Микробные биопрепараты нового поколения

В последнее время все чаще в сельскохозяйственной прессе и в научных публикациях употребляется термин «микробные препараты нового поколения». Однако довольно часто использование этого термина оказывается либо не к месту, либо демонстрирует нечеткое понимание некоторыми авторами предмета разговора. Тем не менее, новое поколение микробных препаратов не просто подрастает и набирает силу, оно уже уверенно перемещается из научных лабораторий и испытательных участков на поля и далее – на просторы мирового рынка (в том числе и российского), поэтому тема нашего разговора приобрела уже вполне практическую актуальность.

Биопрепараты, предлагаемые рынком и содержащие живые микробы, как правило, являются однокомпонентными (то есть содержат один вид микроорганизмов). Двух-, а тем более трехкомпонентные составы производятся гораздо реже. Российские препараты, относящиеся к этой категории, отличаются нестабильным качеством, и довольно затруднительно назвать среди них такие составы, которые бы обладали потребительской популярностью и хорошей производственной репутацией. И тому есть очень веская причина – микробная совместимость, но о ней чуть позже.

Самый многокомпонентный из широко известных микробных препаратов – японский «Кюссей ЭМ-1», имеет в своем составе 6 видов различных микроорганизмов и несколько штаммов. В его состав входят молочнокислые бактерии, дрожжи, актиномицеты ифотосинтезирующие бактерии и водоросли. Создан он был в 1980-е гг. в Японии профессором ТеруоХига. Именно он и дал старт новому поколению многокомпонентных (комплексных) микробных биопрепаратов, получивших название ЭМ-препаратов.

Многокомпонентность микробного состава биопрепаратов нового поколения позволяет решать одновременно целый ряд агротехнических задач, то есть составляет основу их многофункциональности (поливалентности). Так, например, микробные биопрепараты серии Фитостим® имеют в составе 15 и более видов и штаммов микроорганизмов («Что такое Стимиксы?» на сайте www.stimix.ru).

На пути активной разработки многокомпонентных микробных биопрепаратов нового поколения стоят два существенных препятствия.

Первое препятствие – совместимость микробов в одном препарате, о чем уже упоминалось выше. Как известно, микроорганизмы – весьма активные существа: они способны быстро захватывать новые территории, расширяя свой ареал обитания, и стойко охранять уже занятую ими территорию от других микробов. На этом, кстати, и основано свойство микробных препаратов «вытеснять» патогенные микроорганизмы из почвы, растительных остатков и поверхности живых растений. Оказавшись вместе в одной «коммуналке» (в составе биопрепарата), разные виды и даже штаммы одного вида начинают активно бороться друг с другом за «место под солнцем» всеми доступными средствами: выделять токсины, антибиотики и бактериоцины, ингибиторы роста, усиливать собственную репродуктивную функцию и т. п. Снять этот филогенетически закрепленный эффект естественной конкуренции микробов очень непросто.

Микробные компоненты в составе препарата могут быть объединены по двум принципам. Первый – это бесконфликтность, то есть автономность. В этом случае подбираются максимально дружественные микроорганизмы разных штаммов, видов и даже типов. Результат действия такого препарата представляет собой простую сумму изолированных эффектов всех его отдельных микробных компонентов (аддитивный эффект). Главная задача разработчика в этом случае – испытать на совместимость и отобрать такие «дружественные», а по сути – автономно живущие на одном субстрате, микроорганизмы. Работа эта трудоемкая, кропотливая и долгая. Именно таким «бесконфликтным» микробным препаратом и является знаменитый Кюссей.

Второй принцип объединения микробов в биопрепарате – это синергизм, на основе различных способов продуктивного взаимодействия микроорганизмов вплоть до их симбиоза. В этом случае перед разработчиком ставится более широкая и технологически сложная задача: подобрать такие микроорганизмы и создать такие условия для их существования, в которых бы они не просто безвозмездно и независимо «дружили» между собой, но чтобы стали продуктивно зависимы друг от друга в своей жизнедеятельности. Чтобы они превратились в функционально объединенное сообщество с «разделением труда» на основе «круговой поруки», в котором без результата работы одних «мастеров» другие не смогли бы ни жить, ни работать. Более того, действие одного компонента (микроорганизма) должно усиливать обычную, «штатную», активность другого (потенцирующий эффект на основе митотических связей). Такое сообщество микробов обладает исключительной физиологической активностью, системной стабильностью и, что называется, – живучестью. К этой группе препаратов относятся препараты серий Фитостим® и Зоостим®.

В производстве однокомпонентных микробных биопрепаратов в последнее время наметилась тенденция включать в их состав помимо самой культуры еще и различные минеральные и органические «наполнители», усиливающие эффект работы микробного штамма. В разработке биопрепаратов нового поколения эта тенденция получила еще большее развитие и более точную направленность. Такими активными добавками стали стимуляторы и модуляторы роста и развития растений, вещества, повышающие иммунитет, а также компоненты, направленно изменяющие отдельные физиологические параметры растения (например, скорость фотосинтеза или оттока сахаров) и т. д.

