Биоудобрение
Биоудобрение — это вещество, содержащее живые микроорганизмы , которые при нанесении на семена, поверхность растений или почву колонизируют ризосферу или внутреннюю часть растения и способствуют росту за счет увеличения снабжения или доступности основных питательных веществ для растения-хозяина. [1] Биоудобрения добавляют питательные вещества посредством естественных процессов фиксации азота , растворения фосфора и стимулирования роста растений посредством синтеза веществ, способствующих росту. Микроорганизмы в биоудобрениях восстанавливают естественный круговорот питательных веществ в почве и создают органическое вещество почвы . Благодаря использованию биоудобрений можно выращивать здоровые растения, одновременно повышая устойчивость и здоровье почвы. Можно ожидать, что биоудобрения сократят использование синтетических удобрений и пестицидов , но они пока не способны заменить их использование. По состоянию на 2024 год более 340 продуктов биоудобрений были одобрены для коммерческого использования в США. [2]
Состав
[ редактировать ]Биоудобрения обеспечивают « экологичный » органический агроресурс. Rhizobium , Azotobacter , Azospirilium и сине-зеленые водоросли (BGA) используются уже давно. Инокулянт ризобий применяют для зернобобовых культур. Azotobacter можно использовать с такими культурами, как пшеница , кукуруза , горчица , хлопок , картофель и другие овощные культуры. Прививки азоспириллами рекомендуются главным образом для сорго , проса , кукурузы , сахарного тростника и пшеницы . Сине-зеленые водоросли, к общим цианобактерий родам относящиеся Nostoc , Anabaena , Tolypothrix и Aulosira , фиксируют атмосферный азот и используются в качестве прививок для рисовых культур, выращиваемых как в горных, так и в низинных условиях. Анабаена в сочетании с водным папоротником Азолла вносит азот до 60 кг/га/сезон, а также обогащает почву органическими веществами. [3] [4] Морские водоросли богаты различными видами минеральных элементов (калий, фосфор, микроэлементы и др.), поэтому широко используются в качестве заменителя навоза жителями прибрежных районов. Удобрения из морских водорослей также помогают расщеплять глину. Фукус широко используется ирландцами в качестве биоудобрения. В тропических странах донный ил высохших прудов, богатый сине-зелеными водорослями, регулярно используется в качестве биоудобрения на полях.
Бактерии
[ редактировать ]Микроорганизмы, способствующие росту растений :
- Ризобии : Симбиотическая фиксация азота ризобиями с бобовыми вносит существенный вклад в общую фиксацию азота. Инокуляция ризобиумов — хорошо известная агрономическая практика, позволяющая обеспечить достаточное количество азота. [5] [6] Одним из наиболее распространенных видов является R. leguminosarum .
- Виды Bradyrhizobium. (в частности Bradyrhizobium japonicum ) [7] .
- Bacillus spp. (в частности, B. amyloliquefaciens , B. mojavensis , B. thuringiensis , B. licheniformis и B. subtilis ) [7] .
- Пристия мегатериум
- Азотобактерии виды. ( А. chroococcum , А. vinelandii ) [8]
- Псевдомонада ( P. fluorescens )
- Стрептомицеты сп.
- Азоспирилиум
- Стрептомицеты грисофлавус [9]
Грибы
[ редактировать ]Микоризные грибы, такие как:
- Гломус виды.
- Ризофаг неправильный
- Гигаспора виды . (в частности Г. Маргарита ) [10]
- Виды триходермы . (такие как T. viride , T. harzianum , T. reesei , T. longibrachiatum , T. atroviride , T. koningii )
- Epichloë spp.
Архея
[ редактировать ]- Нитрососферота [11] (в частности Nitrosocosmicus oleophilus [12] )
- Эвриархеота [11]
Органическое вещество
[ редактировать ]- Компост обычно используется в качестве биоудобрений. Его можно использовать непосредственно в почве или с использованием продуктов, полученных из компоста, таких как экстракты или компостный чай, приготовленный путем ферментации компостной массы. Инокулянты на основе биогумуса, предложенные методами пермакультуры , корейского натурального земледелия и JADAM. [13] являются примерами биоудобрений. «Семенные шарики», в которых используется смесь глины и компоста, предложенные методом Фукуоки, также можно рассматривать как биоудобрение. Смеси компоста с другими органическими материалами, такими как хитозан (который помогает вызвать защиту растений ). [14] , или неорганические материалы, такие как монтмориллонитовая глина и диатомовая земля, также часто используются для увеличения количества минералов, способствующих росту организма.
