Мікробіологія сільськогосподарська

МІКРОБІО­ЛО́ГІЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДА́РСЬКА — роз­діл мікробіо­логії, в межах якого досліджують діяльність мікроорганізмів в агробіо­ценозах та роз­робляють при­йоми під­вище­н­ня ефективності аграрного виробництва. Осн. складовими структури дослідж. цього напряму є: корекція складу угруповань мікроорганізмів у корен. сферах культур. рослин, мікробіол. діагностика стану ґрунтів агроценозів та об­ґрунтува­н­ня екологічно доціл. систем удобре­н­ня с.-г. культур, оптимізація процесів де­струкції–синтезу гумусу. Крім того, над­звичайно важливими є пита­н­ня біол. захисту рослин від хвороб та шкідників, оптимізації роз­вит­ку специф. мікроорганізмів при консервуван­ні кормів. М. с. почала роз­виватися паралельно зі становле­н­ням заг. мікробіо­логії, поч. якої у 17 ст. закладено гол­ланд. ученим, основоположником наук. мікро­скопії А. ван Левенгуком, який уперше описав мікро­скоп. живі організми, включаючи бактерії і дріжджі. Пізніше франц. вчений Л. Пастер здійснив низку від­крит­тів, зокрема процесів броді­н­ня й анаеробіо­зу. Нім. мікробіо­лог Р. Кох дослідив роль мікроорганізмів у інфекц. процесі. Низка етапів роз­витку заг. мікробіо­логії, в межах яких здійснювався опис морфології мікроорганізмів та ви­вчалися їхні властивості, стосувалися і с.-г. мікробіо­логії. Завдяки дослідж. нім. вчених Г. Гельріґеля і Г. Вільфарта на­прикінці 1980-х рр. вдалося довести, що утворе­н­ня бульбочок на корін­ні бобових культур індукується бактеріями, які здатні забезпечувати рослину азотом. 1888 гол­ланд. мікробіо­логом та ботаніком М. Беєрінком отримано чисту культуру бульбочк. бактерій. У 19 ст. дослідж. за напрямом М. с. роз­почав С. Вино­градський. Він від­крив явище хемосинтезу, вперше сформулював систем. під­хід до ви­вче­н­ня участі мікроорганізмів у колообігу речовин у природі, роз­робив нові принципи ви­вче­н­ня ґрунт. мікроорганізмів за викори­ста­н­ня електив. пожив. середовищ, дослідив кон­структив. і енергет. обмін у нітрифікувал. бактерій, сірко- та залізобактерій. Продовжувачем екол.-фізіол. напряму дослідж. мікроорганізмів ґрунту був учений-мікробіо­лог В. Омелянський, який уперше від­окремив ана­ероб. збудників де­струкції клітковини. Враховуючи заслуги В. Омелянського, один із видів целюлозоруйнів. бактерій на­звано на його честь (Clostridium ome­lianskii). М. Холодний акцентував увагу на екол. під­ходах у ви­вчен­ні мікроорганізмів і роз­робив низку методик: пластинок обро­ста­н­ня, ґрунт. камер та пророщува­н­ня ґрунт. пилу. Під керівництвом Л. Рубенчика проведено дослідж. екол.-фізіол. основ взаємодії мікроорганізмів із рослинами, створ. концепцію викори­ста­н­ня мікроорганізмів як біол. індикаторів. Важливою складовою роз­витку М. с. стали дослідж. біол. фіксації азоту. За цикл робіт, присвяч. біо­хімії процесу азотфіксації, фінс. вчений А. Віртанен отримав Нобелів. премію. В Україні вагомий внесок у роз­виток М. с. зробили В. Під­горсь­кий, К. Андріюк, В. Патика, А. Антипчук, Г. Іутинська, І. Курдиш, Л. Косенко (Ін­ститут мікробіо­логії і вірусології НАНУ), А. Манорик, Ю. Старченков, С. Коць, М. Нічик (Ін­ститут фізіології рослин і генетики НАНУ), Е. Головко (Нац. ботан. сад НАНУ; усі — Київ), М. Рево, В. Сіверс, В. Волкогон, Н. Мальцева, О. Надкернична, Л. Токмакова (Ін­ститут с.-г. мікробіо­логії та агро­пром. виробництва НААНУ, Чернігів), О. Шерстобоєва (Ін­ститут агро­екології і природокористува­н­ня НААНУ, Київ), Г. Наумов, Л. Подоба (Харків. аграр. університет), М. Патика (Нац. університет біо­ресурсів і природокористува­н­ня України, Київ), Н. Петерсон (Львів. аграр. університет), С. Пида, К. Векірчик, І. Бутницький (Терноп. пед. університет). Нині економічно роз­винені країни, не­зважаючи на потуж. індустр. потенціал, що до­зволяє виготовляти і за­стосовувати добрива (особливо азотні, враховуючи невичерпність сировини для їхнього виробництва), знач. мірою проявляють зацікавленість до мікробіол. засобів інтенсифікації виробництва. Це об­умовлено як суто екон. міркува­н­нями, так і вимогами щодо збереже­н­ня довкі­л­ля. Укр. мікробіо­логами, які працюють за напрямом М. с., створ. низку мікроб. препаратів на основі актив. штамів азотфіксувал., фосфатмобілізів., рістстимулятор. мікроорганізмів: Альбобактерин, Біо­гран, Діазобактерин, Мікрогумін, Поліміксобактерин, Ризогумін, Хетомік (Ін­ститут с.-г. мікробіо­логії та агро­пром. виробництва НААНУ), Біо­поліцид, Ризо­актив, Ризобофіт (Ін­ститут агро­екології і природокористува­н­ня НААНУ), Азо­гран (Ін­ститут мікробіо­логії і вірусології НАНУ) та ін. Для роз­роблених біо­препаратів характерна висока ефективність. Більшість із них сертифіковано для викори­ста­н­ня в технологіях орган. виробництва с.