Микробные препараты на основе азотфиксирующих бактерий

Сейчас препараты на основе клубеньковых бактерий под разными торговыми названиями изготавливают широко применяются в растениеводстве многих стран: в США - нитрагин и даблноктин, в Мексике - нитрагин и парадор, в Уругвае - нитросоил и нитрум, в Новой Зеландии - ризокоут, в Австралии - нодолейт и нитроджерм, в Венгрии - ризонитторфе, в России - ризоторфин.

В Украине сейчас производятся бактериальные препараты для бобовых культур на основе высокоэффективных симбиотрофних азотфиксирующих бактерий под торговыми марками нитрагин (Нитрофикс), Ризобофит, ризогумин и др. их используют для повышения азотонакопичувальнои способности бобовых растений. В состав препаратов входят клубеньковые бактерии ризобиум, живущих в симбиозе с бобовыми культурами. Поглощая углеводы, поступающие из листьев к корневой системе, клубеньковые бактерии фиксируют молекулярный азот из воздуха, который в дальнейшем усваивается бобовыми и другими растениями, после них выращивают. Для каждого вида бобовых характерны свои группы бактерий, которые образуют клубеньки. Поэтому Ризобофит используют для обработки семян только той культуры, название которой указано на этикетке продукта. Так, Ризобофит изготавливают для обработки семян гороха, вики, сои, бобов, люпина, фасоли, клевера, люцерны и других бобовых культур. Кроме специфичности, расы клубеньковых бактерий отличаются по вирулентности и активностью. Вирулентность - способность клубеньковых бактерий проникать через корневые волоски в корень бобового растения и образовывать буль- бочки. Активностью клубеньковых бактерий называют их способность к усвоению азота атмосферы. Только активные штаммы этих бактерий обеспечивают бобовые растения азотом. Неактивные же - угнетают растение-хозяина. В случае заражения корней вирулентными, но неактивными бульбочковими бактериями, клубеньки образуются, но фиксация азота не происходит. Клубеньковые бактерии, которые используются для изготовления бактериальных препаратов, могут быть высокоактивными и проявлять значительную вирулентность. Если вирулентность клубеньковых бактерий препарата вуза за вирулентность менее активных бактерий, которые находятся в почве, то клубеньковые бактерии препарата проникают в корень быстрее и в большем количестве.

Ризобофит - селекционированные штаммы клубеньковых бактерий в зависимости от вида бобовой культуры, размноженные в стерильном торфе с частицами размером 0,25 мм. Мелкие частицы способствуют лучшему прилипанию к семенам. По внешнему виду - это масса темного цвета влажностью 40-50 ° С. обогащенная углеводами, витаминами, макро- и микроэлементами. Ризобофит выпускают в полиэтиленовых пакетах, которые не рекомендуется открывать до начала применения. В И г Ризобофит должно содержаться не менее 2500000000 клубеньковых бактерий. Независимо от объема семян, которые высевают, норма препарата составляет 200 г / га. Сохраняют бактериальный препарат не дольше, чем 6 месяцев со дня изготовления в сухом темном прохладном помещении отдельно от пестицидов при плюсовой температуре. Срок годности жидкого препарата - до 20 суток.

Прививки клубеньковых бактерий бобовым культурам называют инокуляцией. Обычно инокуляция достигается прямым нанесением материала с ризобии на семена (перед посевом) или его дозированным внесением в семенное ложе во время сева.

Одним из основных требований к предпосевной обработки семян биопрепаратами является обеспечение равномерного их распределения по каждой семени, а также максимальное сокращение времени от обработки до посева семян в грунт. Инокуляцию проводят в день сева или накануне. Традиционная технология инокуляции подобная протруюювання семян влажным способом: семена обрабатывают водной суспензией препарата. Суспензию готовят из расчета на соответствующую массу семян и без отстаивания перемешивают с ним вручную или механическим способом.

Следует учитывать, что оптимальное соотношение воды и семян имеет существенное значение. По чрезмерного количества воды может быть нарушена норма высева семян, а семена некоторых культур, например сои, имеет тонкую и нежную оболочку, которая быстро отекает и может быть травмирован. Для оптимального увлажнения к семенам добавляют определенную норму воды или суспензии (табл. 8.3).

Таблица 8.3. Рекомендуемые объемы рабочих растворов на проведение предпосевной? бактеризации семян

Культура

Объем, л / т

Культура

Объем, л / т

горох

7-10

эспарцет

20-30

Люпин

10

Пшеница

10-15

Соя, фасоль

6-8

Ячмень

12-18

Вика

8-12

рожь

10

Люцерна, клевер

30-50

гречка

20

На семенах отдельных культур с гладкой поверхностью водная суспензия содержится плохо. Этот недостаток можно исправить применением прилипчивых веществ в виде водных растворов: 1) экстендер - полимерный компонент; 2) натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ) 2%; 3) меласса 3-5%; 4) сульфитно-спиртовая барда (жидкий концентрат) 7-12%; 5) желатин технический 1%; 6) казеин технический

1-1.5%; 7) обрат (сыворотка) без разбавления; 8) клейстер из муки или крахмала 3-5%; 9) поливиниловий спирт (ПВС) 2 %.