- Навоз
- ряска [15]
Морские и сине-зеленые водоросли :
- Ламинария (в частности Ascophyllum nodosum )
- Хлорелла обыкновенная
- Наннохлоропсис
- Сценедесмус
Механизмы
[ редактировать ]Биоудобрения действуют посредством нескольких механизмов. Обычно считается, что ризобактерии, способствующие росту растений (PGPR), и микориза увеличивают фиксацию атмосферного азота. [17] , увеличивают биодоступность минералов в почве [18] и синтезируют фитогормоны , способствующие росту, такие как гиббереллин и ауксин. [7] [11] . Другой предлагаемый механизм - это ААС - деаминазы продукция видами Bacillus , которая предотвращает чрезмерное увеличение синтеза этилена в различных стрессовых условиях. [19] .
Преимущества
[ редактировать ]Биоудобрения экономически эффективны и экологичны по своей природе, и было доказано, что их постоянное использование повышает плодородие почвы. [20] . Помимо стимулирования роста за счет многочисленных механизмов , биоудобрения производят вещества, подавляющие фитопатогены , защищающие растения от абиотических и биотических стрессов и детоксикацию подземных загрязнителей . [21] широкое использование агрохимикатов в сельскохозяйственной практике вызывает нарушения окружающей среды и опасности для здоровья населения, влияющие на продовольственную безопасность и устойчивость сельского хозяйства. Было обнаружено, что [22] . Биоудобрения предлагают альтернативное решение для таких агрохимикатов и демонстрируют увеличение урожайности примерно на 10–40% за счет увеличения содержания белка, незаменимых аминокислот и витаминов, а также за счет фиксации азота. [20] .
Поскольку биоудобрение технически живое, оно может симбиотически взаимодействовать с корнями растений. Задействованные микроорганизмы могут легко и безопасно превращать сложные органические вещества в простые соединения, которые легко усваиваются растениями. Функция микроорганизмов продолжительна, что приводит к улучшению плодородия почвы. Он сохраняет естественную среду обитания почвы. Повышает урожайность сельскохозяйственных культур на 20-30%, заменяет химические азот и фосфор на 30%, стимулирует рост растений. Он также может обеспечить защиту от засухи и некоторых болезней, передающихся через почву. Также было показано, что для получения большего количества сельскохозяйственных культур максимально возможный эффект приведут биоудобрения, обладающие способностью фиксировать азот и солюбилизировать фосфор. [23] Они ускоряют рост побегов и корней многих культур по сравнению с контрольными группами. [24] Это может быть важно при выращивании новых семян.
Будущие исследования
[ редактировать ]Было показано, что биоудобрения оказывают различное воздействие в разных средах. [25] и даже в одной среде. Над этим работают многие учёные, однако идеального решения на данный момент не существует. Однако было показано, что они оказывают наиболее глубокое воздействие в более засушливом климате. [23] Есть надежда, что в будущем воздействие биоудобрений будет лучше контролироваться и регулироваться во всех средах, а также будет проводиться анализ, нацеленный на конкретные виды.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Весси, Дж. Кевин (2003). «Ризобактерии, способствующие росту растений в качестве биоудобрений». Растение и почва . 255 (2): 571–586. дои : 10.1023/A:1026037216893 . S2CID 37031212 .
- ^ «Микросодержащие продукты, рекламируемые для ускорения роста сельскохозяйственных культур | Лаборатория систем производства овощей» . u.osu.edu . Проверено 2 августа 2024 г.
- ^ «Перечень 17 микробов, входящих в состав биоудобрений, и их влияние на почву и здоровье растений» . Исследуйте рост. 15 июня 2016 г.
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 18 июля 2011 г. Проверено 3 мая 2010 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Со, Кхин Мят; Ямакава, Такео (1 июня 2013 г.). «Оценка эффективных мьянманских штаммов Bradyrhizobium, выделенных из мьянманских соевых бобов, и эффектов коинокуляции Streptomyces griseoflavus P4 для фиксации азота». Почвоведение и питание растений . 59 (3): 361–370. Бибкод : 2013SSPN...59..361S . дои : 10.1080/00380768.2013.794437 . ISSN 0038-0768 . S2CID 85207082 .
- ^ Джон Р.П., Тьяги Р.Д., Брар С.К., Сурампалли Р.Ю., Превост Д. (сентябрь 2011 г.). «Биоинкапсуляция микробных клеток для адресной доставки в сельском хозяйстве». Критические обзоры по биотехнологии . 31 (3): 211–226. дои : 10.3109/07388551.2010.513327 . ПМИД 20879835 . S2CID 207467630 .
