Микробный инокулянт что это
Микробиологический инокулянт
Микробиологическими (или микробными) инокулянтами называют биопрепараты, содержащие живые культуры полезных для растений микроорганизмов. Биоинокулянты можно вносить непосредственно в почву, но более рационально проводить с их помощью предпосевную обработку семян. В зависимости от того, какие микроорганизмы входят в состав инокулянтов последние бывают бактериальными, грибными или комбинированными. В соответствии с предназначением, механизмом действия и биологическими особенностями инокулянты делятся на четыре основные группы: биоудобрения, фитостимуляторы, препараты микоризы и средства биозащиты (биоконтроля).
Содержание
Биоудобрения
К биоудобрениям (или бактериальным удобрениям) относятся препараты микроорганизмов, которые способствуют увеличению плодородия почвы за счет повышения концентрации или биодоступности макроэлементов. Биоудобрениями являются всем известные симбиотические азотфиксаторы – клубеньковые бактерии (Rhizobium sp., Bradyrhizobium sp.), а также ассоциативные азотфиксаторы, например, Azospirillum, Azotobacter, Agrobacterium, Azomonas. Фосфатмобилизирующие бактерии (Bacillus megaterium, Pseudomonas aureofaciens) повышают биодоступность минеральных и органических соединений фосфора (фосфатов и фитатов) и связанных с ними металлов – Mg, Ca, Fe, Zn и т.д.
Фитостимуляторы
Фитостимуляторами называют препараты бактерий, вырабатывающих стимуляторы роста растений – фитогормоны. Фитогормоны способствуют быстрому росту и формированию корневой системы, а также надземных органов растений. Способностью синтезировать регуляторы роста растений обладают бактерии Azospirillum brasiliense, Ps. aureofaciens, Bacillus subtilis.
Микоризные инокулянты
Средства биозащиты
Производители
В процессе развития науки, в соответствии с новыми производственными требованиями, некоторые крупные производители освоили выпуск стабильных жидких инокулянтов со сроками хранения от 6 месяцев до 2-х лет. Жидкие инокулянты с большим сроком хранения производят следующие компании Becker Underwood (США), Sintesis Quimica (Аргентина), Inteх (США), Turfal (Бразилия), Philom Bios (Канада). Среди отечественных производителей жидких инокулянтов препарат со сроком хранения 6 месяцев выпускает ООО СХП «Нива» (ТМ «Biona»)
Что такое инокулянты и их применение в сельском хозяйстве
Использование инокулянтов при выращивании бобовых культур является важным технологическим фактором, который позволяет получать более полноценный урожай даже при неблагоприятных погодных условиях.
Каждый кубический сантиметр плодородной почвы содержит миллионы микроорганизмов, часть которых обладает способностью вступать с отдельными видами сельскохозяйственных культур в симбиоз, помогая им лучше усваивать биологический азот. В свою очередь растения снабжают бактерии продуктами, которые необходимы им для нормального роста и развития.
Кроме того, часть полезных микроорганизмов, обитающих в почве, помимо способности фиксировать азот, производят биологически активные вещества, которые способствуют росту и развитию растений, укрепляют их иммунитет и повышают жизнестойкость, помогают противостоять неблагоприятным ситуациям и стрессам.
Что такое инокулянты?
Инокулянты представляют собой биологические препараты, которые содержат в своем составе живые микроорганизмы. Их применение способствует увеличению плодородия почвы и повышает степень доступности макро- и микроэлементов, представляющих для растений высокую ценность.
Такие препараты могут вноситься непосредственно в почву, но чаще всего с их помощью производится предпосевная обработка семян. Этот прием позволяет значительно повысить эффективность работы микроорганизмов, поскольку в этом случае бактерии попадают прямо в зону формирования корневой системы, а не рассредоточены по всему объему почвы.
В зависимости от состава и выполняемых задач, все производимые в настоящее время инокулянты можно разделить на четыре типа:
· Средства биологической защиты растений (биопротравители)
Для производства биоудобрений используются симбиотические и ассоциативные азотфиксаторы, а также фосфатмобилизирующие бактерии, повышающие биологическую доступность фосфатов, фитатов, и связанных металлов, включая магний, кальций, железо, цинк и другие микроэлементы.
