Integrated use of microbial preparations and fertilizers in the development of nature-like technologies in agriculture

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article discusses microbial preparations and fertilizers as an element of nature-like technologies in agriculture. Plant cultivation becomes more efficient due to the use of microbial-plant systems. Genetic factors of plants are supplemented with useful genes of symbiotic microflora. The mechanisms of adaptation of microsymbionts to the needs of the host plant are described. For the first time, it is proposed to produce new-generation biopreparations based on endophytic selected strains. The expediency of using microbial preparations and chemical means of intensification of agriculture (including biomineral fertilizers) for the development of nature-like technologies is shown.

About the authors

I. A. Tikhonovich

All-Russian Scientific Research Institute for Agricultural Microbiology

Author for correspondence.
Email: igor.tikhonovich49@mail.ru
St. Petersburg, Russia

A. A. Zavalin

All-Russian Scientific Research Institute of Agrochemistry named after D.N. Pryanishnikov

Email: zavalin.52@mail.ru
Moscow, Russia

References

  1. http://www.kremlin.ru/acts/bank/50755 (дата обращения 13.02.2025).
  2. Поляков В.В. Природоподобные технологии как инновационный ответ на вызовы XXI века // Экономика и экология территориальных образований. 2024. Т. 8 (3). С. 27–33. Polyakov V.V. Nature-like technologies as an innovative response to the challenges of the 21st century // Economics and ecology of territorial entities. 2024, vol. 8 (3), pp. 27–33. (In Russ.)
  3. Zverev A.O., Kimeklis A.K., Orlova O.V. et al. Creation of Cellulolytic Communities of Soil Microorganisms – A Search for Optimal Approaches // Microorganisms 2024, vol. 12, no. 11, 2276.
  4. Kimeklis A.K., Gladkov G.V., Orlova O.V. et al. Metagenomic insights into the development of microbial communities of straw and leaf composts // Front Microbiol. 2025, vol. 15, 1485353.
  5. Проворов Н.А., Тихонович И.А. Сельскохозяйственная микробиология и симбиогенетика: синтез классических идей и конструирование высокопродуктивных агроценозов (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2022. № 5. С. 821–831. Provorov N.A., Tikhonovich I.A. Agricultural microbiology and symbiogenetics: synthesis of classical ideas and construction of highly productive agrocenoses (review) // Agricultural Biology. 2022, no. 5, pp. 821–831. (In Russ.)
  6. Safronova V.I., Guro P.V., Sazanova A.L. et al. Rhizobial Microsymbionts of Kamchatka Oxytropis Species Possess Genes of the Type III and VI Secretion Systems, Which Can Affect the Development of Symbiosis // Mol. Plant–Microbe Interact. 2020, vol. 33 (10), pp. 1232–1241.
  7. Safronova V., Sazanova A., Kuznetsova I. et al. Increasing the Legume–Rhizobia Symbiotic Efficiency Due to the Synergy between Commercial Strains and Strains Isolated from Relict Symbiotic Systems // Agronomy. 2021, vol. 11 (7), 1398.
  8. Safronova V., Sazanova A., Belimov A. et al. Synergy between Rhizobial Co-Microsymbionts Leads to an Increase in the Efficiency of Plant–Microbe Interactions // Microorganisms. 2023, vol. 11, 1206.
  9. Вавилов Н.И. Центры происхождения культурных растений. Избранные произведения в 2-х т. Ленинград: Наука, 1967. С. 89–202. Vavilov N.I. Centers of origin of cultivated plants. Selected works in 2 vols. Leningrad: Nauka, 1967. Pp. 89–202. (In Russ.)
  10. Кузнецова И.Г., Карлов Д.C., Гуро П.В. и др. Генетическое разнообразие и симбиотическая эффективность клубеньковых микросимбионтов остролодочника таймырского (Oxytropis taimyrensis (Jurtz.) A. et D. Love), астрагала холодного (Astragalus frigidus (L.) A. Gray) и астрагала тугаринова (Astragalus tugarinovii Basil.) из Арктической Якутии // Сельскохозяйственная биология. 2024. № 5. С. 927–942. Kuznetsova I.G., Karlov D.C., Guro P.V. et al. The genetic diversity and symbiotic efficiency of the nodule microsymbionts isolated from Oxytropis taimyrensis (Jurtz.) A. et D. Love, Astragalus frigidus (L.) A. Gray and Astragalus tugarinovii Basil. from Arctic Yakutia // Agricultural biology. 2024, no. 5, pp. 927–942. (In Russ.)
  11. Kuznetsova I.G., Karlov D.S., Sazanova A.L. et al. Genetic Diversity of Microsymbionts of Legumes Lathyrus pratensis L., Vicia cracca L., Trifolium repens L., and Astragalus schelichowii Turcz. Growing Near Norilsk in Arctic Russia // Russ. J. Plant Physiol. 2023, vol. 70, 187.