- ^ Перейти обратно: а б с Брамбилла, Сильвина; Стритцлер, Маргарита; Сото, Габриэла; Аюб, Николас (01 декабря 2022 г.). «Синтез функционального вклада ризобактерий в стимулирование роста различных сельскохозяйственных культур» . Ризосфера . 24 : 100611. Бибкод : 2022Ризо..2400611B . дои : 10.1016/j.rhisph.2022.100611 . ISSN 2452-2198 .
- ^ Аасфар, Абдеррахим; Баргаз, Аднане; Яакуби, Каутар; Хилали, Абдеррауф; Беннис, Иман; Зеруал, Юсеф; Мефтах Кадмири, Иссам (25 февраля 2021 г.). «Азотфиксирующие виды Azotobacter как потенциальные биологические усилители почвы для питания сельскохозяйственных культур и стабильности урожайности» . Границы микробиологии . 12 . дои : 10.3389/fmicb.2021.628379 . ISSN 1664-302X . ПМЦ 7947814 . ПМИД 33717018 .
- ^ Ахмед, Сохаил; Хасан, Бабар; Фарук, Мухаммад Умер (декабрь 2018 г.). «Влияние биоудобрений и диатомита на жизнь и передвижение подземных термитов в лабораторных условиях» . Международный журнал науки о тропических насекомых . 38 (4): 348–352. дои : 10.1017/S1742758418000103 . ISSN 1742-7584 . S2CID 91596645 .
- ^ Клинсукон, Чайя; Экпрасерт, Джиндарат; Бунлу, Софон (декабрь 2021 г.). «Использование арбускулярных микоризных грибов (Gigaspora margarita) в качестве стимулятора роста и биоконтроля фитофтороза листьев у сеянцев эвкалипта, вызываемого Cylindrocladium quinqueseptatum» . Ризосфера . 20 : 100450. Бибкод : 2021Ризо..2000450К . дои : 10.1016/j.rhisph.2021.100450 . ISSN 2452-2198 .
- ^ Перейти обратно: а б с Ван, Сюэлин; Чи, Юнкуань; Сун, Шужен (25 марта 2024 г.). «Влияние важной почвенной микробиоты на растения и почвы: всесторонний 30-летний систематический обзор литературы» . Границы микробиологии . 15 . дои : 10.3389/fmicb.2024.1347745 . ISSN 1664-302X . ПМЦ 10999704 . ПМИД 38591030 .
- ^ Сон, Гын Чхоль; Я, Хёнджу; Юнг, Джихе; Ли, Сухён; Юнг, Человек-Янг; Ри, Сунг-Гын; Рю, Чунг Мин (март 2019 г.). «Стимулирующие рост растений археи вызывают у Arabidopsis thaliana системную устойчивость к Pectobacterium carotovorum и Pseudomonas syringae» . Экологическая микробиология . 21 (3): 940–948. Бибкод : 2019EnvMi..21..940S . дои : 10.1111/1462-2920.14486 . ISSN 1462-2912 . ПМИД 30461142 .
- ^ «JADAM Органическое земледелие» . ru.jadam.kr (на корейском языке) . Проверено 2 августа 2024 г.
- ^ Го, Цзя; Ченг, Юлинь (январь 2022 г.). «Достижения в области иммунитета растений, вызываемого грибковыми элиситорами» . Международный журнал молекулярных наук . 23 (19): 12003. doi : 10.3390/ijms231912003 . ISSN 1422-0067 . ПМЦ 9569958 . ПМИД 36233304 .
- ^ Ли, Цзюнь; Отеро-Гонсалес, Лила; Линз, Пит Н.Л.; Феррер, Ивет; Дю Лэнг, Гийс (декабрь 2022 г.). «Оценка обогащенного селеном и цинком ила и ряски как биоудобрений с медленным высвобождением микроэлементов для роста Phaseolus vulgaris» . Журнал экологического менеджмента . 324 : 116397. Бибкод : 2022JEnvM.32416397L . дои : 10.1016/j.jenvman.2022.116397 . ISSN 0301-4797 . ПМИД 36208519 .
- ^ Сюй, Тао; Чжао, Ян, Ян; Луань, Годун; Тан, Саньюань; Лю, Ян, Шэнцзюнь; Сюэфэн (05 декабря 2023 условиях . ) . свойств » Arthrospira улучшению почвы и засоленности 16155 г. высокой росту растений способствует в «
- ^ Закри, Фитри Абдул Азиз; Шамсуддин, Зулкифли Х.; Абдул Рахим, Хайруддин; Завави Закария, Зин; Абдул Рахим, Ануар (2012). «Инокуляция Bacillus sphaericus UPMB-10 молодой масличной пальмы и измерение поглощения ею фиксированного азота с использованием метода разбавления изотопа 15N» . Микробы и окружающая среда . 27 (3): 257–262. дои : 10.1264/jsme2.ME11309 . ПМК 4036051 . ПМИД 22446306 .