Второе препятствие: как обеспечить стойкость и жизнеспособность сложных живых микробных консорциумов в не менее сложной и химически агрессивной органо-минеральной среде? Причем среда эта может быть жидкой, геле- или пастообразной или даже твердой (порошок) – в зависимости от технологии производства или способа применения препарата. Преодолеть это серьезное препятствие – также очень непростая задача.

Отдельное направление в создании биопрепаратов нового поколения – это препараты, которые можно назвать дериватными (от лат. derivatum – производное). В них сами живые культуры микроорганизмов присутствуют в незначительном количестве, или отсутствуют вовсе, а основную активную массу препарата представляют метаболиты – продукты их жизнедеятельности. Этот сложный органо-минеральный состав, созданный микробами в искусственных условиях, является точным аналогом того «питательного бульона», который в естественных условиях образуется в зоне корневых волосков в результате активности ризосферной микробиоты. Детальный состав этого живительного бульона находится еще в стадии изучения, определены лишь некоторые из его основных составляющих.

Зачем нужны дериватные препараты? Если перед агрономом стоит задача быстрого стимулирующего или восстанавливающего воздействия на культуру, когда надо, как говорится, «спасать ситуацию» (например, срочно устранять последствия града), то ожидать запуска и дальнейшего развития работы многокомпонентного микробного препарата в почве просто нет времени. Как бы стремительно ни размножались микробы препарата в прикорневом слое почвы и как бы динамично они ни изменяли химический и органический состав ризосферы, латентный (подготовительный) период их модулирующего действия на физиологические параметры растения измеряется днями. А в критических ситуациях счет идет на часы. Эффект «скорой помощи» в данном случае оказывают продукты жизнедеятельности микробов. Сами же микроорганизмы, присутствующие в сравнительно небольшом (но достаточном для дальнейшего развития и действия на растение) количестве в препарате, обеспечивают тактическую поддержку «сил быстрого реагирования» – дериватов и обеспечивают пролонгирующий эффект препарата. Но все же это лишь дополнительная функция биопрепарата, поэтому в некоторых из них живые микроорганизмы и вовсе отсутствуют. К дериватным препаратам относятся биопрепараты серии Стимикс® Стандарт.

Еще одно важное свойство микробных биопрепаратов нового поколения – их технологичность. Это, прежде всего, срок жизни препарата и его эффективная концентрация. Все традиционные биопрепараты имеют один общий «технологический дефект» – малый срок годности, измеряемый днями илинеделями, в лучшем случае – несколькими месяцами. При этом, чем дальше отодвигается срок их применения от даты производства, тем больше падает их эффективность, изменяется их консистенция (образуются сгустки, выпадает нерастворимый осадок и т. д.), что приводит к технической невозможности их использования – забиваются форсунки и магистрали опрыскивателя. К тому же нормы внесения традиционных биопрепаратов могут составлять до 10 л/га и более. Гектарная норма внесения биопрепаратов нового поколения на порядок меньше и составляет 0,5–1 л/га. При этом они гарантировано сохраняют свою активность в течение года, фактически же – более двух лет, и в течение всего срока жизни их физическая форма заметным образом не изменяется, позволяя успешно их применять без ущерба для техники.

Даже из этого краткого описания микробных биопрепаратов нового поколения ясно, что это не просто «питательная жидкость», это наукоемкий и технологически сложный продукт высокоточной микробиологии, для приготовления которого необходимо специфическое сырье, сложнейшее лабораторное и производственное оборудование, технологии ноу-хау и высокая квалификация персонала.

Принципиально важными свойствами таких биопрепаратов является их направленное и управляемое действие на объект (растение, почва, растительные остатки или любая другая биомассаили биосреда), а также исключительная эффективность их воздействия на физиологические процессы в организме при соблюдении технологии применения.

Как эффективность применения биопрепаратов нового поколения, так и само их распространение напрямую зависят от принятия новой парадигмы в агрономии, а именно: перехода от землеПОЛЬЗОВАНИЯ к землеДЕЛИЮ. Но это совершенно отдельная тема (см. «Адаптивная агробиотехнология» на сайте www.stimix.ru).

 

ГК «Биоцентр»
Тел.: +7 (915) 348-88-10, +7 (968) 279-08-05
E-mail: inbioinfo@yandex.ru, com@biocentr26.ru
www.stimix.ru

 
Оставляя свои персональные данные, Вы даете добровольное согласие на обработку своих персональных данных. Под персональными данными понимается любая информация, относящаяся к Вам, как субъекту персональных данных (ФИО, дата рождения, город проживания, адрес, контактный номер телефона, адрес электронной почты, род занятости и пр). Ваше согласие распространяется на осуществление «Рынок АПК» любых действий в отношении ваших персональных данных, которые могут понадобиться для сбора, систематизации, хранения, уточнения (обновление, изменение), обработки (например, отправки писем или совершения звонков) и т.п. с учетом действующего законодательства. Согласие на обработку персональных данных даётся без ограничения срока, но может быть отозвано Вами (достаточно сообщить об этом в «Рынок АПК»). Пересылая в «Рынок АПК» свои персональные данные, Вы подтверждаете, что с правами и обязанностями в соответствии с Федеральным законом «О персональных данных» ознакомлены.