Биоремедиация пустинных земель с использованием ксилотермофитных растений

Средняя Азия - это составная часть мирового пространства, где бурным темпом идет глобализация финансовых, экономических, экологических и других направлений сельского хозяйства. Несмотря на это, около 70% всей территории Средней Азии занимают земли знойной пустыни, такыри, адыры, горные, предгорные зоны, засоленные, песчаные почвы, большей частью которых не поддаются к ирригации и биоремедиации. Освоение этих огромных резервов является очень актуальным, ибо увеличения продуктов сельского хозяйства, производства кормовых и пищевых продуктов, а также оздоровлению почвы необходима прежде всего для обеспечения питания населения, поддержанию экологической равновесии природы и решение проблемы потепления на планете [1]. Следовательно, ближайшей задачей флористов, экологов и биотехнологов является культивирования хозяйственно ценных растений - термоксерофитов для усвоения аридных зон и резервных угодий путем их интродукции с целью биовосстановление засоренных почв. При этом следует учитывать, как утилитарные свойства растения, так и соответствие его биологических особенностей возделывания в суровых ксеротермических условиях, где влажность почвы составляет нулевую значение, а температура воздуха достигает 65-70 С, проникая в глубину почвы 0-15 см, а иногда до 25-30 см, сила ветра достигает 30-40 м/с. Ценные растения, такие как каперс, шиповник, амарант, мальва, топинамбур, батат, суданская роза, мандрагор, стевия и многие другие растущие в Средней Азии, а именно в Узбекистане, характеризуются наличием либо пищевой ценности (нутрицевтики), либо обладающие выраженной биологической активностью (парафармацевтики) и предназначенные для непосредственного приема и (или) введения в состав пищевых продуктов. В последнее время сильно возрос потребительский спрос плодов каперс в странах Европы и СНГ, что является весьма перспективным дикорастущим растением. Хозяйственные достоинства каперса известны народам Азии и Европы. Население Средней Азии издавна использует его семена для получения пищевого масла, употребляет в пищу мякоть плода, в которой содержится 12% сахара и более 12% уникальных белковых веществ. В знаменитом «Каноне врачебной науки»Абу Али ибн Сина сообщается о лечебных свойствах всей части лекарственного растения -каперса.

Родина каперсника - Средиземноморье и Центральная Азия. Эти колючие растения чрезвычайно выносливы, легко выдерживают жару и солёные морские брызги и способны расти даже на голых камнях.В Республике Узбекистана встречается два вида каперса. (Capparis spinosa.L. ) и ( Capparis rosanova L). Каперс имеет глубокие корни, иногда с длиной 15-20 метров, является везде проникающий, воду не потребляющий, растущий на песчаных, каменистых почвах и высотах, имеющий очень ценное биологическое значение как в отношении уникальным составом химических веществ цветков, бутонов, плодов, стеблей и ризосферы [2].

Исходя из вышеизложенного, в данной работе для освоения путинных земель и поддержания экологической равновесии природы проводятся исследования по культивирования термоксерофита (Capparis spinosa L.)-каперс в виде рассады и семян с целью выяснить причины широко распространенности и уживчивости данного растения в аридных зонах Средней Азии, путем сравнения микробного пейзажа природной (из места естественного роста каперс) и культивируемой почвы (искусственное выращивания), занятый под каперс в различных сезонах года. Работа проводилась для освоения аридных земель Джизакского и Наманганского вилоятов Республики Узбекистан, путем культивирования каперс семенами, черенками из дикорастущих растений [3].

Приводится исследования по установлению сравнительных особенностей состава микрофлоры почвы, занятой под каперс естественной и искусственного местообитания, выявлены группы микроорганизмов, колонизирующие корневую систему по фазам развития растений. Показано, что почва из естественного местообитания и рассады благодаря корневым выделением, способствует обильному скоплению микроорганизмов вокруг корней в течении всего периода их роста.

Исследования показали, что, каперс относится ксилотрофным растениям, на всей территории своего распространения он предпочитает сухие, сильно освещенные солнцем места, растёт и на самых тяжелых неплодородных почвах, лучше всего развивается на несколько засоленных.

Для этого, рассады (30-40 см) каперса, взятые из пустынных зон (Мирзачул) были посажены в марте 2015 года в количестве 20 штук в неорошаемую почву через 60х90 см расстоянием. Семена капрес перед посевом обрабатывали энзимным органическим удобрением «Микрозим-2», разработанный в Институте микробиологии АН РУз и производили посев на 0,5 га площади в октябре 2015 года. Наблюдали за ростом и развитием культивируемой рассады, проростков семян, а также дикой растения. Изучали почвенные показатели, в основном микробиологический пейзаж во время вегетативного роста у всех вариантов роста растения каперса.

Изучение особенностей состава микрофлоры почвы, занятой под каперс естественной и искусственного местообитания, показали, что основная группа микроорганизмов наиболее интенсивно распространенны у культивируемых вариантов в корневой системе по фазам развития растений. Микроскопические грибы составляют незначительную долю в общей численности микробного населения, хотя в отдельных почвенных образцах, количество их достигала 15-25 тыс/г почвы. Одним из самых распространённых форм спорообразующих микроорганизмов оказались бактерии Bacillus idosus, Bac.mesentericus, Bac.mucoides, Pseudomonas, представителями грибов были роды Trichoderma, Fusarium, Aspergillus, Penicillium [4]. Установлено, что для размножение, распространение и активного роста растения из семян дикого и культивируемого видов растения каперс важное значение имеет микробный пейзаж почвы, которые в таких экстремальных условиях в аридных зонах и резких климатических условиях помогают расти растением, доставляя питательных элементов почвы и фиксации атмосферного азота, а также защищая растения каперс от действия фитопатогенов всего периода их вегетативного роста. Оказалось, что почва из посадки семенного материала и рассады имеют богатую микрофлору, благодаря действие «Микрозим-2» и корневым выделением, способствующей обильному скоплению микроорганизмов вокруг корней в течении всего периода их роста.

В целом, вышеуказанные литературные и полученные нами данные свидетельствуют ценном значении возделывания каперса, которые также позволять нам изучить четко биологические, химические и физические процессы, протекающих в почвах различных типов, о механизмах действия почвенных микроорганизмов, особенно грибов, влияющих непосредственно на структуру, состав и биологические свойства почвы, без которых нельзя проводить природные процессы для биовосстановления, увеличения плодородия почвы, приводящие к огромным значениям в сельском хозяйстве и экономики страны.