Влияние засоления и тяжелых металлов на ростстимулирующую и антагонистическую активность почвенных бактерий и перспективы использования микроорганизмов для биоремедиации почв (аналитический обзор)

The maintenance of mobile potassium increases from the security average level (on a control variant) to high (137-141 mg/kg of soil) at long entering of mineral fertilizers, and especially at joint entering of mineral fertilizers and manure.

Regular entering of mineral fertilizers reduces the humus maintenance in soil on the average by 0,05 % in absolute expression, and manure entering, on the contrary, raises on 0,23 %. The humus maintenance raises to the greatest degree (on 0,37 %) at joint entering of mineral fertilizers and manure. Among ways of processing of soil plowing on the fertilized background raises the humus maintenance on 0,11 % in comparison with the minimum processing of soil.

Mineral fertilizers increase the maintenance of the absorbed hydrogen in a soil-absorbing complex by 1,7 mg-ekv on 100 r soils. Manure stabilizes acidity of an arable layer at initial level, and joint entering of mineral fertilizers and manure optimizes the given indicator. The minimum processing of soil at mineral system of fertilizer promotes increase of hydrolytic acidity of soil on 23 % in relation to plowing. For the purpose of improvement of agrochemical indicators of chernozem typical application of mineral fertilizers should be accompanied by unitary entering for rotation a manure crop rotation under plowing.

Key words: chernozem typical, system of fertilizer, ways of processing, elements of a feed, humus, acidity.

УДК 57.083:631.453:631.463

ВЛИЯНИЕ ЗАСОЛЕНИЯ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА РОСТСТИМУЛИРУЮЩУЮ И АНТАГОНИСТИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ПОЧВЕННЫХ БАКТЕРИЙ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ ДЛЯ БИОРЕМЕДИАЦИИ ПОЧВ (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР)*

В.К. ЧЕБОТАРЬ,кандидат биологических наук, зав. лабораторией

A.В. ЩЕРБАКОВ, аспирант

Е.П. ЧИЖЕВСКАЯ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

B.Б. ПЕТРОВ, кандидат географических наук, ведущий научный сотрудник

ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии Рос-сельхозакадемии

E-mail-.vladchebotar@rambler.ru

Резюме. Приведены данные о влиянии загрязнения тяжелыми металлами и засоления на почвенные микроорганизмы. Показано, что тяжелые металлы и засоление существенным образом влияют на микробную активность почв, а также на метаболическую активность почвенных микроорганизмов. Анализ литературных данных показал, что биологическая очистка техногенно загрязненных территорий является эффективным и перспективным приемом. Для этого предлагается использовать высокоэффективные растительно-микробные системы. Ключевые слова: тяжелые металлы, ризобактерии, засоление, биоремедиация, растительно-микробные системы

Загрязнение почв тяжелыми металлами и использование растительно-микробных систем для их деградации. Загрязнение сельскохозяйственных земель и грунтовых вод тяжелыми металлами непосредственно связанно с деятельностью человека. Их избыточное накопление оказывает токсическое действие на большинство растений. При повышенной концентрации в окружающей среде ионы тяжелых металлов *Работа поддержана Госконтрактом Минобрнауки №П760 от 20.05.2010

активно поглощаются корнями растений и поступают в их надземные органы, вызывая нарушение метаболизма и замедление роста [1,2]. Повышенное содержание тяжелых металлов в загрязненных почвах приводит к уменьшению их микробной активности, плодородия и, в конечном счете, к снижению урожайности сельскохозяйственнных культур [3]. Эксперименты показали, что число бактерий в ризосфере травы Diplachne fusca, выращиваемой на почве с высоким содержанием тяжелых металлов составляло 1,0х 107 КОЕ/г что на несколько порядков меньше, чем в незягрязненной почве [4]. Микробиологические исследования свидетельствуют, что в почвах, загрязненных тяжелыми металлами, значительно снижается биоразнообразие и биомасса микробных сообществ [5, 6]. Как долговременное, так и кратковременное загрязнение имеет негативное действие на микробную активность почв, особенно на дыхание [7, 8].

