Аннотация

Пшеница (Triticum aestivum L.) – основная зерновая культура, обеспечивающая глобальную продовольственную безопасность. Высокие дозы минеральных удобрений и пестицидов приводят к деградации почв и загрязнению окружающей среды. Альтернативой повышения урожайности являются микроорганизмы и природные сорбенты, в частности цеолит, улучшающий структуру почвы, удержание влаги и питательных веществ. Ростостимулирующие бактерии повышают доступность элементов питания для растений и вызывают их рост. Цель исследования – оценка влияния совместного применения цеолита и ростостимулирующих бактерий на рост пшеницы в лабораторных условиях. Объекты исследования – сорта яровой мягкой пшеницы Сибирский Альянс, Памяти Афродиты, Надежда Кузбасса; ростостимулирующие бактерии (Azotobacter chroococcum B-4148, Azotobacter vinelandii B-932, Pseudomonas chlororaphis subsp. aurantiaca B-548) и консорциум на их основе (соотношение 1:3:1). Оценивали солюбилизирующую активность штаммов, влияние цеолита (1 т/га) и бактериальных препаратов на показатели роста пшеницы. Все бактерии солюбилизировали цеолит (2,5–17,7 мм). Максимальную активность показал штамм P. chlororaphis subsp. aurantiaca B-548 (17,7 мм). Совместное применение цеолита и консорциума положительно влияло на рост и развитие всех сортов пшеницы. Лучшие результаты достигнуты при обработке консорциумом с внесением в почву 1 т/га цеолита. Для сорта Сибирский Альянс всхожесть составила 86 %, длина побега – 183 мм, сухая масса – 42,4 %, содержание хлорофилла – 24,47 %, каротиноидов – 16,21 %, азота – 51,83 %. Для сорта Памяти Афродиты всхожесть составила – 80 %, длина побега – 157 мм, сухая масса – 31,3 %, содержание хлорофилла – 32,07 %, содержание каротиноидов – 19,40 %, азота – 59,35 %. Для сорта Надежда Кузбасса всхожесть – 98 %, длина побега – 185 мм, сухая масса – 41,2 %, содержание хлорофилла – 39,74 %, содержание каротиноидов – 28,47 %, азота – 55,26 %. Полученные результаты подтверждают перспективность использования цеолита и бактерий для улучшения роста пшеницы, что согласуется с данными других исследований о положительном влиянии этих факторов на продуктивность сельскохозяйственных культур. Полученные результаты позволяют рекомендовать использование данного подхода для повышения продуктивности пшеницы, однако необходимы дальнейшие полевые испытания для подтверждения эффективности в производственных условиях.

Ключевые слова

Биоудобрение, зерновая культура, Triticum aestivum L., Azotobacter chroococcum, Azotobacter vinelandii, Pseudomonas chlororaphis subsp. aurantiaca, цеолит

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Gavasso-Rita YL, Papalexiou SM, Li Y, Elshorbagy A, Li Z, et al. Crop models and their use in assessing crop production and food security: A review. Food and Energy Security. 2024;13(1):e503. https://doi.org/10.1002/fes3.503
2. Godfray HCJ, Beddington JR, Crute IR, Haddad L, Lawrence D, et al. Food security: The challenge of feeding 9 billion people. Science. 2010;327(5967):812-818. https://doi.org/10.1126/science.1185383
3. Lan Y, Chawade A, Kuktaite R, Johansson E. Climate change impact on wheat performance-Effects on vigour, plant traits and yield from early and late drought stress in diverse lines. International Journal of Molecular Sciences. 2022;23(6):3333. https://doi.org/10.3390/ijms23063333
4. Al-Hawamdeh F, Ayad JY, Alananbeh KM, Akash MW. Bacterial endophytes and their contributions to alleviating drought and salinity stresses in wheat: A systematic review of physiological mechanisms. Agriculture. 2024;14(5):769. https:// doi.org/10.3390/agriculture14050769
