ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МИКОБИОТЫ ПОЧВ АПШЕРОНСКОГО ПОЛУОСТРОВА, НАХОДЯЩИХСЯ В СТРЕССОВЫХ УСЛОВИЯХ

GENERAL CHARACTERISTICS OF MYCOBIOTA IN SOILS OF THE APSHERON PENINSULA UNDER STRESS CONDITIONS

Konul Bakhshalieva

Doctor of Biological Sciences, Prof., Head of Lab. Institute Microbiology MNO AR,

Azerbaijan, Baku

Gulnar Shirinova

Researcher, Institute of Microbiology MNO AR,

Azerbaijan, Baku

 Tarana Agayeva

Doctor of Philosophy in Biology, Doctoral Student (DN), Institute Microbiology MNO AR,

Azerbaijan, Baku

АННОТАЦИЯ

В ходе проведенных исследований изучена микобиота Апшеронского полуострова и других территорий Азербайджанской Республики и выявлено распространение 75 видов грибов. Выяснены возможности использования 25 видов грибов при восстановлении стрессовых почв. В результате чего установлено, что для этой цели более перспективны грибы, относящиеся к роду Trichoderma.

ABSTRACT

 In the course of the research, the mycobiota of the Absheron Peninsula and other territories of the Republic of Azerbaijan was studied and the distribution of 75 species of fungi was revealed. The possibilities of using 25 species of fungi in restoring stressed soils were determined. As a result, it was found that mushrooms belonging to the genus Trichoderma are more promising for this purpose.

Ключевые слова: почва, стресс, микобиота, плодородие, род Trichoderma.

Keywords: soil, stress, mycobiota, fertility, genus Trichoderma

Являясь частью мира, территория Азербайджанской Республики составляет 86,6 тыс. км². В настоящее время 77% площади используется для тех или иных целей. Из пригодных для сельского хозяйства земель 44% (4200 тыс. га) составляют пашни, 4% - многолетние культуры, 26% - сенокосы и пастбища. Неиспользуемые в сельском хозяйстве составляют до 40% земельного фонда. В целом площадь земли на душу населения в Азербайджане составляет около 1 га [3-5] и эта цифра будет постепенно уменьшаться, поскольку рост населения является естественным процессом. Вышеуказанные проблемы не чужды Азербайджанской Республике, поскольку засоление, загрязнение и снижение продуктивности почв наблюдаются и в Азербайджане, и это сравнительно заметно проявляется на Апшеронском полуострове. На Апшеронском полуострове c площадью 222 тыс. га расположены два из трёх крупнейших городов страны (Баку и Сумгаит), и этот регион является одной из самых засушливых зон Кавказа [3]. Кроме того, здесь сосредоточена большая часть промышленного потенциала страны, в результате чего 33 000 га территории Апшеронского полуострова загрязнены в той или иной степени, в первую очередь нефтью [3]. Точнее, на Апшеронском полуострове немало находящихся в стрессовых условиях почв, и по этой причине возникает необходимость уделения большего внимания использованию данных почв и повышению продуктивности возделываемых на них растений.

Неслучайно Апшеронский полуостров относительно скудный по сравнению с другими регионами страны в отношении как флоры, так и фауны. Так, по результатам проведенных исследований установлено, что виды, входящие во флору Апшерона, составляют 22% разнообразия флоры, характерной для природы Азербайджана [2].  Эти вопросы создают дополнительное напряжение на фоне и без того не очень хорошей ситуации существующих глобальных экологических (глобальное изменение климата, опустынивание, засоление, утрата биоразнообразия и т. д.) проблем.

Учитывая вышесказанное, в представленной работе рассматривается возможность использования распространенных на Апшероне микроорганизмов, в первую очередь грибов, для восстановления продуктивности серо-бурых почв Апшеронского полуострова, находящихся в стрессовом состоянии, а точнее, для повышения продуктивности выращиваемых здесь сельскохозяйственных растений.

При реализации поставленной цели для разрешения важных вопросов, в первую очередь были отобраны образцы некоторых сельскохозяйственных растений и почв Апшеронского полуострова различного характера (относительно чистые, загрязненные, орошаемые и т.д.), а также для сравнения - образцы почв и растений Кура-Аразской равнины, которые были проанализированы согласно запланированным задачам.

В результате анализа всех взятых образцов выявлено распространение 75 видов грибов, из которых 25 видов были отобраны согласно цели работы для следующего этапа исследования.

В Азербайджане имеются определенные материалы исследований о биотопах и ценозах, находящихся в стрессовом состоянии, однако исследования, посвященные выяснению этих вопросов на примере грибов, включают лишь уточнение их видового состава и эколо-трофических связей. Несмотря на то, что в условиях глобального изменения климата существует необходимость уделения большего внимания и изучения данных вопросов в более широких аспектах, до наших исследований в этом направлении исследовательских работ не проводилось. Учитывая это, в ходе исследования было признано целесообразным решить задачи, направленные на выяснение некоторых из этих вопросов.