При этом некоторые ризобактерии способны продуцировать ряд таких веществ, как антибиотики (включая фунгициды), летучие цианиды, фитогормоны (ИУК), сиде-рофоры, которые повышают доступность тяжелых металлов растениям и способствуют их поглощению корнями [9, 10].

Основная проблема, связанная с загрязнением почв тяжелыми металлами, - устойчивость последних к биодеградации в течение длительного времени. Затраты на очистку загрязненных земель такими обычными способами, как сжигание или удаление, весьма значительны. Например, очистка всех загрязненных территорий в Соединенных Штатах, по оценкам экспертов, обойдется в 1,7 трлн долл. США. Кроме того, общепринятая практика очистки загрязненных почв не всегда эффективна [11]. В связи с этим, поиск не-

— Достижения науки и техники АПК, №07-2011

дорогих, экологически безопасных и эффективных способов очистки техногенно загрязненных территорий представляет большой практический интерес.

Один из таких альтернативных методов - биологическая очистка или биоремедиация, суть которой состоит в использовании для удаления поллютантов микроорганизмов или других биологических систем [12, 13]. Исследования показали, что ризобактерии могут быть устойчивыми к тяжелым металлам и играть существенную роль в их мобилизации или иммобилизации [14]. Биоремедиацию можно осуществлять без удаления и транспортировки загрязненных почв in situ при сохранности почвенной структуры. Другое преимущество этого способа - практически полная минерализация поллютантов микроорганизмами [15]. В последние годы биоремедиацию стали чаще использовать для очистки техногенно загрязненных территорий, благодаря лучшему пониманию микробиологических процессов, происходящих в почве. Для разработки эффективных технологий очистки необходимо учитывать такие параметры, как природа поллютантов, процессы их миграции в почве и воде, доступность источников питания и микробный состав почв [16, 17].

Сегодня существует несколько технологий биоремедиации почв, загрязненных тяжелыми металлами, с использованием растительно-микробных систем [18, 19]. Они связаны с поглощением тяжелых металлов из почвы и их перемещением в надземную часть растений, закреплением поллютантов в корнях, что предотвращает их миграцию в почве и грунтовых водах, или с переводом поллютантов в менее токсические соединения. Для этого обычно используют табак, горчицу, подсолнечник, кукурузу, которые способны к гипераккумуляции поллютантов [20]. То есть растение можно рассматривать как своеобразный биологический насос, работающий при помощи солнечной энергии, притягивающий воду к своим корням, аккумулируя таким образом водорастворимые поллютанты и в конечном счете разлагая их [21].

Следует отметить, что минералы, органическое вещество и микроорганизмы составляют единую взаимосвязанную систему почвы [22]. Изучая ее динамику, необходимо рассматривать и изменения корневой системы [23, 24]. Если принять корни растений за точку отсчета, то почву можно разделить на три основные зоны: ризоплана ( поверхность корня), ризосфера (почва под влиянием корня) и собственно почва [25]. При изучении ризосферы можно выделить три основных направления: влияние корней растений на микроорганизмы влияние микроорганизмов на рост растений влияние ризосферы на почвообитающие фитопатогены и заболеваемость растений [26].

Использование эффективных растительно-микробных систем имеет преимущество в том, что микробиологическая и метаболическая активность в ризосфере растений значительно увеличивается. Это приводит к улучшению физических и химических свойств загрязненных почв, увеличению контакта микроорганизмов, ассоциированных с корнями растений с поллютан-тами [27, 28]. Основная причина лучшей деградации тяжелых металлов в ризосфере - рост численности микроорганизмов. Известно, что растения активно выделяют корневые экссудаты, содержащие сахара, органические кислоты и аминокислоты, которые служат питательной средой для почвенных микроорганизмов [29]. Кроме того, в качестве источников питания в ризосферу поступает муцигель, выделяемый клетками

корня, отмершие клетки корня и сам отмерший корень целиком [30, 31]. Состав ризосферной микрофлоры определяется составом корневых выделений, а также видом растения [32], типом корневой системы, возрастом растения, типом и историей почвы [33].