Меласса, патока, барда, клейстер хорошо растворяются в холодной воде; желатин и казеин сначала замачивают в воде, а затем растворяют в горячей воде, охлаждают. Na-КМЦ растворяют в горячей воде при непрерывном перемешивания, охлаждают. Эти вещества содержат частицы препаратов на поверхности семян, не проявляют негативного влияния на жизнедеятельность и активность бактерий, а также на всхожесть семян.

Сначала в воде растворяют клейкое вещество, а затем добавляют биопрепарат. Обработка этим раствором семена можно сочетать с обработкой его микроудобрениями или стимуляторами роста вручную или в машинах для протравливания, предварительно тщательно очищенных от пестицидов, непосредственно в сеялке. Допускается использование бетоносмесителей, которые обеспечивают равномерное распределение препарата в массе зерна, не повреждая при этом семена. Бактеризацию проводят только в день сева в местах, защищенных от прямых солнечных лучей, под действием которых бактерии погибают. Независимо от способа ее проведения, семян должна быть сыпучим. Обработанные семена сразу высевают. Следует отметить, что через 4-5 ч после обработки семян около 50% клеток ризобиуму погибает, а невисияне в день обработки семян нужно переинокулюваты. Различные формы бактериальных препаратов могут иметь свои особенности применения (сроки проведения инокуляции, нормы расхода, сочетание с пестицидами и т.д.), о которых следует узнавать по этикетке их упаковки или рекомендациями производителя.

На эффективность биопрепаратов существенное влияние оказывают пестициды. Большинство из них отрицательно действует на клубеньковые и ассоциативные азотфиксирующих бактерии. Обычно здоровый семенной материал нельзя не протруюваты. Совместное обработки пестицидами и биопрепаратом стоит согласовать с производителем последнего. При комплексном обработки семян дозу биопрепарата надо увеличить. Ее также увеличивают вдвое на кислых почвах.

Вуза эффективность препарата установлено на почвах легкого гранулометрического состава, что связано с меньшей активностью природных популяций азотфиксаторив. Эффективность инокуляции повышается после известкования почвы и внесения микроэлементов, прежде всего молибдена и бора.

Установление оптимального сочетания биологического азота и азота минеральных удобрений в питании растений позволяет сбалансировать его круговорот в земледелии. Объем симбиотической азотфиксации зависит от обеспечения растений азотом и интенсивности фотосинтеза. Небольшая начальная доза азота минеральных удобрений (20-40 кг / га), особенно на бедных почвах, способствует лучшему развитию пузырьков в начале вегетации растений.

Инокуляция семян бобовых культур должно быть обязательным агротехнологический мероприятием. Затраты на его проведение не превышают 3-5% полученной прибыли, а урожайность бобовых культур увеличивается на 10-15%. При этом также значительно уменьшаются необходимости внесения азота минеральных удобрений.

Для того чтобы клубеньковые бактерии работали эффективно, им нужно создать оптимальные условия жизнедеятельности.

1. Симбиоз очень чувствителен к реакции почвенного раствора. На кислых почвах клубеньки формируются плохо, за исключением бактерий люпина и лядвенцю рогатого. Известкование является важным мероприятием интенсификации азотфиксации. Благоприятные для функционирования клубеньковых бактерий почвы с pH 6,0-7,5.

2. Условия фосфорного и калийного питания. Недостаток калия и особенно фосфора резко снижает интенсивность азотфиксации. Известно, что при симбиотическом питании азотом бобовые культуры чувствительны к недостатку фосфорного питания. При низком содержании подвижных фосфатов в почве ризобии способны проникать в корни, но не способствуют образованию пузырьков. При этом азот фиксируется слабо или его фиксация вообще отсутствует.

Следует также иметь в виду, что строчное внесение удобрений может создать слишком высокие их концентрации в зоне корней и отрицательно влиять на формирование бобово- ризобиального симбиоза. В связи с этим фосфорные и калийные удобрения необходимо вносить под зяблевий обработку почвы.

На почвах с низким содержанием магния (менее 20-50 мг / кг) вносят магниевые удобрения из расчета 30-40 кг / га MgO.

3. Нужно создать оптимальные условия для аэрации почвы и обеспечения его влагой. Бульбочки не образуются в сухой почве, когда влажность в начале вегетации растений меньше 50-60% полной полевой влагоемкости. Недостаток влаги в более поздние фазы развития может привести к отмиранию пузырьков. Избыточная влажность, за исключением длительного затопления, менее вредна, чем недостаток влаги. Оптимальный интервал влажности почвы для развития пузырьков и азотфиксации находится в пределах 60-80% полной полевой влагоемкости.