5. Mozumder P, Berrens RP. Inorganic fertilizer use and biodiversity risk: An empirical investigation. Ecological Economics. 2007;62(3-4):538-543. https://doi.org/10.1016Zj.ecolecon.2006.07.016
6. Mitra B, Chowdhury AR, Dey P, Hazra KK, Sinha AK, et al. Use of agrochemicals in agriculture: Alarming issues and solutions. In: Bhatt R, Meena RS, Hossain A, editors. Input Use Efficiency for Food and Environmental Security, Singapore: Springer Nature Singapore. 2021. pp. 85-122. https://doi.org/10.1007/978-981-16-5199-1_4
7. Колпакова Д. Е., Серазетдинова Ю. Р., Фотина Н. В., Заушинцева А. В., Асякина Л. К. и др. Микробная биофортификация злаковых культур: перспективы и текущее развитие. Техника и технология пищевых производств. 2024. Т. 54. № 2. С. 191-211. https://doi.org/10.21603/2074-94142024-2-2500
8. Senabio JA, Silva RC, Pinheiro DG, Vasconcelos LG, Soares MA. The pesticides carbofuran and picloram alter the diversity and abundance of soil microbial communities. PLOS One. 2024;19(11):е0314492. https://doi.org/10.1371/journal. pone.0314492
9. Alengebawy A, Abdelkhalek ST, Qureshi SR, Wang MQ. Heavy metals and pesticides toxicity in agricultural soil and plants: Ecological risks and human health implications. Toxics. 2021;9(3):42. https://doi.org/10.3390/toxics9030042
10. Madlala NC, Khanyile N, Masenya A. Examining the correlation between the inorganic nano-fertilizer physical properties and their impact on crop performance and nutrient uptake efficiency. Nanomaterials. 2024;14(15):1263. https://doi.org/10.3390/ nano14151263
11. Ayenew BM, Satheesh N, Zegeye ZB, Kassie DA. A review on the production of nano-fertilizers and its application in agriculture. Heliyon. 2025;11(1):e41243. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e41243
12. Kardala N, Wyszkowski M. Zeolite properties, methods of synthesis, and selected applications. Molecules. 2024; 29(5):1069. https://doi.org/10.3390/molecules29051069
13. Verma KK, Song X-P, Li D-M, Singh M, Wu J-M, et al. Silicon and soil microorganisms improve rhizospheric soil health with bacterial community, plant growth, performance and yield. Plant Signaling & Behavior. 2022;17(1):2104004. https://doi.org/10.1080/15592324.2022.2104004
14. Asyakina LK, Vorob'eva EE, Proskuryakova LA, Zharko MYu. Evaluating extremophilic microorganisms in industrial regions. Foods and Raw Materials. 2023;11(1):162-171. http://doi.org/10.21603/2308-4057-2023-1-556
15. Василина Т. К., Балгабаев А. М., Шибикеева А. М., Абилдаев Е. С., Закиева А. А. Влияние цеолита и модифицированного цеолитного удобрения на агрофизические свойства темно-каштановой почвы в предгорной зоне юго- востока Казахстана. Почвоведение и агрохимия. 2024. № 3. С. 62-71. https://doi.org/10.51886/1999-740X_2024_3_62
16. Zheng J, Chen T, Chi D, Xia G, Wu Q, et al. Influence of zeolite and phosphorus applications on water use, P uptake and yield in rice under different irrigation managements. Agronomy 2019;9(9):537. https://doi.org/10.3390/agronomy9090537
17. Куликова А. Х., Карпов А. В., Черкасов М. С. Влияние цеолита и удобрений на его основе на урожайность кукурузы и баланс элементов питания в черноземе выщелоченном под ее посевами. Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2023. № 2. С. 69-75. https://elibrary.ru/RYNKJS