-г. продукції. Об­ґрунтовано нові принципи створе­н­ня мікроб. препаратів, що враховують не лише наявність актив. бактеріал. штаму, але й оп­тимал. кількості фітогормонів ауксинового і цитокінінового класів. Взаємодія бактеріал. компоненту з фізіологічно актив. сполуками забезпечує формува­н­ня пов­ноцін. рослин­но-бактеріал. симбіо­зів та асоціацій і позитивно по­значається на урожайності с.-г. культур та якості продукції. Викори­ста­н­ня біо­препаратів сут­тєво впливає на формува­н­ня корен. системи, її по­глинал. здатність, діяльність низки фермент. систем рослин. організму, що сприяє оптимізації засвоє­н­ня рослиною пожив. речовин. За даними дослідів з важким ізотопом 15N та лізиметр. дослідж., проведених в Ін­ституті с.-г. мікробіо­логії та агро­пром. виробництва НААНУ, ступінь засвоє­н­ня азоту з добрив при за­стосуван­ні мікроб. препаратів зро­стає на 20–30 %, при цьому зменшується інтенсивність міграції сполук біо­ген. елементів по ґрунт. профілю. Загалом, за результатами польових дослідів та вироб. ви­пробувань дія біо­препаратів на продуктивність с.-г. культур еквівалентна впливу 30–60 кг/га мінерал. азоту, 20–40 кг/га фосфору. Встановлено, що інтродуковані в агроценози корисні ґрунт. мікроорганізми, заселивши корен. сфери, тривалий час блокують інфікува­н­ня рослин патоген. бактеріями та мікроміцетами. Показано, що навіть у роки епіфітотій окремих захворювань пере­дпосівна інокуляція насі­н­ня певними препаратами сприяла затримці роз­витку хвороб на 2–3 тижні, що істотно по­значалося на урожайності культур. Доведено, що насі­н­ня, одержане з бактеризов. рослин, менше заражається збудниками хвороб, особливо гриб., що значно під­вищує збереженість зерна. Над­звичайно важливим пита­н­ням, яке вирішує нині М. с., є встановле­н­ня фізіол. оптимал. норм добрив, насамперед азотних. В Ін­ституті с.-г. мікробіо­логії та агро­пром. виробництва НААНУ за­пропоновано оригінал. методологію ви­значе­н­ня фізіологічно (екологічно) доціл. норм азот. добрив для с.-г. культур, яка базується на спів­ставлен­ні показників пере­бігу двох протилеж. процесів у колообігу азоту — азотфіксації та біол. денітрифікації. В установах НААНУ активно проводять дослідж. ефектив. компостува­н­ня орган. речовини різного походже­н­ня. В Ін­ституті с.-г. мік­робіо­логії та агро­пром. виробництва НААНУ роз­роблено принципи керов. компостува­н­ня орган. речовини (гною та пташиного посліду) за участі інтродуков. до субстрату мікроорганізмів-де­структорів целюлози і лігніну, створ. нові біо­активні органо-мінерал. добрива Фосфогумін та Біо­ком-Т. За­значені добрива характеризуються не лише задовільним агрохім. складом, але й високим вмістом агрономічно корис. мікроорганізмів та фітогормонів, що сприятливо по­значається на урожайності с.-г. культур. Про­блема корен. живле­н­ня рослин за участі мікроорганізмів знаходиться поряд з ін. біол. захистом рослин від хвороб і шкідників. Це пита­н­ня нині активно роз­робляють в окремих країнах. В Україні також створ. ефективні препарати для боротьби з гриб. захворюва­н­нями рослин, ви­вчають пита­н­ня селекції актив. штамів мікроорганізмів-антагоністів, створе­н­ня зруч. препаратив. форм. У результаті різнобіч. діяльності людини досить часто зміщується екол. рівновага і в першу чергу це стосується складу угруповань мікроорганізмів навколиш. середовища: окремі мікроорганізми зникають з типових для них екол. ніш, інші змінюють свої влас­тивості (набувають вірулентності, стійкості до антибіо­тиків, змінюють антиген­ні властивості). Результати такого впливу на мікроорганізми виявляються не тільки у зміні мікроб. ценозів ґрунтів, а й у виникнен­ні нових захворювань людей і тварин. В Ін­ституті мікробіо­логії і вірусології НАНУ, Ін­ституті с.-г. мікробіо­логії та агро­пром. виробництва НААНУ роз­роблено низку пробіот. препаратів, не­шкідливість, високу ферментат. та антагоніст. активність яких під­тверджено в ході вироб. ви­пробувань. Пер­спективним є за­стосува­н­ня пробіо­тиків і в кормовиробництві. В Україні основи держ. і наук.-тех. політики в галузі М. с. ви­значає Ін­ститут с.-г. мікробіо­логії та агро­пром. виробництва НААНУ, що координує, організовує і проводить наук. дослідж. за цим напрямом, сприяє впроваджен­ню їхніх результатів у виробництво. Пита­н­ня М. с. висвітлюють у між­від. темат. наук. зб. «Сільськогосподарська мікробіо­логія», а також в «Мікробіо­логічному журналі», «Агро­екологічному журналі», ін. фахових вид. у галузі с.-г. наук.

Завантажити статтю