Известно, что в ризосфере доминируют грамотри-цательные палочковидные бактерии рода Pseudomonas. Присутствие и выживаемость хозяйственно-ценных видов ризобактерий хорошо изложено для таких процессов, как биоконтроль почвообитающих фитопатогенов [34, 35], фитостимуляция биоудобрениями [36, 37].

Успех этих процессов связан с присутствием в ризосфере адаптированных бактерий, которые способны приживаться на корнях растений, конкурировать за их экссудаты и поддерживать свою высокую численность [38, 39]. Один из эффективных приемов использования биоинокулянтов, созданных на основе адаптированных ризобактерий - нанесение на семена [39, 40]. Во многих исследованиях по микробиологической очистке техногенно загрязненных почв, было показано, что численность ризосферной микрофлоры возрастала при развитии корневой системы. Важное условие этих технологий - нанесение на семена специально отселектированных ризобактерий и успешная колонизация ими корней [27, 41]. Куйпер с соавторами [27] выдвинули гипотезу о том, что важно подобрать соответствующий штамм ризобактерии к растению и нанести его на семена перед посадкой. Этот штамм совместно с аборигенной микрофлорой сможет эффективно колонизировать корневую систему, улучшая таким образом процесс биологической очистки. Кроме того, такие эффективные колонизаторы корней, обладающие способностью разлагать поллютанты, смогут распространяться в ризосфере вместе с развивающейся корневой системой.

Эффективность и перспективность биологической очистки техногенно загрязненных территорий показаны во многих исследованиях [42]. Однако эти данные в основном касались только одной растительно-микробной системы для деградации одного поллютанта. Следовательно, нужно разработать аналогичные системы для деградации разных поллютантов. Их использование может стать эффективным и экономически рентабельным приемом биологической очистки техногенно-загрязненных территорий.

Использование микроорганизмов для выращивания сельскохозяйственных культур на засоленных почвах.

Заболачивание или засоление, также как и недостаток влаги, принимая во внимание глобальное изменение климата, в ближайшем будущем могут стать основными абиотическими стрессами при сельскохозяйственном производстве. Более того, в последние годы в ряде регионов мира участились засухи, что привело к засолению многих орошаемых земель [43]. На сегодняшний день засолению подвержены около 50 % всех орошаемых земель [43]. Существует несколько подходов к выращиванию сельскохозяйственных культур в таких условиях:

постепенноеувеличениеустойчивости кзасолению путем селекции;

скрещивание сельскохозяйственных культур с дикими предками,устойчивыми к засолению;

одомашнивание галофитных растений, обладающих агрономически полезными свойствами [44].

С другой стороны, существуют альтернативные агробиотехнологические подходы [45]. Среди них можно назвать следующие:

использование природного генетического разнообразия путем обычной селекции либо с помощью

картирования генов, ответственных за устойчивость к за- Недавние исследования показали, что инокуляция солению и последующего их введения в геном растений; растений ризобактериями рода Azospirillum значительно

создание трансгенных растений, устойчивых к за- смягчает негативный эффект засоления [52]. Например,

солению [46]; в присутствии 80 mM NaCl в контрольном варианте всхо-

использование растительно микробных систем [47]. жесть семян салата падала с 88,6 до 11,1 %, а при ино-

Например, было предложено инокулировать се- куляции азоспириллами - с 97,6 до 74,8 % [52]. Растения,

мена или саженцы растений ризобактериями родов выращенные из инокулированных семян, орошаемые

Rhizobium и Azospirillum, а также микоризными грибами соленой водой, имели большую зеленую массу, чем в

для преодоления стресса, вызванного засолением [48]. контроле [52]. Аналогичный эффект наблюдали на мор-

Даже при использовании высококачественного посев- кови [53] и нуте [54]. Положительный эффект инокуляции

ного материала овощных культур, всхожесть во многом Azospirillum ранее установлен на пшенице [55].