4. Важно обеспечить потребность растений в микроэлементах. Самое необходимое есть молибден, бор, железо, кобальт.

5. В почве, где высевается бобовая культура, должно быть достаточное количество клубеньковых бактерий , специфических для данного вида. Если в почве они отсутствуют, семена нужно обрабатывать специальными бактериальными препаратами. Бактеризация зернобобовых культур особенно эффективна во время сева на полях, где их выращивали, или после длительного перерыва в их выращивании.

6. При протравливании семян его поверхность становится зоной взаимодействия бактерий с химическими соединениями. Токсическое действие последних может значительно снижать эффект бактеризации, поэтому дозу бактериального препарата следует увеличить в 2 раза, учитывая его невысокую стоимость.

Следует также помнить, что микробные клетки в жидких формах препаратов уязвимы к действию пестицидов и агрохимикатов, поскольку способствуют тесном контакте с ними. Менее уязвимы биоагенты торфяных препаратов и еще менее - гранулированные биопрепараты.

Поскольку растения на первых этапах взаимодействия с бактериями уязвимые к воздействию пестицидов, то внесение их в почву опаснее, чем их применение по вегетирующих растениях.

Если создать оптимальные условия, то клубеньки, активно фиксируют атмосферный азот, на разрезе будут розовую окраску, если они приобрели серого или зеленого окраса, то азотфиксация в них не происходит. Симбиотическая азотфиксация начинается только в фазу 2-3 листьев и достигает максимума в фазе бутонизации - начале цветения, а затем замедляется до фазы налива зерна.

Нужно отметить, что при внесении минерального азота растения начинают его осваивать и клубеньки не образуются. Азот минеральных удобрений является ингибитором азотфиксации. Однако невысокие стартовые дозы азотных удобрений (20-30 кг / га д. Г..) Способствуют активному развитию растений в начале вегетации и обычно не снижают, а также улучшают природное свойство бобовых культур к симбиозу.

Использование бактериальных препаратов имеет большое агрономическое значение в повышении производительности бобовых культур для севооборота. Так, после сбора урожая бобовых на поле остаются пожнивные остатки растений с высоким содержанием азота. Это не только способствует его накоплению, но и ускоряет минерализацию последних, повышает доступность элементов питания и увеличивает урожай последующих культур.

Для производства бактериальных препаратов используют также ассоциативные азотфиксаторы-диазотрофы, способны в ассоциации с небобовых растениями улучшать их азотное питание. Фиксация атмосферного азота таким образом на порядок ниже, чем бобовыми культурами, и не может быть достаточной для полноценного формирования урожая. По литературным данным, объемы ассоциативной азотфиксации разные. В зависимости от вида растений и почвенно-климатических условий они могут составлять от С-50 кг / га азота в год в регионах с умеренным климатом до 200-600 кг / га в регионах с тропическим климатом.

Активность несимбиотичнои азотфиксации зависит от обеспеченности почвы легкодоступными органическими веществами, его влажности, температуры, гранулометрического состава, аэрации, концентрации углекислого газа, наличия доступных соединений макро- и микроэлементов. По мнению Е. Н. Мишустина, использовав на удобрение 1 т соломы, можно дополнительно получить 5 кг фиксированного азота.

Положительное действие ассоциативных азотфиксаторив можно свести к четырем основным факторов: увеличение количества доступного биологического азота, составляет 30-50 кг / га в год; создание бактериями стимулирующих веществ гормональной природы, в частности из корневых выделений; увеличение поверхности корневой системы, способствует повышению использования других элементов питания и защиты от патогенной почвенной микрофлоры. Улучшается также качество урожая (увеличение содержания сахара в корнеплодах свеклы; крахмала в клубнях картофеля; снижается содержание нитратов в овощах) и сокращаются сроки его созревания.

Сейчас создан ряд микробных препаратов на основе азотфиксирующих бактерий для различных видов сельскохозяйственных культур. Это, в частности ризогумин - для предпосевной инокуляции семян сои и гороха; Ризобофит - для широкого спектра бобовых культур; диазофит - для предварительной бактеризации пшеницы и риса; диазобактерин - для бактеризации ржи, гречихи, злаковых трав; микрогумин - для инокуляции ячменя и гречихи; биогран , азотобактерин , агрофил - для бактеризации овощных культур.

Для некоторых культур обработка микробными препаратами - незаменимый агромероприятий. Кроме бобовых культур микробные препараты применяют для гречки, поскольку она имеет определенные особенности азотного питания. При избыточном азотного питания растения начинают "жировать", формируют большую вегетативную массу и снижают зерновую продуктивность. При использовании бактериальных препаратов азот поступает в растения в оптимальных количествах в соответствии с фазами их роста и развития, способствует повышению продуктивности растений.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >