Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Агропромышленность arrow Агрохимия

Микробные препараты

В современных системах земледелия приоритетными должны быть экологически безопасны природоохранные технологии выращивания сельскохозяйственных культур. В связи с этим все большее распространение получают микробные препараты на основе агрономически полезных микроорганизмов. Наряду с органическими удобрениями им принадлежит важная роль в повышении продуктивности сельскохозяйственных культур и плодородия почв. Микробные препараты - это высокоэффективные полезные микроорганизмы, которые целенаправленно улучшают условия питания растений. Кроме того, относительно низкая стоимость, высокая окупаемость, простота применения, безопасность для окружающей среды обусловливают их широкое распространение. Так, в странах Евросоюза микробные препараты используют на трети площадей, занятых сельскохозяйственными культурами.

Важное значение полезных почвенных организмов в формировании плодородия почвы обращали внимание В. В. Докучаев и П. А. Костычев. В очерке "К вопросу об открытии в российских университетах кафедр почвоведения и учения о микроорганизмах» В. В. Докучаев отмечал, что безусловно в почву вместе с навозом вносятся и бактерии, значение которых, пожалуй, не меньше, чем удобрительных веществ. П. А. Костычев в своих исследованиях установил важное значение микроорганизмов в формировании биологической активности почв. Он доказал, что они раскладывают растительные остатки, синтезируют сложные органические соединения, в том числе и биологически активные вещества, которые способствуют развитию растений.

Первые попытки использования микроорганизмов для повышения урожая сельскохозяйственных культур касались клубеньковых бактерий. Применяли такой метод: при переходе на новый участок для выращивания бобовых культур семена перемешивали с почвой предыдущего участка или собирали клубеньки, измельчали их и обрабатывали семена. Первый микробный препарат, содержащий культуры нескольких видов клубеньковых бактерий, был изготовлен в конце XIX в. в Германии и получил название нитрагин, а процесс обработки семян была названа нитрагинизацию.

Микробные препараты, применяемые в растениеводстве, условно разделяют на группы: препараты для оптимизации питания растений (на основе азотфиксирующих и фосфатмобилизувальних микроорганизмов), ристстимулювальни препараты на основе микроорганизмов - продуцентов биологически активных веществ, фитогормонов (ауксины, гиббереллины), препараты для защиты растений от болезней и вредителей (фунгициды, инсектициды и др.).

Взаимодействие высших растений и микроорганизмов достаточно распространена. Большое количество эндофитных микроорганизмов заселяет ткани растений. В результате такого взаимодействия у растений лучше, чем у животных, оказывается физиологическая адаптация.

Бактерии, которые заселяют корневую систему, образуют своеобразный биологический "чехол" - ризосферу и являются посредниками между почвой и растениями в обеспечении их питательными веществами. Именно микроорганизмы превращают некоторые сложные соединения на простые, доступные для питания растений, участвуют в сложных биохимических процессах, происходящих в почве. Они являются основой для производства бактериальных препаратов, после внесения в почву создают в зоне корневой системы ячейки полезной микрофлоры. В окружении полноценного комплекса микроорганизмов растения получают необходимое корневое питание и, как следствие, повышают свою производительность. Заселив корневую систему (то есть, захватив экологическую нишу), они не допускают в течение длительного времени болезнетворные микроорганизмы к инфицированию растений. Кроме того, бактеризованной растения значительно устойчивее к развитию и проявлению болезней вследствие улучшения их иммунного статуса. Лишения растений необходимой микрофлоры может привести к снижению интенсивности корневого питания до 15 раз (В. В. Волкогон 2013).

Деятельность полезных микроорганизмов многогранна. Особенно актуальным является широкое использование способности микроорганизмов к усвоению молекулярного азота из атмосферы. Это позволяет решить важную проблему - создание достаточного количества белка.

Микробиологическая фиксация атмосферного азота - экологически чистый способ обеспечения им растений. Он требует относительно небольших энергетических затрат. Газообразный азот составляет большую часть воздуха. Так, над каждым гектаром земли его содержится 80 тыс. Т. Он почти недоступен для большинства высших растений. Молекулы азота химически инертны, а химические связи между его атомами достаточно устойчивы. Нужны большие усилия, чтобы их разорвать и фиксировать азот. В отличие от промышленных установок, где восстановление молекулярного азота до аммиака осуществляется при высоких температуры и давления, в биологических система связывания газообразного азота происходит при обычных давления и температуры.

По источникам доступной энергии азотфиксирующих микроорганизмы условно разделяют на две группы: авто- и гетеротрофы. Автотрофы (цианобактерии и фотосинтезу- ные анаэробные бактерии) имеют существенное значение лишь на переувлажненных почвах, где фиксируют до 20-50 кг / га азота в год. Однако в природе распространены гетеротрофные фиксирующие организмы. Азотфиксирующих активность в фитоплани - ризосфере (прикорневой зоне) и филосфери (на поверхности листьев) небобовых растений называют ассоциативной азотфиксации . Экспериментально это подтверждено бессменным выращиванием небобовых культур. При этом содержание азота в почве значительно не снижается, несмотря на ежегодное изъятие его с урожаем, тогда как под паром его содержание непрерывно уменьшается. Первой начала работу в этом направлении бразильская ученый Ж. Доберейнером (1975) с микроорганизмами, в составе которых преобладали бактерии рода Azospirillum. Позже было установлено, что кроме азоспирилы к группе ассоциативных азотфиксаторив принадлежит большое количество гетеро- и автотрофных бактерий - Achromobacter, Agrobacterium, Arthrobacter , Bacillus, Pseudomonas, Klebsiell и др. Применение препаратов на их основе способствует росту активности азотфиксации в корневой зоне растений в 2-3 раза. Конечно, масштабы фиксации атмосферного азота в ризосфере небобовых культур даже в условиях предпосевной бактеризации нельзя сравнить с масштабностью этого процесса в агроценозах с бобовыми. Производительность азотфиксации злаковыми культурами может составлять лишь 20-40 кг / га азота, недостаточно для формирования полноценного урожая. Однако если учесть, что фиксированный бактериями азот поступает непосредственно к растениям, то его эффективность значительно превысит пользу аналогичной дозы внесенного в почву азота минеральных удобрений.