Эта группа препаратов содержит микроорганизмы, которые синтезируют специальные вещества (фитогормоны), стимулирующие развитие корневой системы и способствующие быстрому набору растениями вегетативной массы.
Существует два типа фитогормонов – природные и синтетические, которые по своей структуре идентичны природным, и также обладают мощной биологической активностью.
Благодаря воздействию фитостимуляторов, внутри растений ускоряется процесс деления клеток, улучшается их рост и развитие, что в конечном итоге оказывает положительное влияние на количественные и качественные показатели выращенной продукции.
3. Микоризные инокулянты
В состав микоризных инокулянтов входят споры микоризообразующих грибов. Попав в благоприятные условия, они начинают развиваться, образуя гифы грибного мицелия, которые формируют разветвленную сеть тонких нитей. Мицелий, соединяясь с корнями растений, образует симбиоз, который получил название «микориза» (в переводе с греческого языка это слово означает «грибокорень»).
Благодаря микоризе, происходит увеличение всасывающей поверхности корневой системы. Соответственно, растения поглощают из почвы большее количество влаги и питательных элементов, включая минеральные соли и в особенности фосфор.
4. Средства биологической защиты растений
Эта группа препаратов предназначена для противодействия фитопатогенным инфекционным заболеваниям. Они применяются в профилактических целях, в первую очередь, для обработки посевного материала.
Биопротравители содержат в своем составе микроорганизмы, которые обладают выраженными антагонистическими характеристиками относительно болезнетворных грибов и бактерий, препятствуя их негативному воздействию на растения.
Препаративные формы инокулянтов и их особенности
Существует три вида инокулянтов:
Сухие препараты производятся на основе природного торфа, который является естественной средой обитания азотфиксирующих бактерий, обеспечивая их высокую жизнеспособность в течение 2-х и более лет.
В свою очередь, торфяные инокулянты подразделяются на два типа:
Эффективность стерильного инокулянта несколько выше (да и стоит он дороже), поскольку азотфиксирующие бактерии, находящиеся в нестерильной среде могут в значительной мере угнетаться.
К минусам применения сухих препаратов можно отнести тот факт, что их использование пневматическими сеялками невозможно. Для этой цели подходит исключительно механический тип посевного оборудования.
Что касается инокулянтов, выпускающихся в жидкой форме, то их основной плюс состоит в более равномерном нанесении азотфиксирующих микроорганизмов на поверхность семян. Кроме того, жидкие препараты совместимы с прилипателями, и в отдельных случаях могут применяться вместе с некоторыми микроудобрениями и определенными видами пестицидов.
Инокулянты, производимые в гелеобразной форме, обычно применяются в качестве прилипателей, поскольку они позволяют производить обработку семян, как минимум, за месяц до начала посевной кампании.
Важным показателем эффективности того или иного инокулянта является количество содержащихся в нем жизнеспособных азотфиксирующих бактерий на единицу массы или объема раствора, которая определяется показателем – титр (происходит от французского слова «titre» – качество, характеристика).
По продуктивности фиксации азота бобовые культуры можно выстроить следующим образом:
Применение инокулянтов позволяет:
1. Повышать урожайность бобовых культур
2. Увеличивать содержание белка в семенах
3. Уменьшать химическую нагрузку на почву и растения
4. Использовать оставшийся в почве азот для развития растений, высеянных после бобовых культур (к примеру, оставшийся после сои азот оказывает благоприятное влияние в течение трех последующих лет)
Кроме того, применение инокулянтов при выращивании бобовых культур позволяет практически полностью избежать использования минеральных азотных удобрений, что значительно снижает объем финансовых вложений.
Главная ценность этих препаратов заключается в их способности значительно улучшать фиксацию азота, что тем самым стимулирует ростовые процессы у растений. Это тем более важно, что аборигенные бактерии, обитающие в почве, могут терять часть своих полезных свойств в результате воздействия неблагоприятных факторов, включая погодные условия (низкие температуры, засуха), воздействие пестицидов и так далее.
Приведем несколько цифр, касающихся экономической эффективности использования инокулянтов. Как показала практика, их применение позволяет добиться повышения урожайности такой культуры как соя на 2,7 ц/га (или 14,1%). При этом более чем в два раза увеличивается количество клубеньков, а их масса возрастает почти в 3,5 раза.
