Shuning uchun, mikrobiologik preparatlardan foydalanganda, ulardan maksimal ta'sir kutilgan xususiyatlarning eng katta zo'ravonligiga ega bo'lganlarni ehtiyotkorlik bilan tanlash orqali olinishi mumkin.
8

Savdoda assotsiativ mikroorganizmlarga asoslangan dorilar guruhi "Extrasol" nomi ostida birlashtirilgan bo'lib, u ishlatiladigan bakteriyalar turlariga qarab turli xil modifikatsiyalarda mavjud. Ushbu qo'llanma turli formulalarning xususiyatlarini batafsil bayon qiladi, shuning uchun amaliyotchilar o'z tizimlarida eng samarali bo'lganlarini tanlashlari mumkin.