- ^ Риаз, Умайр; Муртаза, Гулам; Анум, Ваджиха; Самрин, Тайяба; Сарфраз, Мухаммед; Назир, Мухаммад Зулькернайн (2021), Хаким, Халид Рехман; Дар, Гоухар Хамид; Мехмуд, Мохаммад Анисул; Бхат, Руф Ахмад (ред.), «Ризобактерии, способствующие росту растений (PGPR), как биоудобрения и биопестициды» , Микробиота и биоудобрения: устойчивый континуум для здоровья растений и почвы , Чам: Springer International Publishing, стр. 181–196, doi : 10.1007/978-3-030-48771-3_11 , ISBN 978-3-030-48771-3 , получено 2 августа 2024 г.
- ^ Ороско-Москеда, Массачусетс. дель Кармен; Глик, Бернард Р.; Сантойо, Густаво (01 мая 2020 г.). «ACC-деаминаза в бактериях, стимулирующих рост растений (PGPB): эффективный механизм борьбы с солевым стрессом у сельскохозяйственных культур» . Микробиологические исследования . 235 : 126439. doi : 10.1016/j.micres.2020.126439 . ISSN 0944-5013 . ПМИД 32097862 .
- ^ Перейти обратно: а б Дэниел, мать Августина; Фадака, Адевале Олувасеун; Гокул, Аарон; Бакаре, г-н Оланреваху; Айна, Он Спаситель; Фишер, Стейси; Берт, Адам Фрэнк; Мавуменгвана, Вуйо; Кейстер, Маршалл; Кляйн, Эшвилл (июнь 2022 г.). «Биоудобрения: будущее продовольственной безопасности и безопасности пищевых продуктов» . Микроорганизмы . 10 6):1220.doi : ( 10.3390/microorganisms10061220 . ISSN 2076-2607 . ПМЦ 9227430 . ПМИД 35744738 .
- ^ Мончик, Матеуш; Грита, Агата; Фронц, Магдалена (2020), Биоудобрения в сельском хозяйстве: обзор концепций, стратегий и воздействия на почвенные микроорганизмы , Достижения в агрономии, том. 162, Elsevier, стр. 31–87, doi : 10.1016/bs.agron.2020.02.001 , ISBN 978-0-12-820767-3 , получено 2 августа 2024 г.
- ^ Пуния, Абхай; Дехал, Липса; Чаухан, Налини Сингх (2023), Огву, Мэтью Чидози; Чибуезе Иза, Сильвестр (ред.), «Свидетельства токсичного потенциала агрохимикатов для здоровья человека и биоразнообразия» , «Последствия агрохимикатов и их устойчивых альтернатив для здоровья» , Сингапур: Springer Nature, стр. 105–135, doi : 10.1007/978 -981-99-3439-3_4 , ISBN 978-981-99-3439-3 , получено 2 августа 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б Шютц, Лукас; Гаттингер, Андреас; Мейер, Матиас; Мюллер, Адриан; Боллер, Томас; Мэдер, Пол; Матимаран, Натараджан (12 января 2018 г.). «Повышение урожайности сельскохозяйственных культур и эффективности использования питательных веществ посредством биоудобрения — глобальный метаанализ» . Границы в науке о растениях . 8 : 2204. doi : 10.3389/fpls.2017.02204 . ISSN 1664-462X . ПМЦ 5770357 . ПМИД 29375594 .
- ^ Хтве, Аунг Зау; Мо, Сейнн Мо; Со, Кхин Мят; Мо, Кий; Ямакава, Такео (февраль 2019 г.). «Влияние биоудобрения, полученного из Bradyrhizobium и Streptomyces griseoflavus, на рост растений, образование клубеньков, фиксацию азота, поглощение питательных веществ и урожайность семян маша, вигны и сои» . Агрономия . 9 (2): 77. doi : 10.3390/agronomy9020077 .
- ^ Брукшир, ENJ; Вюрцбургер, Нина; Карри, Брайс; Менге, Дункан, Н.Л.; Отэм, Майкл П.; Робертс, Карлтон (20 мая 2019 г.). «Симбиотическая фиксация N достаточна для поддержания чистого накопления надземной биомассы во влажном тропическом лесу» . Научные отчеты . 9 (1): 7571. Бибкод : 2019НатСР...9.7571Б . дои : 10.1038/s41598-019-43962-5 . ПМК 6527854 . ПМИД 31110241 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
