Российские ученые совершили значимое открытие: почвенные микроорганизмы рода Bacillus не только обладают антибиотическими свойствами, но и служат естественным удобрением, значительно повышая плодородие сельскохозяйственных земель. Это исследование, проведенное специалистами Тюменского государственного университета (ТюмГУ) в сотрудничестве с другими научными коллективами, опубликовано в журнале Rhizosphere.
Влияние сельского хозяйства и роль бацилл
Современное сельское хозяйство часто нарушает хрупкое равновесие между почвой, микроорганизмами и растениями, что ускоряет процесс истощения земель. Однако исследователи из ТюмГУ и Всероссийского научно-исследовательского института защиты растений установили, что некоторые бактерии рода Bacillus, известные как бациллы, способны благоприятно трансформировать микробное сообщество почвы. Они делают это посредством синтеза липопептидов – особых соединений, которые борются с грибковыми заболеваниями культур и одновременно активизируют почвенные ферменты, играющие ключевую роль в усвоении растениями таких жизненно важных элементов, как углерод, азот и фосфор.
Механизм действия липопептидов
«Особенность антимикробного действия циклических липопептидов заключается в “перепрограммировании” микробной экосистемы, что делает ее более устойчивой. Это молекулы-сигналы для “союзных” бациллам бактерий в почве. “Союзники” влияют на формирование биопленок на корнях, что улучшает симбиоз микроорганизмов и растений и позволяет последним лучше питаться», — рассказал Алексей Васильченко, заведующий лабораторией антимикробной резистентности института X-Bio ТюмГУ.
Исследователь пояснил, что прямое добавление чистых циклических липопептидов в почву стимулирует активность микробиоты по разложению органических веществ. Это приводит к высвобождению необходимых питательных элементов для растений, повышает их стрессоустойчивость и значительно увеличивает урожайность.
Практические результаты и перспективы
«В полевом эксперименте препарат на основе липопептидов улучшил физиологические параметры картофеля: усилился рост корней и побегов. Это подтверждает, что циклические липопептиды можно использовать как экологичную альтернативу химическим удобрениям и пестицидам», — подчеркнул Васильченко.
Разработка биопрепаратов на основе бацилл поможет снизить негативное воздействие земледелия на окружающую среду. Однако ученые отмечают, что для широкого повсеместного применения таких технологий необходимо провести дополнительные исследования, чтобы полностью понять все изменения, вызываемые в почве внесением бацилл.
Данная работа была выполнена при поддержке Российского научного фонда и Министерства науки и высшего образования России.
Максим Соколов 
Дмитрий Верхов