Кублановская Анна Андреевна — аспирант кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ.
119234, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12, тел.: 8-495-939-25-87
Department of Bioengineering, Faculty of Biology Lomonosov MSU.
Leninskiye Gori 1—12, Moscow
Хапчаева Софья Арсеновна — младший научный сотрудник группы альгобиотехнологии Института биохимии им. А.Н. Баха ФИЦ «Биотехнологии РАН».
119071, Москва, Ленинский проспект, д. 33, стр. 2, тел.: 8-495-952-33-09
Leninsky Prospekt 33—2, Moscow, 119071
Зотов Василий Сергеевич — кандидат биологических наук, руководитель группы Института биохимии им. А.Н. Баха ФИЦ «Биотехнологии РАН».
119071, Москва, Ленинский проспект, д. 33, стр. 2, тел.: 8-495-952-33-09
Leninsky Prospekt 33—2, Moscow, 119071
Зайцев Петр Андреевич — аспирант кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ.
119234, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12, тел.: 8-495-939-25-87
Department of Bioengineering, Faculty of Biology Lomonosov MSU.
Leninskiye Gori 1—12, Moscow
Лобакова Елена Сергеевна — доктор биологических наук, профессор кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ.
119234, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12, тел.: 8-495-939-41-69
Department of Bioengineering, Faculty of Biology Lomonosov MSU.
Leninskiye Gori 1—12, Moscow
Соловченко Алексей Евгеньевич — доктор биологических наук, профессор кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ.
119234, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12, тел.: 8-495-939-25-87
Department of Bioengineering, Faculty of Biology Lomonosov MSU.
Leninskiye Gori 1—12, Moscow
В настоящее время остро стоит проблема дефицита сырья для химических фосфорных удобрений и снижения неблагоприятного воздействия их использования на окружающую среду. К перспективным направлениям ее решения относится использование биоудобрений из обогащенной фосфором суспензии клеток (биомассы) микроводорослей, однако многие фундаментальные аспекты влияния таких удобрений на биологическую активность и микробиом почв остаются неизвестными. Исследовали влияние биомассы микроводоросли Chlorella vulgaris IPPASC-1 (Chlorophyceae) на биологическую активность, эффективность ризобиальных и цианобактериальных биопрепаратов, а также на микробиом почвы при возделывании фасоли (Phaseolus vulgaris L.) сорта «Стрела», а также на общую и удельную урожайность этой культуры. Для почвы из ризосферы растения определяли актуальную азотфиксацию и денитрификацию, эмиссию двуокиси углерода и метана. Таксономическую структуру прокариотного сообщества почвы из ризосферы фасоли определяли методом высокопроизводительного секвенирования ампликонов фрагмента гена 16S рРНК на платформе Illumina. Метагеномные данные анализировали с помощью программных инструментов QIIME и VAMPS. Установили, что использование суспензии клеток C. vulgaris IPPASC-1 в качестве фосфорного биоудобрения не оказывает негативного влияния на биологическую активность почвы, не повышает уровень денитрификации и не вызывает значительного роста эмиссии «парниковых газов». При этом внесение биомассы хлореллы повышало уровень азотфиксации, но не снижало урожайность и не ослабляло действия ростостимулирующих биопрепаратов на основе ризобий и цианобактерий. Также не выявлено значительных изменений таксономического состава прокариот почвы из ризосферы. В целом, полученные результаты свидетельствуют об отсутствии негативного влияния внесения биомассы хлореллы на биологическую активность и микробиом почвы под фасолью. Как следствие, исследование показало принципиальную возможность замены химических удобрений фосфорными биоудобрениями из биомассы микроводорослей.
The current problem with phosphorus fertilizers are shortage of rock phosphate from which it is produced and adverse impact of their production and use on the environment. A promising solution is use of phosphorus-rich biomass of microalgae as biofertilizer, but possible impact of such fertilizers on the biological activity and microbiome of soils remain unknown in many aspects. We investigated the effect of Chlorella vulgaris IPPAS C-1 biomass application on yield, biological activity, efficacy of the rhizobia- and cyanobacteria-based growth promoting formulations, as well as the microbiome of the soil during cultivation of beans (Phaseolus vulgaris L.) cvr. «Strela». Total and specific yield, actual nitrification and denitrification, carbon dioxide and methane emission were determined for soil samples from the rhizosphere. The taxonomic structure of the prokaryotic community of the bean rhizosphere was determined by NGS of 16s rRNA gene amplicons on the Illumina platform. The metagenomic data were analyzed using software tools QIIME and VAMPS. It was found that the application of biomass of C. vulgaris IPPAS C-1 as a phosphorus biofertilizer increased the bulk yield of beans. It also allowed to achieve the specific yield (per plant) level provided by traditional fertilizers. The biomass application did not (i) impact the biological activity of the soil, (ii) did not increase the level of denitrification, and (iii) did not increase significantly the soil emission of the «greenhouse gases». The Chlorella biomass application hamper the growth-promoting effect of the bacterial preparations made from rhizobia and cyanobacteria. Also, no significant changes in the taxonomic composition of the soil of the rhizosphere microbiome upon the application of the Chlorella biomass were revealed. Collectively, the results indicate the possibility of at least partial replacement of chemical fertilizers with phosphorus biofertilizers from microalgae biomass in the field growing of beans.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.