Актуальные вопросы технологий получения, хранения и применения биопрепаратов на основе клубеньковых бактерий (обзор)

Настоящий обзор посвящён рассмотрению биотехнологий получения, хранения и применения препаратов клубеньковых бактерий (инокулянтов), а также актуальных вопросов внедрения препаратов симбиотической микрофлоры в отечественное сельское хозяйство в рамках формирующейся национальной биоэкономики. Рассмотрены последовательные этапы получения современных высокоэффективных препаративных форм инокулянтов, такие как выделение перспективных штаммов клубеньковых бактерий с высокими симбиотическим потенциалом и технологичностью, хранение отобранных штаммов в соответствующих микробных коллекциях, составление высокопродуктивных рецептур питательных сред и высокопроизводительных режимов глубинного культивирования в промышленных биореакторах (ферментерах), хранение инокулянтов в различной таре при различных температурных режимах, приготовление рабочих растворов биопрепаратов с пестицидными протравителями, заблаговременная обработка рабочим раствором семян перед посевом, использование различных полимерно-углеводных композиций (протекторов), защищающих бактерии от высыхания. В обзоре кратко рассмотрена эффективность современных препаративных форм инокулянтов в различных почвенноклиматических условиях, обозначены тенденции совершенствования биотехнологий препаратов клубеньковых бактерий.

1. Афонин Н. М., Жегульская А. В. Оценка эффективности инокулянтов семян сои // Наука и образование. 2023. Т 6. № 1.

2. Гордеева И.В. Биоэкономика как одно из стратегических направлений устойчивого развития // Научное обозрение. Экономические науки. 2019. № 1. С. 16–21.

3. Косульников Ю. В., Лактионов Ю. В. О факторах, влияющих на токсичность протравителей семян для симбиотических азотфиксаторов в составе биопрепаратов // Сельскохозяйственная биология. 2018. № 5. С.1037– 1044. DOI: 10.15389/agrobiology.2018.5.1037rus

4. Кожемяков А. П., Лактионов Ю. В., Попова Т. А., Орлова А. Г., Кокорина А. Л., Вайшля О. Б., Агафонов Е. В., Гужвин С. А., Чураков А. А., Яковлева М. Т. Агротехнологические основы создания усовершенствованных форм микробных биопрепаратов для земледелия // Сельскохозяйственная биология. 2015. Т. 50, №3. С. 369–376. DOI: 10.15389/agrobiology.2015.3.369rus

5. Лактионов Ю. В., Косульников Ю. В., Дудникова Д. В., Яхно В. В., Кожемяков А. П. Протекторные свойства водорастворимых полимерных композиций и их твердофазной модификации при предпосевной обработке инокулированных семян сои Glycine Max (L.) Merr // Сельскохозяйственная биология. 2019. Т. 54, №5. С. 1052–1059. DOI: 10.15389/agrobiology.2019.5.1052rus

6. Пуртова Л. Н., Киселева И. В., Кочева Н. С., Русакова Д. А., Емельянов А. Н. Влияние комплексной предпосевной обработки семян сои в Приморском крае на урожайность, микрофлору почв и процессы гумусонакопления // Вестник ДВО РАН. 2024. № 2(234). С. 159–169. DOI: 10.31857/S0869769824020149

7. Румянцева М. Л. Клубеньковые бактерии: перспективы мониторинга симбиотических свойств и стрессоустойчивости с использованием генетических маркеров // Сельскохозяйственная биология. 2019. Т. 54, № 5. С. 847–862. DOI: 10.15389/agrobiology.2019.5.847rus

8. Belimov A.A., Shaposhnikov A.I., Azarova T.S., Makarova N.M., Safronova V.I., Litvinskiy V.A., Nosikov V.V., Zavalin A.A., Tikhonovich I.A. Microbial Consortium of PGPR, Rhizobia and Arbuscular Mycorrhizal Fungus Makes Pea Mutant SGECdt Comparable with Indian Mustard in Cadmium Tolerance and Accumulation // Plants. 2020. № 9 (8). Article number: 975. DOI: 10.3390/plants9080975

9. Elsakhawy T., Ghazi A., Abdel-Rahman M. A. Developing Liquid Rhizobium Inoculants with Enhanced Long-Term Survival, Storage Stability, and Plant Growth Promotion Using Ectoine Additive // Current microbiology. 2021. V. 78, №1. P. 282–291. DOI: 10.1007/s00284-020-02265-z

10. Gatabazi A., Vorster B. J., Mvondo-She M. A., Mangwende E., Mangani R., Hassen A. I. Efficacy of peat and liquid inoculant formulations of Bradyrhizobium japonicum strain WB74 on growth, yield and nitrogen concentration of soybean (Glycine max L.) // Nitrogen. 2021. №2(3). P. 332–346. DOI: 10.3390/nitrogen2030023

11. Reis G. A. dos, Martínez-Burgos W. J., Pozzan R., Puche Y. P., Ocán-Torres D., Mota P. de Q. F., Rodrigues C., Serra J. L., Scapini T., Karp S. G., Soccol C. R. Comprehensive Review of Microbial Inoculants: Agricultural Applications, Technology Trends in Patents, and Regulatory Frameworks // Sustainability. 2024. V. 16, №19. P. 8720. DOI: 10.3390/su16198720

12. Santoyo-Pizano G., Hernández-Mendoza J. L., Márquez-Benavides L., De Luna-Esquivel G., Sánchez-Yáñez J. M. Rhizobium phaseoli tolerant to insecticide on the growth of Phaseolus vulgaris // Journal of the Selva Andina Research Society. 2021. V. 12, №1. P. 30–37. DOI: https://doi.org/10.36610/j.jsars.2021.120100030x

13. Singh V., Kumar B. A review of agricultural microbial inoculants and their carriers in bioformulation // Rhizosphere. 2024. № 29. Article number: 100843. DOI: 10.1016/j.rhisph.2023.100843

14. Yadav S. K., Patel J. S., Singh B. N., Bajpai R., Teli B., Rajawat M. V., Sarma B. Biofertilizers as Microbial Consortium for Sustainability in Agriculture // Plant, Soil and Microbes in Tropical Ecosystems. 2021. P. 349–368. DOI: 10.1007/978-981-16-3364-5_16

15. Zhang Y., Ku Y. S., Cheung T. Y., Cheng S. S., Xin D., Gombeau K., Cai Y., Lam H. M., Chan T. F. Challenges to rhizobial adaptability in a changing climate: Genetic engineering solutions for stress tolerance // Microbiological Research. 2024. № 288. Article number: 127886. DOI: 10.1016/j.micres.2024.127886