Фосфатмобилизующие микроорганизмы: устойчивый подход к управлению дефицитом фосфора в сельскохозяйственных почвах

Фосфор является вторым по значимости ключевым элементом после азота как минеральное питательное вещество с точки зрения количественной потребности растений. Несмотря на высокое содержание в почвах в органической и неорганической формах, его доступность ограничена, поскольку он преимущественно находится в нерастворимых формах. Содержание фосфора в средней почве составляет около 0,05% (мас./мас.), однако растениям доступно лишь 0,1% общего содержания фосфора из-за его низкой растворимости и фиксации в почве (Illmer and Schinner, Soil Biol Biochem 27:257–263, 1995). Адекватное поступление фосфора на ранних этапах развития растений важно для формирования зачатков генеративных органов. Фосфор играет значительную роль в увеличении ветвления и прочности корневой системы, тем самым повышая жизнеспособность растений и их устойчивость к болезням. Он также способствует формированию семян и раннему созреванию таких культур, как зерновые и бобовые. Низкая доступность фосфора или его дефицит существенно снижают размеры и рост растений. На долю фосфора приходится примерно 0,2–0,8% сухой массы растения. Для удовлетворения потребностей сельскохозяйственных культур в питательных веществах фосфор обычно вносят в почву в виде химических фосфорных удобрений. Однако производство химических фосфорных удобрений отличается высокой энергоёмкостью и оказывает долгосрочное воздействие на окружающую среду, включая эвтрофикацию, истощение плодородия почвы и увеличение углеродного следа. Кроме того, растения могут использовать лишь небольшую часть этого фосфора, поскольку 75–90% внесённого фосфора осаждается в составе комплексов с катионами металлов и быстро фиксируется в почве. Эти экологические проблемы обусловили поиск устойчивых подходов к обеспечению сельскохозяйственных культур фосфорным питанием. В связи с этим фосфатмобилизующие микроорганизмы (ФММ) рассматриваются как экологически безопасное средство обеспечения культур фосфором. Хотя в качестве ФММ были идентифицированы многочисленные бактериальные штаммы (псевдомонады и бациллы) и грибные штаммы (Aspergillus и Penicillium), их эффективность в условиях in situ ненадёжна и поэтому нуждается в повышении посредством использования генетически модифицированных штаммов или методов коинокуляции. В настоящем обзоре рассматрива...