Ученые Биологического института Томского государственного университета разрабатывают экологические способы защиты растений. Одна из культур, с которой работают исследователи, – кукуруза, входящая в десятку самых популярных сельхозрастений в России и мире. Биологи ТГУ нашли способ с помощью сообществ бактерий улучшить микробиоту почвы и стимулировать рост кукурузы. Исследование выполнено в рамках федеральной научно-технической программы развития генетических технологий и поддержано национальным проектом «Наука и университеты».
– Кукуруза по популярности входит в топ-10 культур, выращиваемых в РФ и зарубежье. Ее выращивают для производства продуктов питания, а также на корм животным, – рассказывает ученый БИ ТГУ, профессор кафедры защиты растений НГАУ Иван Дубовский. – Ежегодные потери урожая кукурузы от основных болезней и вредителей составляют 5-10 процентов, а иногда 25-30 процентов и более. При этом не только снижается урожайность, но и ухудшается качество зерна.
В настоящее время насчитывается более 200 видов вредителей и 28 видов возбудителей болезней, приносящих вред и снижающих урожайность кукурузы. Для борьбы с ними применяют химические пестициды, которые, несмотря на высокую эффективность, могут негативно влиять на окружающую среду, в том числе на почвенные микроорганизмы.
Ученые ТГУ нашли гораздо более экологичный способ защиты растений. Чтобы повысить устойчивость кукурузы к различным повреждающим факторам, биологи используют смесь полезных бактерий из родов Bacillus, Azotobacter, Lactoplantibacillus, Pseudomonas и дрожжей рода Saccharomyces. Эти бактерии активно используют в одиночных биопрепаратах, а микроскопические грибки из класса сахаромицетов – в производстве алкогольной и хлебопекарной продукции, а также в научных исследованиях.
– В исследованиях мы использовали несколько разных составов бактерий и дрожжей, – говорит Иван Дубовский. – Наибольшую эффективность по сравнению с остальными вариантами показали два состава. Обработка ими семян кукурузы способствовала увеличению концентрации хлорофилла по сравнению с контрольным вариантом. Повышение хлорофилла, отвечающего за фотосинтез, положительно сказывается на физиологии и иммунной защите растения, что в конечном итоге приводит к повышению урожайности.
Средняя масса початка была максимальной в варианте с обработкой семян кукурузы одним составом, однако при предпосевной обработке семян вторым составом количество початков увеличивалось в 1,7 раза.
Применение сообществ микроорганизмов, изученных и опробованных учеными БИ ТГУ, позволит использовать бактерии в экологизированных технологиях выращивания кукурузы и получать безопасную продукцию, свободную от пестицидов.
Добавим, что на базе ТГУ в рамках федеральной научно-технической программы развития генетических технологий реализуется один из крупнейших российских проектов в области генетических технологий. Междисциплинарная команда, в которую вошли ученые БИ ТГУ, ФИЦ «Биотехнологии РАН», МГУ, НИЦ «Курчатовский институт», Института общей и экспериментальной биологии СО РАН и фонда «Поддержка проектов в области образования», проводит исследования, нацеленные на решение проблемы обеспечения населения безопасными продуктами, которые не содержат микробов с резистентностью к антибиотикам (руководитель проекта: профессор БИ ТГУ Ольга Карначук).