зависит от засоления почвы или оросительных вод [49]. Выводы. Техногенное загрязнение окружающей Овощные культуры более чувствительны к засолению, среды, обусловленное расширением масштабов

чем зерновые и кормовые [44]. Наиболее чувствителен хозяйственной деятельности человека, выдвинули

к засолению [50], по сравнению с брокколи (Brassica антропогенное воздействие на природные процессы

oleracea var. italica), огурцом (Cucumis sativus), шпи- в число наиболее значимых экологических факторов.

натом (Spinacia oleracea), капустой (Brassica oleracea) Использование растительно-микробных систем мои перцем (C. annuum), салат (L. Sativa). При высокой жет стать эффективным и экономически рентабельным

концентрации NaCl (60 mM) в питательном растворе, приемом биологической очистки техногенно-загряз-

всхожесть семян салата, прирост корней, рост и со- ненных территорий и получения сельскохозяйственной

зревание зеленой массы сильно угнетаются [51]. продукции на засоленных почвах.

Литература.

1. Bingham F.T., Pereyea J., Jarrell W.M. Metal toxicity to agricultural crop// Metal Ions Biol Syst.-1986.- Vol.20.-P.119-156

2. Foy C.D., Chaney R.L., White M.C. The physiology of metal toxicity in plants//Annu Rev Plant Physiol.-1978. Vol.29(1).-P.511-566

3. McGrath S.P. Effects of Heavy Metals from Sewage Sludge on Soil Microbes in Agricultural Ecosystems// In: Ross S.M., editor/ Toxic Metals in Soil-Plant Systems- New York- Wiley; 1994.- P. 247-273

4. Abou-Shanab R.A., Ghozlan H., Ghanem K., Moawad H. Behaviour of bacterial populations isolated from rhizosphere of Diplachne fusca dominant in industrial sites// World J Microbiol Biotechnol.- 2005.- Vol.21(6-7).-P.1095-1101

5. Brookes P.C., McGrath S.P. Effects of metal toxicity on the size of the soil microbial biomass//Eur J Soil Sci. -1984.-Vol.35(2).-P.341-346

6. Chander K., Brookes P.C. Effects of heavy metals from past applications of sewage sluge on microbial biomass and organic matter accumulaiton in a sandy loam soil and silty loam UK soil// Soil Biol Biochem. -1991. -Vol.23(10).-P.927-932

7. Doelman, P.; Haanstra, L. Short-term and long-term effects of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, andZn on microbial respiration in relation to abiotic soil factors// Plant Soil. -1984.Vol. 79.-P. 317-321

8. Doelman, P.; Haanstra, L.: Effects of lead on the soil bacterial microflora// Soil Biol. Biochem.- 1979.Vol. 1.-P. 487-491

9. Crowley D.E., Wang Y.C., Reid C.P.P., Szansiszlo P.J. Mechanism of iron acquisition from siderophores by microorganisms and plant//Plant Soil. -1991.Vol.130(1-2).-P. 179-198

10. Barber S.A., Lee R.B. The effect of microorganisms on the absorption of manganese by plants//N Phytol. -1974.Vol.73(1).-P.97-106

11. Dixon B. Bioremediation is here to stay//ASM News -1996. Vol. 62.- P. 527-528

12. Caplan J.A. The worldwide bioremediation industry: prospects for profit // Tibtech. -1993. Vol. 11.-P. 320-323

13. Dua M., Sethunathan N., Johri A.K. Biotechnology and bioremediation: successes and limitations //Appl. Microbial. Biotechnol. -2002. Vol. 59.- P. 143-152

14. Gadd G.M. Heavy metal accumulation by bacteria and other microorganisms// Experientia - 1990.Vol.46(8).- P.834-840

15. Heitzer A., Sayler G.S. Monitoring the efficacy of bioremediation // Tibtech. -1993. Vol. 11.-P. 334-343

16. Blackburn J.W., Hafker W.R. The impact of biochemistry, bioavailability and bioactivity on the selection of bioremediation techniques // Tibtech. -1993. Vol. 11.-P. 328-333

17. Long G.M. Clean up hydrocarbon contamination effectively //Chem. Eng. Progress - 1993. Vol. 5. -P. 58-67

18. Clemens S., Palmgren M.G., Kramer U. A long way ahead: understanding and engineering plant metal accumulation // Trends Plant Sci.- 2002. Vol. 7.- P. 309-315