Полученные результаты показали, что среди зарегистрированных грибов имеются как устойчивые, так и неустойчивые к стрессовым факторам виды. Так, некоторые грибы встречается только в относительно чистых почвах, другие — в почвах, испытывающих стресс из-за того или иного воздействия. Интересно, что если посмотреть на эколо-трофическую специализацию грибов, распространенных в почвах отобранных образцов, то можно увидеть, что в относительно чистых почвах превосходство составлют грибы эпифитной микобиоты, а в стрессовых почвах – токсигены, аллергены, оппортунисты, а также фитопатогены. Конечно, логически правильнее использовать в управлении стрессовыми почвами распространенные в этих условиях грибы, но синтезируемые ими метаболиты, и прежде всего токсического действия, имеют реальную возможность вызывать некоторое ухудшение количественных показателей производимой в будущем продукции. Даже способность некоторых из них синтезировать фитогормоны, повышающих продуктивность растений, не может быть положена в основу их широкого использования. Как уже было указано выше, грибы, относящиеся к роду Fusarium, обладают способностью синтезировать метаболиты с различным действием, однако грибы данного рода вызывают фузариозное увядание – наиболее опасное заболевание для растений, в первую очередь зерновых, что влияет на количественное и качественное ухудшение ежегодной урожайности производимых зерновых культур. Так, необходимо отметить, что продуктивность некоторых растений (томаты, бананы, ананасы, горох и др.) под действием грибов Fusarium может снижаться до 50 % [10], а большая часть производимой продукции содержит синтезируемые ими микотоксины [7]. В литературе достаточно сведений о негативном влиянии микотоксинов на здоровье живых организмов, прежде всего человека [1, 6, 8-9], и не представляется возможным определить показатель минимального количества микотоксинов. негативно влияющих на здоровье человека, т.е. их любое количество обладает негативным действием. По этой причине в наших исследованиях при решении вопроса о плодородии почвы в состоянии стресса мы не сочли приемлемым использовать грибы, соответствующие этой характеристике, а использовали только имеющие признаки эпифитной микобиоты и согласно литературным данным не вызывающие патологий, уточнили антагонистические отношения с грибами, отобранными на начальном этапе исследований как опасные фитопатогены и широко распространенными в Азербайджане, а также на Апшероне. Причина этого связана с тем, что в последние годы в большинстве стран мира большое значение придается развитию экологически устойчивого сельского хозяйства, в котором приоритет отдается собственным биологическим возможностям растений и минимальному использованию экологически опасных агрохимикатов (минеральных удобрений, пестицидов, химических стимуляторов и др.). Одним из важных подходов в решении этих вопросов является использование самих биологических агентов или их метаболитов, образующихся в результате их жизнедеятельности, которые способны защитить растения от абиотических и биотических стрессовых факторов упомянутых опасных агрохимикатов. Решение проблемы жизнеспособности растений, продуктивности, а также плодородия почвы, на которой они возделываются, за счет активаторов биологического происхождения как наиболее перспективного подхода последних лет подтверждено в ряде проведенных исследований [1]. Результаты анализа исследований, проведенных в этом направлении, показали, что на начальном этапе решения данного вопроса изучаются микроорганизмы, в том числе грибы, распространенные как в почвах, так и в растениях агроценоза, их видовой состав, а затем и взаимоотношения между распространенными там микроорганизмами. Результаты первичного изучения в отношении видового состава были упомянуты выше, а исследования по изучению взаимоотношений между грибами, точнее, антагонизма, показали, что они обладают способностью распространяются в том или ином ценозе одновременно, но антагонистические отношения между ними не наблюдаются. По количественному показателю этого антагонистического отношения, определенному по известному методу, грибы отличаются друг от друга, а полученные результаты показывают, что антагонизм между большинством отобранных грибов минимален и колеблется в пределах 1-2 по оценочной шкале. Это характерно для штаммов грибов, принадлежащих к родам Aspergillus, Aureobasidium, Chaetomium, Mucor и Rhisopus. Их можно охарактеризовать как слабых антагонистов. Штаммы грибов, характеризующиеся умеренным антагонизмом, в основном, принадлежали к родам Cephalosporium, Gliocladium и Sordaria, антагонизм которых колебался в пределах 2-3. Как и следовало ожидать, грибами с сильным антагонизмом оказались грибы рода Trichoderma, количественный показатель которых варьировал в пределах 3-5.

Максимальным показателем антагонизма по отношению ко всем фитопатогенам характеризовались только принадлежащие к роду Trichoderma штаммы T.koningii G-43 и T.asperellum G-3, которые были отобраны с целью их дальнейшего использования при восстановлении стрессовых почв.

Список литературы:

1. Бахшалиева, К.Ф. Экобиологическая характеристика токсигенных грибов, распространенных в Азербайджане/Автореферат докторской диссертации по биологии/ -Баку, 2017, -45с.
2. Гаджиев В.Дж., Мусаев С.Х, Акбарова З.И. и др. О биоразнообразии высших растений флоры Азербайджана//Научные труды Института ботаники НАНА, -2004, т.XXV, С.88-93.
3. https://files.preslib.az/projects/eco/az/eco_m2_2.pdf 
4. https://gsaz.az/articles/view/81/Azarbaycan-torpaqlari
5. https://republic.preslib.az/az_c3.html
6. Janik, E.,  Niemcewicz, M., Ceremuga M.// Molecular Aspects of Mycotoxins-A Serious Problem for Human Health// Int J Mol Sci., 2020,  31;21(21):8187. doi: 10.3390/ijms21218187
7. Ji, F., He, D., Olaniran A.O. et al. Occurrence, toxicity, production and detection of Fusarium mycotoxin: a review// Food Prod Process and Nutr.,  2019, 1, 6   https://doi.org/10.1186/s43014-019-0007-2
8. Kępińska-Pacelik, J. and Biel, W. Alimentary Risk of Mycotoxins for Humans and Animals.//Toxins (Basel).,-2021. 21;13(11):822. doi: 10.3390/toxins13110822.
9. Moretti, A., Logrieco, A. F., & Susca, A. Mycotoxins: An underhand food problem.//Methods in Molecular Biology.,-2017, v.1542. -P. 3–12.
10. Perincherry, L., Lalak-Kańczugowska, J., Stępień, Ł. Fusarium-Produced Mycotoxins in Plant-Pathogen Interactions//Toxins (Basel)., -2019 14;11(11):664. doi: 10.3390/toxins11110664.