Влияние ризосферных бактерий на продуктивность растений пшеницы и поступление элементов из загрязненных почв

Аннотация

Представлены результаты вегетационного опыта на гумусовом горизонте дерново-подзолистой супесчаной почвы (Albic Retisol), которая была загрязнена тяжелыми металлами в результате внесения осадков сточных вод в качестве удобрения. Почва использовалась для выращивания овощных культур и кормовых трав, а последние 10 лет находится в залежи. В опыте изучено влияние ризосферных бактерий рода Pseudomonas на биомассу и поступление микро- и макроэлементов в вегетативные органы и корневую систему растений яровой пшеницы. Под влиянием инокуляции бактериями увеличилась биомасса растений пшеницы на 10–12% и изменилось содержание основных макро- и микроэлементов в растениях. Уменьшилось содержание Ca, K, Mg, Na и P в 1,5–2 раза в вегетативной части растений пшеницы, инокулированных P. fluorescens 21 и P. putida 23. Содержание макроэлементов в корнях пшеницы мало изменилось, но увеличилось соотношение между содержанием элементов в корнях и вегетативной части растений. Распределение содержания микроэлементов и тяжелых металлов (ТМ) значительно более контрастное: содержание Cd в корнях растений пшеницы превысило таковое в вегетативной части растений в 9 раз без обработки бактериями и в 18 и 11 раз после инокуляции P. fluorescens 21 и P. putida 23, а в вариантах с P. fluorescens 20 — в 7 раз. Отмечено снижение содержания Cd в вегетативной части растений пшеницы, в 2 раза при инокуляции P. fluorescens 21 и в 1,5 раза для вариантов с P. putida 23. Уменьшилось также и содержание Zn в надземной части растений при инокуляции P. fluorescens 21 в 1,8 раз и для вариантов с P. putida 23 в 1,4 раза. Увеличение соотношения содержания элементов в корнях и вегетативной массе растений свидетельствует об увеличении устойчивости растений к токсическому действию тяжелых металлов и барьерной функции корней.

Литература

1. Андреева О.А., Кожевин П.А. Оптимизация естественного сообщества микроорганизмов почвы как способ создания микробных удобрений // Вестн. Моск. Ун-та. Сер 17. Почвоведение. 2014. № 4.

2. Архипова Т.Н., Мелентьев А.И., Веселов С.Ю. и др. Влияние цитокининпродуцирующих микроорганизмов на устойчивость растений салата к токсическому действию кадмия // Агрохимия. 2004. № 3.

3. Белоголова Г.А., Соколова М.Г., Гордеева О.Н. Влияние ризосферных на миграцию и биодоступность тяжелых металлов, мышьяка и фосфора в техногенно-загрязненных экосистемах // Агрохимия. 2013. № 6.

4. Болышева Т.Н., Лопатина Е.А. Поведение кадмия и свинца в почвах после прекращения регулярного использования осадка сточных вод // Проблемы агрохимии и экологии. 2011. № 1.

5. Васбиева М.Т. Влияние длительного применения осадков сточных вод в качестве удобрения на продуктивность зернотравяного севооборота и качество сельскохозяйственных культур // Агрохимия. 2016. № 1.

6. Казарова Т.М. Роль интродуцируемых бактериальных ассоциаций в ризоценозе пшеницы на почве с повышенным содержанием Zn // Изв. ТСХА. 2004. Вып. 4.

7. Копцик Г.Н. Проблемы и перспективы фиторемедиации почв, загрязненных тяжелыми металлами (обзор литературы) // Почвоведение. 2014. № 9.

8. Максимов И.В., Абизгильдина Р.Р., Пусенкова Л.И. Стимулирующие рост растений микроорганизмы как альтернатива химическим средствам защиты от патогенов (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. 2011. Т. 47, № 4.

9. Плеханова И.О., Кленова О.В., Кутукова Ю.Д. Влияние осадка сточных вод и мелиорантов на фракционный состав тяжелых металлов в супесчаных дерново-подзолистых почвах // Почвоведение. 2001. № 4.

10. Плеханова И.О. Биогеохимия агроландшафтов восточного Подмосковья после применения осадков сточных вод в качестве удобрений // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2020. № 3.

11. Плеханова И.О., Шабаев В.П., Куликов В.О. Влияние ризосферных бактерий на состояние тяжелых металлов в системе почва – растение // Почвоведение. 2022. № 9.

12.Соколова М.Г., Белоголова Г.А., Гордеева О.Н. и др. Влияние ризосферных бактерий на рост растений и накопление тяжелых металлов на техногенно загрязненных почвах // Агрохимия. 2014. № 2.

13. Соколова М.Г., Белоголова Г.А., Акимова Г.П. и др. Влияние инокуляции ризосферными бактериями на рост растений и транслокацию микроэлементов из загрязненных почв // Агрохимия. 2016. № 7.

14. Шабаев В.П. Почвенные механизмы уменьшения поглощения кадмия растениями ячменя при применении ризосферных бактерий, стимулирующих рост растений // Агрохимия. 2017. № 7.

15.Шабаев В.П. Почвенно-агрохимические аспекты ремедиации загрязненной свинцом серой лесной почвы при внесении стимулирующих рост растений ризосферных бактерий // Почвоведение. 2012. № 5.

16. Шабаев В.П., Бочарникова Е.А., Остроумов В.Е. Ремедиация загрязненной кадмием почвы при применении стимулирующих рост растений ризобактерий и природного цеолита // Почвоведение. 2020. № 6.

17. Lewis K., Epstein S., Onofrio A., Ling L. Uncultured microorganisms as a source of secondary metabolites // Journal Antibiotics. 2010. № 4.

18. Braud A., Geoffroy V., Hoegy F. et al. Presence of the siderophores pyoverdine and pyochelin in the extracellular medium reduces toxic metal accumulation in Pseudomonas aeruginosa and increases bacterial metal tolerance // Environ. Microbiol. Rep. 2010. Iss. 2.

19. Chandel A.K., Chen H., Sharma H. Ch. et al. Beneficial Microbes for Sustainable Agriculture // Microbes for Sustainable Development and Bioremediation. Chapter 15. 2020. https://doi.org/10.1201/9780429275876

20. Mishra J., Singh R., Arora N.K. Alleviation of heavy metal stress in plants and remediation of soil by rhizosphere microorganisms // Front. Microbiol. 2017. Vol. 8. Article 1706. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01706

21. Zahir Z.A. Plant growth promoting rhizobacteria: application and perspectives in agriculture // Adv. Agron. 2004. Vol. 81.