18. Chamani HE, Amoli HF, Niknejad Y, Tari DB. Effects of zeolite and biofertilizers on yield components, yield and nutrients uptake in grains of two corn cultivars (cv. 6010 and ns71). Journal of Plant Nutrition. 2022;45(11):1670-1681. https://doi.org/10.1080/01904167.2021.2014876
19. Degtyareva I, Kirillova N. Comparative evaluation of the effect of various biofertilizers in complex with zeolite on productivity and microbiocenosis of buckwheat. Vestnik of Kazan state agrarian university. 2024;19(4):34-40. http://dx.doi.org/ 10.12737/2073-0462-2024-34-40
20. Mondal M, Biswas B, Garai S, Sarkar S, Banerjee H, et al. Zeolite enhance soil health, crop productivity and environmental safery. Agronomy. 2021;11(3):448. https://doi.org/10.3390/agronomy11030448
21. Исмалгулова Г. Е., Суюндукова М. Б., Суюндуков Я. Т., Мухамутдинова Г. А. Влияние природных цеолитов на плодородие почв и продуктивность сельскохозяйственных наук. Аграрная наука. 2008. № 7. С. 21-23. https://elibrary.ru/KXUWHR
22. Дегтярева И. А., Прищепенко Е. А., Рахманова Г. Ф., Миникаев Д. Т. Оценка действия удобрений нового поколения на микробный ценоз ярового рапса. Агрохимический вестник. 2022. № 5. С. 65-69. https://doi.org/10.24412/1029-2551-2022-5-013
23. Kordala N, Wyszkowski M. Zeolite properties, methods of synthesis, and selected applications. Molecules. 2024;29(5): 1069. https://doi.org/10.3390/molecules29051069
24. Kulikova A, Yashin E, Karpov A, Romashkin A. The effectiveness of zeolite enriched with amino acids in the cultivation of crops in the Middle Volga region (on the example of millet). BIO Web of Conferences. 2021;37(7):00096. http:// dx.doi.org/10.1051/bioconf/20213700096
25. Serazetdinova Yu, Chekushkina D, Borodina E, Kolpakova D, Minina V, et al. Synergistic interaction between Azotobacter and Pseudomonas bacteria in a growth-stimulating consortium. Foods and Raw Materials. 2025;13(2):376-393. https:// doi.org/10.21603/2308-4057-2025-2-651
26. Bist V, Niranjan A, Ranjan M, Lehri A, Seem K, et al. Silicon-solubilizing media and its implication for characterization of bacteria to mitigate biotic stress. Frontiers in Plant Science. 2020;11:28. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00028
27. Faskhutdinova ER, Fotina NV, Neverova OA, Golubtsova YV, Mudgal G, et al. Extremophilic bacteria as biofertilizer for agricultural wheat. Foods and Raw Materials. 2024;12:348-60. http://doi.org/10.21603/2308-4057-2024-2-613
28. Серазетдинова Ю. Р., Фотина Н. В., Асякина Л. К., Просеков А. Ю., Неверова О. А. Роль Bacillus amiloliquefaciens в снижении абиотического стресса зерновых культур. XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2023. Т. 12. № 4. С. 178-183. https://elibrary.ru/LBKHMF
29. Albassam M, Aslam M. Testing internal quality control of clinical laboratory data using paired t-test under uncertainty. BioMed Research International. 2021:5527845. https://doi.org/10.1155/2021/5527845
30. Hindersah R, Rahmadina I, Harryanto R, Suryatmana P, Arifin M. Bacillus and Azotobacter counts in solid biofertilizer with different concentration of zeolite and liquid inoculant. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021;667:012010. https://doi.org/10.1088/1755-1315/667/1/012010
31. Salamatpour S, Niknezhad Y, Fallah H, Tari DB. Impacts of chemical and organic fertilizers along with silicon on agronomic traits, yield and nutrient content in tice under plant growth-promoting bacteria. Cereal Research Communications. 2024;53:1133-1145. https://doi.org/10.1007/s42976-024-00591-7