Полезным бывает даже сорняк

Леспедеца многолетняя в условиях прерий США оказалась прекрасным азотфиксатором с высокой конкурентоспобностью.

Из-за своей высокой вредоносности, инвазивное степное растение леспедеца многолетняя (Lespedeza cuneata) было добавлено сразу в несколько списков наиболее опасных сорняков. Исследования Университета штата Иллинойс о том, как почвенные бактерии взаимодействуют с корнями бобовых растений, образуя клубеньки, которые фиксируют азот, показали, что этот инвазивный вид демонстрирует превосходную конкурентоспособность при столкновении с местным видом этого же рода — леспедецей виргинской (Lespedeza virginica).

«Мы ожидали, что леспедеца многолетняя станет сильным конкурентом для своего родственника — леспедеции виргинской, которую высевали в первую очередь для восстановления прерий, — признается эколог-микробиолог из Университета штата Иллинойс, Тони Йаннарел. — Существует целый ряд исследований, показывающих, что леспедеца многолетняя растет быстро, способна затенять своих конкурентов и обладает высокой скоростью фиксации азота. Это позволяет ей «самоудобряться» на неплодородной почве.

Йаннарел объяснил, что леспедеца вступила в своего рода «партнерство» с почвенными азотфиксирующими бактериями для образования клубеньков, которые фиксируют азот. И ученые хотели продемонстрировать, что партнеры в этом симбиозе полезны друг другу.

Поскольку ген, отвечающий за фиксацию азота, находится в бактерии, первым шагом данного исследования стало выявление бактерии, обладающей этим геном. Исследователи начали с выделения 50 бактерий [из корневых клубеньков инвазивной и местной леспедеци] и обнаружили, что некоторые из них не были традиционными клубеньковыми бактериями.

В конечном счете, ученые выявили семь бактерий, которые затем были использованы в трехмесячном эксперименте в защищенном грунте, в ходе которого различные комбинации местных и инвазивных сортов леспедеци выращивали вместе в горшках. Пять из семи бактерий оказались полезными для сорняков, а две не пошли на пользу ни одному из растений.

«Мы надеялись, что у нас появится возможность изменить степень конкурентоспособности за счет использования различных сортов леспедеци и варьирования бактерий, — отмечает Йаннарел. — Оказалось, что ни одна из бактерий не подходит для местного растения».

«Действительно интригующей оказалась наша находка: многие из этих штаммов бактерий, столь полезные для растений-захватчиков, принадлежат к роду Bradyrhizobium, которые, как было вывялено и в других частях мира, превосходно фиксируют азот, так что мы получили еще одно подтверждение этой информации», — объяснил Йаннарел.

По словам ученого, это исследование является еще одной частью экологической головоломки. Инвазивная леспедеца многолетняя была намеренно привезена в США из Японии в конце 1800-х годов. В то время ее ценили за азотфиксирующую способность, что повышало плодородие почвы. Леспедецу планировали использовать для укрепления речных берегов и восстановления обедненной почвы. Йаннарел рассказывает, что тогда ее рекомендовали в качестве пастбищного корма, поскольку некоторые считают, что она содержит дубильные вещества, которые выступают в качестве средства для дегельминтизации коз. Однако сегодня это растение считается вредным сорняком, который растет на Юге и Среднем Западе. Одно из популярных в народе названий этого растения — шелковистый японский клевер.

Йаннарел подчеркнул, что существует множество различных видов леспедеци, которые являются родными для Северной Америки и свидетельствуют о высококачественных с точки зрения биоразнообразия прериях. И хотя леспедецу многолетнюю сложно считать тем растением, которое могли бы намеренно высадить с целью восстановления почв прерий, она достаточно часто встречается в семенных смесях и у нее есть чему поучиться.

Инфоиндустрия по материалам supersadovod.ru

Читайте нас у Telegram