Кроме того, следует учесть и фактор накопления в почве ценных соединений азота, что станет хорошим бонусом для последующих культур в севообороте, и вне сомнений принесет дополнительные дивиденды.
Гинекологический мазок «на флору»: на что смотреть, и как понять
Большинству женщин мазок «на флору» знаком, как самый «простой» гинекологический анализ. Однако исследование куда «полезнее», чем может казаться. И всего несколько (а то и одно) отклонений способны подсветить значимые проблемы, еще до появления каких-либо симптомов. Так как же понять полученные результаты? Рассказываем по пунктам.
1. Эпителий
Как известно, любой живой объект в природе имеет ограниченный срок жизни, по истечении которого он погибает «от старости».
Эпителий в гинекологическом мазке – это и есть слущенные «старые» клетки слизистой оболочки влагалища, цервикального или уретры (в зависимости от оцениваемого локуса). Которые могут присутствовать в материале в умеренных количествах.
Превышение нормативных пределов («много» или «обильно») может указывать на:
Уменьшение или отсутствие эпителия в мазке – на атрофические изменения, недостаток эстрадиола или избыток андрогенов.
Кроме того, ввиду зависимости эпителия от уровня половых гормонов, его количество в материале может сильно меняться в зависимости от дня цикла, начиная с единичного «в поле зрения» в самом начале – до умеренного и даже большого количества ближе к овуляции и во время нее.
А появление в мазке так называемых «ключевых клеток» (эпителий, «облепленный» мелкими кокковыми бактериями) – является маркером бактериального вагиноза.
2. Лейкоциты
«Норма» лейкоцитов в мазке также сильно зависит от стадии цикла и уровня половых гормонов, а также исследуемого локуса.
Так, за «максимум» для:
Повышение показателя – очевидно, свидетельствует о воспалении, а полное отсутствие может иметь место в норме в самом начале цикла.
Слизь
Результат «отсутствует», «мало» или «умеренно» для этого показателя является нормой, что тоже связано с индивидуальными особенностями гормонального фона и циклом.
А вот «много» слизи в мазке – может свидетельствовать о том, что мазок взят в середине цикла, дисбиотических изменениях или избытке эстрогенов. Поэтому требует внимания специалиста или, как минимум, контроля в динамике.
Флора
Преобладающей флорой женских половых путей в норме у женщин репродуктивного возраста, как известно, являются лактобактерии (или палочки Дедерлейна). Количество которых может быть от умеренного до обильного, в том зависимости, в том числе, от фазы менструального цикла.
Патологические элементы
Присутствия мицелия грибов, трихомонад, диплококков (в том числе и возбудитель гонореи), лептотрикса, мобилункуса и прочих патогенных микроорганизмов в нормальном мазке не допускается, даже в минимальном количестве. А их выявление – серьезный повод незамедлительно обратиться за лечением.
Роль микробиоты кишечника в поддержании здоровья
Микрофлора представляет собой метаболически активную и сложную экосистему, состоящую из сотен тысяч микроорганизмов — бактерий, вирусов и некоторых эукариот. Подобно невидимому чулку, биоплёнка покрывает все слизистые нашего организма и кожу. Микробиота объединяет более чем 10 14 (сто биллионов) клеток микроорганизмов, что в 10 раз превышает число клеток самого организма. Микробиота находится в содружественных отношениях с организмом человека: организм хозяина предоставляет среду обитания и питательные вещества, микроорганизмы защищают организм от патогенных возбудителей, способствуют поддержанию нормальных иммунологических, метаболических и моторных функций. Выделяют несколько важных биотопов, которые отличаются плотностью распределения микроорганизмов и составом: кожные покровы, слизистые оболочки ЖКТ, дыхательных путей, урогенитального тракта и проч. Самой многочисленной считается микробиота кишечника, на её долю приходится 60% микроорганизмов, колонизирующих организм человека.
Микрофлора кишечника состоит из группы микроорганизмов, представленных более чем 1000 видами, 99% из которых приходится на 30–40 главных видов. В научных кругах кишечную микрофлору называют также дополнительным органом.
