Детальная информация

Данная работа посвящена комплексному исследованию влияния различных химических форм и степеней биодоступности железа на ассоциированные микробные сообщества растений салата ромен (Lactuca sativa L. var. romana) в сопряженных экологических нишах: филлосфере, эндосфере корня и ризосфере. В ходе исследования решались следующие задачи: изучение биологической роли железа в метаболизме растений и микроорганизмов; обоснование выбора и исследование влияния наночастиц магнетита (Fe₃O₄) , маггемита (γ-Fe₂O₃) и хелата железа (EDTA-Fe) на количественный и качественный профиль микробиоты; оценка направленности изменений численности протеолитического и амилолитического пулов бактерий. Эксперименты проводились в условиях контролируемого микроклимата методом вегетационного лоточного выращивания с троекратной внекорневой обработкой. Количественный учет мезофильной микрофлоры осуществлялся методами серийных разведений по Коху и прямого глубинного или поверхностного посева на плотные питательные среды ГРМ-агар, КАА и модифицированную среду Ворошиловой–Диановой. В результате работы установлено, что характер воздействия препаратов железа строго детерминирован экологической нишей. Филлосфера проявила высокую уязвимость к окислительному стрессу: наибольшее ингибирование зафиксировано в группе (EDTA-Fe), где численность ассоциированных бактерий упала до 51,52 % от контроля. В ризосферной почве обнаружен противоположный, ярко выраженный стимулирующий эффект хелатной формы железа — зафиксирован рост численности до 136,49 % от контроля, что выступает триггером для металлотолерантных родов бактерий. Доказана высокая биосовместимость и перспективность использования наноструктурированного магнетита в качестве экологически безопасного удобрения пролонгированного действия. Исследования проводились на базе Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Агрофизический научно-исследовательский институт». Для достижения данных результатов в работе были использованы следующие базы данных: Google Scholar, ResearchGate, РИНЦ, электронная библиотека СПбПУ. Статистическую обработку и визуализацию экспериментальных данных осуществляли с использованием пакета программ Microsoft Office Excel и PowerPoint.

The given work is devoted to a comprehensive study of the effect of various chemical forms and degrees of iron bioavailability on the associated microbial communities of romaine lettuce plants (Lactuca sativa L. var. romana) in conjugated ecological niches: phyllosphere, root endosphere, and rhizosphere. The research set the following goals: studying the biological role of iron in plant and microorganism metabolism; substantiating the choice and studying the effect of magnetite (Fe₃O₄), maghemite nanoparticles (γ-Fe₂O₃), and iron chelate (EDTA-Fe) on the quantitative and qualitative profile of microbiota; assessing the direction of changes in the population of proteolytic and amylolytic bacterial pools. The experiments were conducted under controlled microclimate conditions by the vegetative tray cultivation method with threefold foliar treatment. Quantitative enumeration of mesophilic microflora was performed using Kochs serial dilution method and direct spread or pour plating on solid nutrient media, including GRM-agar, CAA, and modified Voroshilova–Dianova medium. The study revealed that the nature of the impact of iron preparations is strictly determined by the ecological niche. The phyllosphere demonstrated high vulnerability to oxidative stress, with the most pronounced inhibition recorded in the  (EDTA-Fe)  group, where the population of associated bacteria fell to 51.52% of the control level. Conversely, a distinct stimulating effect of the chelated iron form was observed in the rhizospheric soil, as evidenced by a population increase up to 136.49% of the control, which serves as a trigger for metallotolerant bacterial genera. Furthermore, the high biocompatibility and long-term efficacy of nanostructured magnetite were demonstrated, confirming its potential for use as an environmentally safe, slow-release fertilizer. The research was conducted on the basis of the Federal State Budgetary Scientific Institution «Agrophysical Research Institute». To achieve these results, the following databases were used in the work: Google Scholar, ResearchGate, RISC, electronic library of SPbPU. Statistical processing and visualization of experimental data were carried out using Microsoft Office Excel and PowerPoint software.