Abstract
The soils of rice fields in the Balkhash district are characterized by hydromorphic conditions, secondary salinization, and intensive anthropogenic impact, creating specific ecological niches for phototrophic microorganisms. The present study aimed to assess the biodiversity of cyanobacteria in rice agroecosystems of the Balkhash region and to isolate productive strains with potential for use as organic biofertilizers. A total of 19 cyanobacterial species were identified in soil samples, with dominance of heterocystous filamentous forms belonging mainly to the family Nostocaceae. Morphological analysis revealed that heterocystous cyanobacteria accounted for 75% of the total community, indicating the key role of nitrogen fixation in flooded rice soils. Four axenic cyanobacterial cultures were isolated, among which Nostoc sp. BB6 and Oscillatoria tenuis BB-5 demonstrated the highest growth rates and biomass yields (1.36 and 1.25 g/L, respectively). Phytochemical screening revealed the presence of phenolic compounds, tannins, and alkaloids in both strains, while Nostoc sp. BB6 exhibited a broader spectrum of secondary metabolites, including flavonoids, saponins, and glycosides. The obtained results indicate that Nostoc sp. BB6 possesses a high biotechnological potential due to its productivity and rich phytochemical profile, making it a promising candidate for the development of cyanobacteria-based organic biofertilizers for sustainable rice cultivation. Почвы рисовых полей Балхашского района характеризуются гидроморфными условиями, вторичным засолением и интенсивным антропогенным воздействием, что формирует специфические экологические ниши для фототрофных микроорганизмов. Целью настоящего исследования являлась оценка биоразнообразия цианобактерий в рисовых агроэкосистемах Балхашского региона и выделение продуктивных штаммов, перспективных для использования в качестве органических биоудобрений. В почвенных пробах было идентифицировано 19 видов цианобактерий, при доминировании гетероцистных нитчатых форм, преимущественно относящихся к семейству Nostocaceae. Морфологический анализ показал, что гетероцистные цианобактерии составляли 75% общей структуры сообщества, что указывает на ключевую роль биологической фиксации азота в условиях затопленных рисовых почв. Были выделены четыре аксенические культуры цианобактерий, среди которых Nostoc sp. BB6 и Oscillatoria tenuis BB-5 продемонстрировали наибольшие темпы роста и выход биомассы (1,36 и 1,25 г/л соответственно). Фитохимический скрининг выявил наличие фенольных соединений, танинов и алкалоидов у обоих штаммов, при этом Nostoc sp. BB6 характеризовался более широким спектром вторичных метаболитов, включая флавоноиды, сапонины и гликозиды. Полученные результаты свидетельствуют о высоком биотехнологическом потенциале Nostoc sp. BB6 благодаря его продуктивности и богатому фитохимическому профилю, что делает данный штамм перспективным кандидатом для разработки органических биоудобрений на основе цианобактерий в системах устойчивого рисоводства.