Состояние микробиоты кишечника определяет качество и продолжительность жизни. У каждого человека есть свой индивидуальный характер распределения и состава микробиоты. Частично он определяется генотипом хозяина и первоначальной колонизацией, которая происходит сразу после рождения. Различные факторы, такие как тип родов, кормление грудью, образ жизни, диетарные предпочтения, гигиенические условия и условия окружающей среды, использование антибиотиков и вакцинация, могут определять окончательные изменения в структуре микробиоты.
При изменении состава или функции микробиоты развивается дисбиоз. Дисбиотические состояния изменяют моторику кишечника и его проницаемость, а также искажают иммунный ответ, тем самым создавая предпосылки для развития провоспалительного состояния. Такие изменения, особенно в отношении иммунных и метаболических функций хозяина, могут вызывать или способствовать возникновению ряда заболеваний, например, сахарного диабета, ожирения, неврологических и аутоиммунных заболеваний. Недавние исследования показали, что микробиота участвует в этиопатогенезе многих гастроэнтерологических заболеваний, таких как синдром раздраженного кишечника, воспалительные заболевания кишечника, целиакия, неалкогольный стеатогепатит и новообразования желудочно-кишечного тракта.
Кишечная микрофлора и иммунитет
Кишечная микробиота имеет решающее значение для развития лимфоидных тканей, а также для поддержания и регуляции кишечного иммунитета.
В кишечнике происходит сенсибилизация иммуноцитов, которые затем заселяют другие слизистые оболочки и циркулируют между различными органами. Этот механизм обеспечивает формирование клонов лимфоцитов и образование специфических антител в участках слизистой оболочки, отдалённых от очага первичной сенсибилизации.
Иммунокомпетентные ткани пищеварительного тракта объединены в лимфоидную ткань. Лимфоидная ткань представлена лимфоцитами, расположенными между эпителиальными клетками кишечника, лимфоцитами собственного слоя, пейеровыми бляшками (скопления лимфоидной ткани в тонкой кишке) и лимфоидными фолликулами.
Попавшие в просвет кишечника или на слизистые оболочки антигены распознаются иммуноглобулинами памяти (IgG), после чего информация передаётся в иммунокомпетентные клетки слизистой оболочки, где из сенсибилизированных лимфоцитов клонируются плазматические клетки, ответственные за синтез IgА и IgМ. В результате защитной деятельности этих иммуноглобулинов включаются механизмы иммунореактивности или иммунотолерантности. Благодаря индукции иммунологической толерантности в кишечнике не возникают нежелательные воспалительные реакции против кишечной микробиоты и пищевых белков.
Кишечная микробиота и обмен веществ
Кишечная микробиота вносит непосредственный вклад в метаболизм питательных веществ и витаминов, необходимых для жизнедеятельности организма хозяина, при этом извлекая энергию из пищи. Эта энергия образуется путём реакции сбраживания не усваиваемых углеводов (клетчатки), в результате реакции образуются короткоцепочечные жирные кислоты, водород и углекислый газ.
Короткоцепочные жирные кислоты обеспечивают работу колоноцитов.
Короткоцепочные жирные кислоты считаются тонкими регуляторами иммунитета, энергетического обмена и метаболизма жировой ткани. Например, короткоцепочные жирные кислоты участвуют во взаимодействии бактерий и иммунитета, подавляя сигналы, которые могут привести к развитию аутоиммунных реакций. Пропионовая и масляная жирная кислота положительно влияют на метаболизм глюкозы. Наконец, короткоцепочные жирные кислоты обеспечивают подкисление просвета толстой кишки, предотвращая рост бактериальных патогенов.
Кишечная микробиота принимает непосредственное участие в метаболизме желчных кислот, источником которых является холестерин. В печени из холестерина синтезируются первичные желчные кислоты — холевая и хенодезоксихолевая, которые поступают в кишечник. Бактероиды и лактобациллы далее превращают первичные желчные кислоты во вторичные желчные кислоты — дезоксихолевую и литохолевую. Изменение нормального баланса кишечных бактерий приводит к неадекватному синтезу желчных кислот.