19. Cobbett C., Goldsbrough P. Phytochelations and metallothioneins: roles in heavy metal detoxification and homeostasis //Annu. Rev. Plant. Biol. -2002. Vol. 53. -P. 159-182

20. Meagher R.B. Phytoremediation of toxic elemental organic pollutants// Curr. Opin. Plant Biol. -2000. Vol. 3.- P. 162

21. Erickson L.E. An overvewof research on the beneficial effects of vegetation in contaminatedsoil//Ann. N. Y. Acad. Sci. -1997. Vol. 829. - P. 30-35

22. Huang P.M. Soil mineral-organic matter-microorganism interactions: Fundamentals and impacts // Advances in Agronomy

- 2004. Vol. 82. - P. 391-472

23. Neumann G., Romheld V. Root excretion of carboxylic acids and protons in phosphorus-deficient plants // Plant and Soil -1999. Vol. 211. - P. 121-130

24. Charlson D.V., Shoemaker R.C. Evolution of iron acquisition in higher plants//Journal of Plant Nutrition - 2006. Vol. 29. - P. 1109-1125

25. Manthey J.A., McCoy D.L., Crowley D.E. Stimulation of rhizosphere iron reduction and uptake in response to iron deficiency in citrus rootstocks. Plant Physiology and Biochemistry - 1994. Vol. 32. - P. 211-215

26. CurlE.A., Truelove B. The Rhizosphere//Springer-Verlag, Berlin, Germany. - 1986. -288p

27. Kuiper I., Bloemberg G.V., Lugtenberg B.J.J. Selection of a plant-bacterium pair as a novel tool for rhizostimulation of polycyclic aromatic hydrocarbon-degrading bacteria // Mol. Plant-Microbe Interact. - 2001. Vol. 14. - P. 1197-1205

28. Nichols T.D., Wolf D.C., Rogers H.B., Beyrouty C.A., Reynolds C.M. Rhizosphere microbial populations in contaminated soils // Water Air Soil Pollut. -1997. Vol. 95. - P. 165-178

29. Vancura V., HovadikA. Root exudates of plants. Composition of root exudates of some vegetables//Plant Soil - 1965. Vol. 22.- P. 21-32

90. Lugtenberg B.J.J., de Weger L.A. Plant root colonization by Pseudomonas spp. // in: Pseudomonas: Molecular Biology and

Biotechnology. E. Galli, S. Silver, B. Witholt, eds. Am. Soc. Microbiol. Washington, D.C.- 1992. - P. 13-19

31. Lynch J.M., Whipps J.M. Substrate flow in the rhizosphere //Plant Soil - 1990. Vol. 129. - P. 1-10

32. Shann J.R., Boyle J.J. Influence of plant species on in situ rhizosphere degradation // in: Bioremediation Through Rhizoshhere Technology. T.A. Anderson, J.R. Coats, eds. American Chemical Society, Washington, D.C.- 1994. - P. 70-81

33. Anderson T.A., Guthrie E.A., Walton B.T. Bioremediation in the rhizosphere//Environ. Sci. Technol.-1993. Vol. 27. - P. 2630-2636

34. Chebotar' V.K., Makarova N.M., ShaposhnikovA.I., Kravchenko L.V.Antifungal and Phytostimulating Characteristics of Bacillus subtilis Ch-13 Rhizospheric Strain,Producer of Bioprepations// Applied Biochemistry and Microbiology - 2009, Vol. 45. No. 4. - P.419-423

35. Ching-A-Woeng T.F.C., Bloemberg G.V., vanderBijA.J., vanderDriftK.M.G.M. Schripsema J., KroonB., SchefferR,J., KeelC., Bakker P.A.H.M., Tichy H.-V., de Bruijn F.J., Thomas-Oates J.E., Lugtenberg B.J.J. Biocontrol by phenazine-1-carbox-amide-producing Pseudomonas chlororaphis PCL1391 of tomato root caused by Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici// Mol. Plant-Microbe Interact. - 1998. Vol. 11. - P. 1069-1077