  12. Костычев С.П. Избранные труды по физиологии и биохимии микроорганизмов. Т. 2. М.: Изд-во АН СССР, 1956. 510 с. Kostychev S.P. Selected works on the physiology and biochemistry of microorganisms. Vol. 1, 2. Moscow: Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1956. (In Russ.)
  13. Шапошников А.И., Моргунов А., Акин Б. и др. Сравнительные характеристики корневых систем и корневой экссудации синтетического, примитивного и современного сортов пшеницы // Сельскохозяйственная биология. 2016. № 1. С. 58–78. Shaposhnikov A.I., Morgunov A., Akin B. et al. Comparative characteristics of root systems and root exudation of synthetic, landrace and modern wheat varieties // Agricultural biology. 2016, no. 1, pp. 58–78. (In Russ.)
  14. Шапошников А.И., Белимов А.А., Азарова Т.С. и др. Взаимосвязь состава корневых экссудатов и эффективности взаимодействия растений пшеницы с микроорганизмами // Прикладная биохимия и микробиология. 2023. № 3. C. 260–274. Shaposhnikov A.I., Belimov A.A., Azarova T.S. et al. Relationship between the Composition of Root Exsudates and the Efficiency of Interaction of Wheat Plants with Microorganisms // Applied Biochemistry and Microbiology. 2023, no. 3, pp. 260–274. (In Russ.)
  15. Chebotar V.K., Gancheva M.S., Chizhevskaya E.P. et al. Endophyte Bacillus vallismortis BL01 to Control Fungal and Bacterial Phytopathogens of Tomato (Solanum lycopersicum L.) Plants // Horticulturae. 2024, vol. 10 (10), 1095.
  16. Tsyganov V.E., Tsyganova A.V. Symbiotic regulatory genes controlling nodule development in Pisum sativum L. // Plants. 2020, vol. 9, no. 12, 1741.
  17. Тихонович И.А., Проворов Н.А. Симбиозы растений и микроорганизмов: молекулярная генетика агросистем будущего. СПб.: Издательство Санкт-Петербургского университета, 2009. Tikhonovich I.A., Provorov N.A. Symbioses of plants and microorganisms: molecular genetics of agricultural systems of the future. St. Petersburg: St. Petersburg University Press, 2009. (In Russ.)
  18. Bovin A.D., Pavlova O.A., Dolgikh A.V. et al. The role of heterotrimeric G-protein beta subunits during nodulation in Medicago truncatula Gaertn and Pisum sativum L. // Frontiers in Plant Science. 2022, vol. 12, 808573.
  19. Прянишников Д.Н. Избранные сочинения. Т. 1. Агрохимия. М.: Колос, 1965. Pryanishnikov D.N. Selected works. Vol. 1. Agrochemistry. Moscow: Kolos, 1965. (In Russ.)
  20. Sulima A.S., Zhukov V.A., Kulaeva O.A. et al. New sources of Sym2A allele in the pea (Pisum sativum L.) carry the unique variant of candidate LysM-RLK gene LykX // PeerJ. 2019, vol. 7, e8070.
  21. Sulima A.S., Zhuravlev I.Y., Alexeeva E.A. et al. The Genomic and Phenotypic Characterization of the Sym2A Introgression Line A33. 18 of Pea (Pisum sativum L.) with the Increased Specificity of Root Nodule Symbiosis // Plants. 2025, vol. 14, no. 3, 427.
  22. Kuzmina D.O., Zorin E.A., Sulima A.S. et al. Transcriptomic analysis of the symbiotic responsivity trait in pea (Pisum sativum L.) // Vavilov J. Genet. Breed. 2025, vol. 29, no. 2, pp. 248–258.
  23. Tvorogova V.E., Fedorova Y.A., Potsenkovskaya E.A. et al. The WUSCHEL-related homeobox transcription factor MtWOX9-1 stimulates somatic embryogenesis in Medicago truncatula // Plant Cell Tiss. Organ Cult. 2019, vol. 138, 517–527.
  24. Yakovleva D.V., Efremova E.P., Smirnov K.V. et al. The WOX Genes from the Intermediate Clade: Influence on the Somatic Embryogenesis in Medicago truncatula // Plants. 2024, vol. 13, 223.
  25. Gorshkov A.P., Kusakin P.G., Borisov Y.G. et al. Effect of herbicides Sprut Extra (glyphosate) and Forward (quizalofop-P-ethyl) on the development of pea (Pisum sativum L.) symbiotic nodules // Symbiosis. 2024, vol. 94, pp. 191–206.
  26. Gorshkov A.P., Kusakin P.G., Vorobiev M.G. et al. Effect of insecticides Imidacloprid and Alpha-Cypermethrin on the development of pea (Pisum sativum L.) nodules // Plants. 2024, vol. 13, no. 23, 3439.
  27. Аналитический обзор рынка инокулянтов (2023–2025). https://agroinvestor.ru/analytics Analytical review of the inoculant market (2023–2025). (In Russ.)
  28. Рыночные исследования биопрепаратов в РФ. https://ab-centre.ru/ Market research of biological products in the Russian Federation. (In Russ.)
  29. Минсельхоз России. Оперативные данные о посевных площадях в 2024 г. https://mcx.gov.ru The Ministry of Agriculture of Russia. Operational data on acreage in 2024. (In Russ.)
  30. Росстат. Посевные площади сельскохозяйственных культур в Российской Федерации на 2024 г. https://rosstat.gov.ru/ Rosstat. Acreage of agricultural crops in the Russian Federation for 2024. (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».