Микробиота и нервная система
Ещё более удивительные данные о взаимосвязи кишечной микробиоты и нервной системы. Микробиота кишечника тесно общается с центральной нервной системой. Микробиота кишечника производит такие нейроактивные молекулы, как ацетилхолин и серотонин, дофамин, которые являются главными медиаторами сигналов в ЦНС, а также регулируют работу мозга через активацию иммунных сигнальных путей. Дополнительно, блуждающий нерв активно участвует в двунаправленных взаимодействиях между кишечной микробиотой и мозгом для поддержания гомеостаза как в головном мозге, так и в кишечнике.
Недавние исследования показали, что микробиом влияет на свойства и функцию микроглии. Микроглия защищает мозг от различных патологических состояний через активацию иммунного ответа, фагоцитоза и продукцию цитокинов. Кроме того, микроглия ответственна за формирование нейронных цепей, которые участвуют в развитии мозга. Различные дисбиотические состояния, в том числе вызванные приёмом антибиотиков приводят к угнетению созревания клеток микроглии. Незрелая микроглия приводит к нарушению иммунной активации.
Астроциты — самая многочисленная клеточная популяция в ЦНС, и они почти в пять раз превосходят численность нейронов. Подобно микроглии, астроциты выполняют несколько важных функций по поддержанию целостности ЦНС, включая контроль кровообращения в головном мозге, поддержание стабильности гематоэнцефалического барьера. Астроциты регулируют баланса ионов и оказывают влияние на передачу сигналов между нейронами. Чрезмерная активация астроцитов является пусковым механизмом в развитии дисфункции ЦНС и неврологических расстройств. Чрезмерная активация происходит под действием метаболитов микрофлоры.
Целостность гематоэнцефалического барьера регулируется также метаболитами микробиоты, которые опосредуют передачу большего количества микробных сигналов между осью кишечник-мозг.
Дисбиоз микробных видов в кишечнике может вызывать атипичные иммунные сигналы, дисбаланс в гомеостазе организме-хозяина и привести к прогрессированию заболеваний ЦНС. Например, рассматривается роль микробиоты в патогенезе рассеянного склероза-заболевания, характеризующимся демиелинизацией аксонов нервных клеток. При болезни Паркинсона, которая проявляется моторными симптомами, включая тремор, мышечную ригидность, медлительность движений и аномалию походки наблюдается накопление α-синуклеина в нейронах. Избыточное отложение α-синуклеина в нервной системе инициируется кишечной микрофлорой до того, как возникают симптомы поражения ЦНС, что связано с некоторыми специфическими пищеварительными симптомами (запоры и нарушение двигательной функции толстой кишки). Бактериальный состав кишечника влияет на болезнь Паркинсона: тяжесть симптомов, в том числе постуральная нестабильность и нарушение походки, связана с изменениями численности некоторых видов Enterobacteriaceae, уменьшение количества Lachnospiraceae приводит к более серьёзному ухудшению моторных и немоторных симптомов у пациентов с болезнью Паркинсона. Болезнь Альцгеймера — ещё одно нейродегенеративное заболевание, которое приводит к серьёзным нарушениям функции ЦНС — обучению, памяти и поведенческим реакциям. Болезнь Альцгеймера характеризуется отложением пептида амилоид-β (Aβ) снаружи и вокруг нейронов, вместе с накоплением белка тау внутри корковых нейронов. Перегрузка амилоидом и агрегация тау нарушают синаптическую передачу. Изменение состава и разнообразия микробиоты вносит определённый вклад в патогенез болезни Альцгеймера. Активированная микроглия способствует развитию заболевания, увеличивая отложение амилоида.
Ожирение и состав микробиоты
При ожирении и сахарном диабете наблюдаются изменения в составе микробиоты кишечника, в частности, снижение популяционного уровня сахаролитических бактероидов, влияющих на интенсивность метаболических процессов, а также увеличение доли бактерий класса Firmicutes (Esherichia coli, Clostridium coccoides, Clostridium leptum). Снижение содержания сахаролитических бактерий уменьшает выработку коротко-цепочных жирных кислот, обеспечивающих трофику и деление эпителия кишечника, его созревание, оказывающих антимикробное действие и регуляторное действие в отношении ионов и липидов.