36. Okon Y., Bloemberg G.V., Lugtenberg B.J.J. Biotechnology of biofertilization and phytostimulation // In: Agricultural Biotechnology. A. Altman, ed. Dekker, New York.- 1998

37. Чеботарь В.К., Завалин А.А., Кипрушкина Е.И. Эффективность применения биопрепарата экстрасол// М.:Изд.Рос-сельхозакадемии. 2007.-216 с

38. Lugtenebrg B.J.J., Dekkers L.C. What makes Pseudomonas bacteria rhizosphere competent//Environ. Microbiol.-1999. Vol. 1. - P. 9-13

НТП: земледелие и растениеводство

39. Weller D.M., Thomashow L.S. Current challenges in introducing beneficial microorganisms into the rhizosphere //In: Molecular Ecology of Rhizosphere Organisms. F. O'Gara, D.N. Dowling, Boesten, eds. VCH Verlagsgesellschaft mbH., Weinheim, Germany. -1994. - P. 1-17

40. Schippers B., Scheffer R.J., Lugtenberg B.J.J., Weisbeek P.J. Biocoating of seeds with plant growth-promoting rhizobacteria to improve plant establishment// Outlook Ahric. -1995. Vol. 25. - P. 179-185

41. Ronchel M.C., Ramos J.L. Dual system to reinforce biological containment of recombinant bacteria designed for rhizoremediation //Appl. Environ. Microbiol. -2001. Vol. 67. - P. 2649-2656

42. KuiperI., Lagendijk E.L., Bloemberg G.V., Lugtenberg B.J.J. Rhizoremediation:A beneficialplant-microbe interaction//Mol. Plant-Microbe Interact.- 2004. Vol. 17. - P. 6-15

43. Hu Y., Schmidhalter U. Drought and salinity: a comparison of their effects on mineral nutrition of plants // Journal of Plant Nutrition and Soil Science- 2005. Vol. 168.-P. 541-549

44. Shannon M.C. Adaptation of plants to salinity // Advances in Agronomy- 1997. Vol. 60. - P. 75-120

45. Thomson J. Genetically modified food crops for improving agricultural practice and their effects on human health // Trends in Food Science and Technology - 2003. Vol. 14. - P. 210-228

46. Yamaguchi T., Blumwald E. Developing salt-tolerant crop plants: challenges and opportunities // Trends in Plant Science - 2005. Vol. 10.- P. 615-620

47. Rueda-Puente E.O., Castellanos T., Troyo-Drnguez E., Dнaz de Leуn-Alvarez J.L. Effect of Klebsiella pneumoniae and Azospirillum halopraeferens on the growth and development of two Salicornia bigelovii genotypes //Australian Journal of Experimental Agriculture

- 2004. Vol. 44. - P. 65-74

48. Bacilio M., Rodmguez H., Moreno M., Hernбndez J.P., Bashan Y. Mitigation of salt stress in wheat seedlings by a gfp-tagged Azospirillum lipoferum // Biology and Fertility of Soils - 2004. Vol. 40. - P. 188-193

49. Graifenberg A., Lipucci di Paola M., Giustiniani L. Yield and growth of globe artichoke under saline-sodic conditions // HortScience

- 1993. Vol. 28. - P. 791-793

50. Martнnez V., Bernstein N., I^uchli A. Salt-induced inhibition of phosphorus transport in lettuce plants // Physiologia Plantarum

- 1996. Vol. 97. - P. 118-122

51. Kaya C., Higgs D., Sakar E. Response of two leafy vegetables grown at high salinity to supplementary potassium and phosphorus during different growth stages// Journal of Plant Nutrition - 2002. Vol. 25. - P. 2663-2676

52. Barassi C.A., Ayrault G., Creus C.M., Sueldo R.J., Sobrero M.T. Seed inoculation with Azospirillum mitigates NaCl effects on lettuce // Scientia Horticulturae - 2006. Vol. 109. - P. 8-14

