Взаимоотношения между ризобиями и люцерной представляют собой сложную симбиотическую сделку, где каждое из растений и бактерий получает свои выгоды. Однако, как отмечает Эмбер Фридрихсен в статье на портале кормового растениеводства hayandforage.com, местные почвенные ризобии могут быть весьма агрессивными в конкуренции с коммерческими инокулянтами, что делает задачу улучшения азотфиксации непростой.
Симбиоз в действии: как работают ризобии и люцерна
Симбиотическая фиксация азота - это взаимовыгодный процесс между растениями люцерны и ризобиями. Люцерна предоставляет ризобиям место для жизни в клубеньках на своих корнях и питательные вещества, образующиеся в процессе фотосинтеза. В свою очередь, ризобии преобразуют атмосферный азот в форму, доступную для растения, что помогает люцерне расти и развиваться.
Исследователь Барни Геддес из Университета штата Северная Дакота отмечает, что люцерна могла бы получать до 80% необходимого ей азота через симбиотическую азотфиксацию, как это происходит у сои. Однако, не все ризобии одинаково полезны для люцерны. Некоторые природные ризобии лучше адаптированы к конкретным условиям почвы и могут эффективнее фиксировать азот, чем коммерческие инокулянты.
Проблемы коммерческих инокулянтов
Несмотря на теоретическую возможность улучшения отношений между люцерной и ризобиями через инокуляцию семян, на практике это не всегда удается. Местные ризобии, уже присутствующие в почве, часто превосходят коммерческие инокулянты. Они хорошо адаптированы к местным условиям и могут лучше колонизировать конкретные сорта люцерны.
Со временем местные ризобии могут заменить коммерческие инокулянты, даже если последние успешно колонизируют клубеньки в первый год укоренения. Более того, местные ризобии не всегда ведут себя честно: они могут манипулировать процессом симбиоза в свою пользу, накапливая больше продуктов фотосинтеза растений, чем отдают азота взамен.
Текущие исследования и перспективы
В настоящее время ученые проверяют различные гипотезы, чтобы понять, почему некоторые ризобии лучше фиксируют азот для люцерны, чем другие. Исследование, финансируемое Национальным альянсом люцерны и фуража США, направлено на выделение высокопроизводительных ризобий, которые могут эффективно снабжать люцерну азотом и конкурировать с местными бактериями.
Геддес и его команда собрали более 500 видов ризобий из насаждений люцерны в Северной Дакоте. Они отличаются по разнообразию растений и возрасту, а также по характеристикам почвы, таким как pH и соленость, которые могут препятствовать образованию клубеньков.
Исследователи надеются выявить несколько высокопроизводительных ризобий, которые смогут не только снабжать растение азотом, но и эффективно конкурировать с местными ризобиями за место в клубеньках. В дальнейшем эти ризобии будут протестированы в полевых условиях для инокуляции люцерны, что поможет улучшить азотфиксацию и повысить урожайность.