Дополнительно при ожирении отмечается хроническое системное воспаление, сопровождающееся секрецией провоспалительных цитокинов (интерлейкины — ИЛ, С-реактивный белок, α-фактор некроза опухоли — α-ФНО и др.) в висцеральной жировой ткани. Нарушения в составе кишечной микрофлоры приводят к усилению эффекта системного воспаления за счёт увеличения концентрации бактериальных липополисахаридов, стимулирующих выработку провоспалительных компонентов.
Диагностика состояния кишечной микробиоты
Существует два метода определения микробиоты — стандартный анализ на дисбактериоз и оценка состава микробиоты методом масс-спектрометрии по крови (ГХ-МС). В основе методики масс-спектрометрии лежит определение присутствия микроорганизмов по их клеточным компонентам (высшие жирные кислоты, альдегиды, спирты и стерины). Методика разработана профессором Осиповым Г.А. Метод ГХ-МС позволяет одновременно измерять более сотни микробных маркёров непосредственно в образце, позволяющих сделать заключение о некультивируемых и труднокультивируемых патологических возбудителях. Метод универсален также в отношении грибов и вирусов.
Инокуляция: особенности обработки культур, разновидности биоинокулянтов
Далеко не все люди, которые занимаются сельским хозяйством, знают, что такое инокуляция. Данная статья раскроет особенности этого агропроцесса.
Начнём с расшифровки термина. В переводе с английского языка инокуляция означает посев, прививка.
По сути, во время данного процесса в ризосферу культурных растений вносят препараты на основе живых микроорганизмов. Вещества, с помощью которых проводят обработку, называют биоинокулянтами. Соответственно, любые агропроцессы с применением упомянутых препаратов можно считать инокуляцией. Зачастую аграрии проводят такую обработку перед посевными работами. Зачем? В целях повышения качества урожая. Однако это целесообразно делать по отношению к конкретным культурам. Ранее к обработке инокулянтами прибегали только при выращивании сои. Сегодня так повышают урожайность практически всех зернобобовых растений. Возможно, в будущем сфера применения станет гораздо обширней.
Анализ результатов использования биоинокулянтов
Какие преимущества описываемой технологии отметили аграрии, которые неоднократно к ней прибегали? Действие живых микроорганизмов на растение позволяет говорить про:
Кроме того, использование биоинокулянтов позволяет сэкономить. Да, на покупку препаратов придётся потратиться, но в дальнейшем уйдёт гораздо меньше денег на защиту растений от болезней и вредителей. Фермеры собирают урожаи высокого качества. Соответственно, получают хорошую прибыль. Сколько стоят биопрепараты? Узнать цену можно онлайн, ознакомившись с прайсом компании Тегра. Она реализует качественные биопрепараты, которые окупают себя. На сайте компании можно заказать продукты и прочитать полное описание.
В результате применения качественных биологических препаратов при выращивании сои, кукурузы, пшеницы, ячменя фермеры извлекают следующие выгоды:
Как действуют препараты на культурные растения? Рассмотрим на сое. Эффекты от применения такие:
Для хорошего урожая сои крайне нужен азот. Естественным путём культура плохо фиксирует данный микроэлемент. Однако после использования биопрепаратов уровень азота повышается до 80%. Объём и качество урожая тоже увеличиваются.
Виды биоинокулянтов и особенности их применения
Сегодня в Украине можно купить биоактивные удобрения от отечественных и зарубежных производителей. Лучшие из них представлены на сайте компании «Тегра». Все они в своих составах содержат живые культуры. Ими обрабатывают как почву, так и семена.
Биоинокуляторы классифицируют на следующие группы:
«Живые» удобрения называют биологически активными препаратами. Основными действующими составляющими, как правило, выступают клубеньковые бактерии. Они повышают усвояемость минералов и органических соединений, защищая культуру от различных инфекций.
В составе фитостимуляторов содержится сбалансированное количество бактерий, которые оптимизируют рост растений. Их также называют фитогормонами. Они эффективны, быстро действуют на корневую систему и надземную часть растения. Препараты других групп не производят подобный эффект.
Какой бы ни был выбран биоинокулянт, при его применении следует учитывать такую информацию:
Можно ли проводить инокуляцию на больные растения? Не всегда, как и на недавно посаженные. Далеко не все биостимуляторы могут спасти увядающее растение. Важно строго придерживаться рекомендаций производителя и не хранить препараты в одном месте с ядами.