53. Ayrault G. Seed germinability and plant establishment of Lactuca sativa and Daucus carota inoculated with Azospirillum and exposed to salt stress // MSc Thesis, Faculty of Agricultural Sciences, University of Mar del Plata, Argentina. - 2002. - 90 p

54. Hamaoui B., Abbadi J.M., Burdman S., Rashid A., Sarig S., Okon Y. Effects of inoculation with Azospirillum brasilense on chickpeas (Cicer arietinum) and faba beans (Vicia faba) under different growth conditions//Agronomie - 2001. Vol. 21. - P. 553-560

55. Creus C.M., Sueldo R.J., Barassi C.A. Shoot growth and water status in Azospirillum-inoculated wheat seedlings grown under osmotic and salt stresses // Plant Physiology and Biochemistry - 1997. Vol. 35. - P. 939-944

THE EFFECT OF SALINIZATION AND HEAVY METALS ON THE PLANT GROWTH PROMOTION AND ANTAGONISTIC ACTIVITY OF SOIL BACTERIA AND PROSPECTS FOR THE USE OF MICROORGANISMS FOR SOILS BIOREMEDIATION (THE STATE-OF-THE-ART REVIEW) V.K.Chebotar,A.V.Shcherbakov,E.P.Chizhevskaya,V.B.Petrov

Summary. Data about the effect of heavy metals pollution and salinization on the soil microorganisms are cited. It is shown, that heavy metals and salinization significantly influence on microbiological activity of soils, and also on metabolic activity of soil microorganisms. The analysis of literature data has shown, that biological cleaning of industrially polluted territories is effective and perspective method. For this purpose it is offered to use highly effective plant- microbial systems.

Key words: heavy metals, rhizobacteria, salinization, bioremediation, plant-microbial systems

УДК 633.11(324):631.82

ОТЗЫВЧИВОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ НА ВНЕСЕНИЕ МАКРО- И МИКРОУДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ЮГА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

Л. Н. ПРОКИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом

Мордовский НИИСХ Россельхозакадемии E-mail: niish-mordovia@mail.ru

Резюме. В условиях длительного полевого стационарного опыта изучено влияние минеральных удобрений и жидкого удобрительно-стимулирующего состава (ЖУСС-2) на фоне известкования почвы по 0,5 и 1,0 гидролитической кислотности (г. к.) на урожайность яровой пшеницы сорта Тулайковская 10. Исследования проводили в условиях республики Мордовия в двух восьмипольных плодосменных севооборотах, в одном из которых многолетние травы были представлены люцерной, во втором - кострецом. В среднем за 2009-2010 гг. сбор зерна яровой пшеницы на фоне естественного плодородия был равен 1,94 т/га. Внесение фосфорно-калийных удобрений (Р00К00) повышало величину этого показателя на 0,16 т/га. При использовании азота (N30, N60, N90) в составе полного минерального удобрения прибавка к фосфорно-калийному фону

была равна 0,40...0,76 т/га. Урожайность культуры при наличии в структуре посевных площадей бобовых трава достигла 2,51 т/га, в севообороте с кострецом - 2,33 т/га. Применение жидкого удобрительно-стимулирующего состава (ЖУСС-2) способствовало увеличению продуктивности яровой пшеницы на 0,10 т/га (2,37т/га).

В севообороте с кострецом при внесении полного минерального удобрения прибавка относительно фосфорно-калийного фона была выше (0,59.0,94 т/га), чем в варианте с люцерной (0,51.0,91 т/га), а прибавка от минерального азота составила 0,48.0,83 и 0,32.0,71 т/га соответственно.

В целом оптимальным следует считать применение умеренных доз минеральных удобрений (Nв0P50Ka0), самостоятельное внесение которых повышает урожайность, по сравнению с контролем, на 0,63 т/га, а совместно с некорневой обработкой вегетирующих растений культуры жидким удобрительно-сти-мулирующим составом (2,5 л/га) - на 0,75 т/га.

Ключевые слова: яровая пшеница, урожайность, известкование, минеральные удобрения, жидкий удобрительно-сти-мулирующий состав.