Объемы фиксации азота ассоциативной микрофлорой довольно значительные - 30-40 кг / га азота в год.

В настоящее время установлено процесс фиксации азота ризосфере кукурузы, пшеницы, риса, сорго, а также некоторыми видами тропических трав. Известно более 200 видов небобовых растений, в которых происходит азотфиксация в прикорневой зоне. Таким путем, по-видимому, происходит пополнение запасов азота в почве в большинстве природных экосистем.

Украинские ученые во главе с В. П. палкой выделили из ризосферы некоторых сельскохозяйственных культур высокоактивные штаммы ассоциативных микробов- азотфиксаторив и на их основе разработали ряд бактериальных препаратов: ризоагрин (для обработки семян пшеницы и риса) ризоентерин (для предпосевной обработки семян ячменя и риса) флавобактерин (для пшеницы, свеклы кормовой, трав) агрофил (для огурца, помидора, перца, салата и других овощных культур).

На поверхности листьев растений также происходит несимбиотичне гетеротрофное связывания микроорганизмами атмосферного азота. Вклад его в общий баланс азотонакопичення в системе растение-микроорганизмы не превышает 15%. Самым является симбиоз клубеньковых бактерий ( Rhizobium) с бобовыми растениями. При оптимальных условиях биологическая фиксация азота достигает 300 кг / га и более в год (табл. 8.2).

Таблица 8.2. Эффективность симбиотической азотфиксации для различных бобовых культур (И. А. Тихонович, 2007)

Культура

Количество фиксированного азота, кг / (га • год)

коэффициент азотфиксации

Прирост урожая, %

потенциальная

обычная

горох

135

40-60

0,66

10

Вика

157

40-65

0,70

18

Соя

390

60-90

0,88

24

Люпин

220

80-120

0,81

15

эспарцет

270

130-160

0,80

17

люцерна

550

140-210

0,88

25

козлятника

480

130-220

0,91

35

В связи с большими энергозатратами на производство минеральных азотных удобрений, возникает потребность в повышении доли биологического азота в урожае сельскохозяйственных культур.

В почве полей обычно распространены клубеньковые бактерии тех бобовых культур, которые на них перед этим выращивали. В очень малых количествах они могут переноситься в микротрещинах семян, куда попадают из почвы за комбайновой уборки урожая. В основном аборигенные бактерии неактивны или малоактивны. Применение повышенных норм минеральных удобрений и пестицидов негативно влияет на жизнедеятельность полезной почвенной микрофлоры, в частности на клубеньковые бактерии. Поэтому применение препаратов клубеньковых бактерий является важным агротехнологический мероприятием для выращивания бобовых культур. На новых местах их выращивания эффективность бактеризации может достигать 50 и даже 100%. Если на поле в последние годы уже выращивался культура, положительное действие биопрепарата на формирование урожая уменьшается, поскольку часть пузырьков на корнях растений образовываться за счет грунтовых малоактивных микроорганизмов. Качество биопрепарата в этом случае должно быть особенно высокой.

Бактериальные препараты различаются по препаративной форме: сухие, жидкие, желеобразные. Жидкие формы применять проще и удобнее, но торфяные препараты эффективны, особенно при совместного использования с пестицидами, так как уменьшается площадь контакта торфяной микрочастицы с семенем. Форма инокулянта также напрямую зависит от типа посевного механизма сеялки: если он пневматический - лучше применять жидкий препарат.

Сухие препараты изготавливают на основе торфа. Они обеспечивают стабильность и жизнедеятельность ризобиальных тканей до 2 лет. В зависимости от препарата торфяной субстрат может быть стерильным. Нестерильные инокулянты дешевле и, соответственно, менее эффективны, чем препараты на основе стерильного торфа. Сухие препараты смешивают с зерном вручную непосредственно в кузове зернопогрузчика или в сеялке перед посевом. Однако качество такой инокуляции низкая, потому что очень важно равномерно распределить препарат по всей массе семян.

Качество обработки препаратом повышается, если семена предварительно увлажнить. Для этого используют различные средства - от совковой лопаты, ранцевого опрыскивателя и бетономешалки (для небольших площадей) к механическим протравителей семян и зернопогрузчикам. Недостаток последних - частичное травмирования семян.

Важный показатель качества бактериального препарата - штамм, который является отселектированный культурой азотфиксирующих бактерий (аналогия сорта в растениеводстве). Обычно инокулянты содержат в своем составе несколько штаммов бактерий. Другим важным показателем качества препарата является титр. Он отражает количество жизнеспособных бактерий в единице объема препарата (млрд / г или млрд / мл). Этот показатель можно проверить только в условиях лаборатории. К показателям, которые влияют на качество продукта, принадлежат срок годности и условия его хранения (как предпродажного, так и в хозяйстве до начала применения). Для каждого вида бобовых растений характерны свои группы бактерий, которые образуют клубеньки. Поэтому биопрепарат используют для обработки семян только той культуры, название которой указано на упаковке.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее