Technological peculiarities of co-cultivation of bacteria of different functional groups | Технологические особенности совместного культивирования бактерий разной функциональной направленности

Английский. Scientific and practical interest in biological products, including those derived from soil and rhizospheric bacteria, is increasing in modern agriculture. A range of complex microbial preparations has been developed based on several strains of microorganisms that possess a range of beneficial properties, thus increasing the prospects for their use. The aim of the research was to investigate the features of the co-cultivation of bacterial strains with nitrogen-fixing (Agrobacterium radiobacter 204), phosphate-mobilizing (Lelliottia nimipressuralis CCM 32-3) and bioprotective (Paenibacillus polymyxa P13NK) properties to produce a complex polyfunctional microbial preparation. Research methods generally accepted in microbiology were used; statistical processing of the research results was carried out with MS Excel 2007. The research findings indicate that the strains are biocompatible with each other. It had been established that the nitrogen-fixing activity of bacteria increased by two orders of magnitude in comparison with monoculture during co-cultivation. Furthermore, the viability of each bacterial strain also increased under conditions of joint deep periodic cultivation in comparison with monocultures. The absolute growth rate and the number of cell divisions of A. radiobacter 204 and P. polymyxa P13NK increased 3.5 and 3-3.7 times, respectively, in comparison with the monoculture, and the duration of generations decreased by 10 and 177%, respectively. Experimental evidence has demonstrated that when the strains are co-cultivated, they retain the capacity to colonize the rhizosphere and rhizoplana of winter wheat. The most active strain identified was L. nimipressuralis CCM 32-3, the quantity of which was maximum in the experiment: at the roots, it amounted to 630 thousand of CFU per 1 g of plant matter, while in the wheat rhizosphere the figure reached 840×10³ CFU/1 g of absolutely dry soil. Treatment of winter wheat seeds with a suspension of a combined bacterial culture resulted in an increase in germination and germination energy by 9–10% and 5–10%, respectively.

Русский. В современном земледелии возрастает научный и практический интерес к биопрепаратам, в том числе на основе почвенных и ризосферных бактерий. Создана линейка комплексных микробных препаратов на основе нескольких штаммов микроорганизмов, обладающих различными полезными свойствами, что делает их применение достаточно перспективным. Цель – изучить особенности совместного культивирования штаммов бактерий, обладающих азотфиксирующими (204 Agrobacterium radiobacter), фосфатмобилизующими (ССМ 32-3 Lelliottia nimipressuralis), биопротекторными (П13НК Paenibacillus polymyxa) свойствами для получения комплексного полифункционального микробного препарата. Методы исследований – общепринятые в микробиологии, статистическая обработка результатов проведена в программе Microsoft Excel 2007. Результаты исследований показали, что штаммы биосовместимы друг с другом. Установлено, что при совместном культивировании возрастает азотфиксирующая активность бактерий по сравнению с монокультурой (на два порядка). Увеличивается также жизнеспособность каждого штамма бактерий в условиях совместного глубинного периодического культивирования в сравнении с монокультурами. Абсолютная скорость роста и количество клеточных делений A. radiobacter 204 и P. polymyxa П13НК возрастали в 3,5 и 3,0–3,7 раза соответственно по сравнению с монокультурой, а продолжительность генераций снижалась на 10% и на 177% соответственно. Экспериментально доказано, что при совместном культивировании штаммы сохраняют способность колонизировать ризосферу и ризоплану озимой пшеницы. Наиболее активным из них является L. nimipressuralis ССМ 32-3, численность которого была максимальной в опыте и составляла на корнях 630 тыс. КОЕ в 1 г растительного материала, а в ризосфере пшеницы – 840×10³ КОЕ/1 г абсолютно сухой почвы. Обработка семян озимой пшеницы суспензией совместной бактериальной культуры способствовала повышению их всхожести и энергии прорастания на 9–10% и 5–10% соответственно.