Поиск

Бактериальные удобрения в условиях биологизации земледелия Нечерноземной зоны
29.03.2015

Основным бактериальным удобрением, нашедшим масштабное применение в растениеводстве России, является ризоторфин.
Ризоторфин представляет собой пылевидный порошок, в котором размножены высокоэффективные штаммы клубеньковых бактерий. Тонина помола торфа способствует лучшей прилипаемости препарата к семенам бобовых культур. Масса гектарной порции независимо от объема высеваемых семян 200 г. По техническим условиям в 1 г препарата должно содержаться не менее 2,5 млрд активных клубеньковых бактерий. Ризоторфин изготовляют для следующих бобовых культур: гороха, люпина, вики, кормовых бобов, сои, фасоли, сераделлы, клевера, люцерны и т. д. Его следует применять лишь под ту бобовую культуру, для которой он приготовлен, так как клубеньковые бактерии обладают отчетливо выраженной специфичностью. Хранят ризоторфин для люпина, сои, сераделлы при температуре 12...14 °С, для остальных бобовых культур при 3...5 °С, в сухом темном помещении отдельно от пестицидов. Срок годности препарата 6 мес.
Второй препарат, относящийся к бактериальным удобрениям, называется ризобином. Он представляет из себя сухой препарат клубеньковых бактерий (высушенная культура клубеньковых бактерий, смешанная с наполнителем). В зависимости от бобовой культуры ризобин выпускают: для медленнорастущих культур (люпин, соя) с содержанием клубеньковых бактерий 3 млрд и для быстрорастущих — 5 млрд на 1 г препарата (горох, вика, кормовые бобы, клевер, люцерна). Ризобином опыливают семена, на которых он хорошо удерживается. Срок хранения 6 мес. Ограниченный выпуск ризобина обусловлен его высокой стоимостью.
На посевах других полевых культур, не входящих в семейство бобовых, применяют ризофил. Он может быть использован для обработки семян ряда технических культур. Изготовляют на основе азотобактера, который размножают на стерильном торфе. Препарат расфасовывают в полиэтиленовые пакеты по 500 г. Подготовка торфа и его стерилизация аналогичны подготовке субстрата для ризоторфина. Следует отметить невысокий титр препарата — 100 тыс. бактерий в 1 г. Содержимое пакета рассчитано на 0,01 га. Препарат хранят в сухом темном помещении при температуре 15 °С. Срок хранения 6 мес. Ризофил не получил широкого распространения в растениеводстве ввиду его дороговизны, но поступает в розничную торговлю; его используют для обработки семян овощных культур.
Широко известным бактериальным удобрением для картофеля и других полевых культур является азотобактерин, который изготовляют на основе азотобактера. Один из способов использования препарата — нанесение его на посевной и посадочный материал.
Таким образом, число бактериальных препаратов для обработки семян полевых сельскохозяйственных культур крайне ограниченно и они в основном предназначены для бобовых культур.
Эффективность бактериальных удобрений зависит от целого ряда факторов: способа применения, реакции почвенного раствора, уровня азотного питания, обеспеченности почвы микроэлементами и т. д.
В мировой практике возделывания бобовых культур инокуляция — общепризнанный прием, однако условия, определяющие эффективность этого приема, изучены недостаточно. К числу таких условий следует отнести качество самого препарата, свойства штаммов клубеньковых и иных бактерий, способность их приживаться в почве, проникать в корни и осуществлять эффективный симбиоз. Очень важны при этом роль растения-хозяина, условия его роста, корневого питания. Эффективность симбиоза также зависит от численности клубеньков, образованных штаммом бактериального удобрения. В свою очередь, на их образование большое влияние оказывает количество внесенных в почву бактерий. При заражении корневой системы внесенный штамм составляет конкуренцию спонтанным формам клубеньковых бактерий только в том случае, если он превосходит их по численности. Если же численность бактерий активного штамма ниже естественной популяции клубеньковых бактерий, то основная масса клубеньков будет образована спонтанными формами. Поэтому для того, чтобы клубеньковые бактерии, вносимые в виде препаратов, могли выжить и конкурировать в почвенной среде с ее обитателями, необходимо их численность увеличить в сотни раз по сравнению с естественной популяцией.
Интересные результаты по влиянию разных штаммов клубеньковых бактерий на активность симбиотического потенциала (АСП) и урожайность козлятника восточного получены в Северо-Западном регионе Нечерноземной зоны. В опытах Санкт-Петербургского государственного аграрного университета получены данные, свидетельствующие о том, что увеличению АСП в первые два года жизни способствовала моноинокуляция семян штаммами как клубеньковых, так и ассоциативных ризобактерий (рис. 2.1).
Так, в год посева наибольшая АСП в 1 сут (18 г/раст.) отмечена в варианте с применением ризоторфина (штамм 913), а из группы биопрепаратов комплексного действия достоверное увеличение АСП в 1 сут обеспечила инокуляция семян мобилином (соответственно на 4,5 и 8,8 г/раст.) по сравнению с фоном (HCP0,95 = 0,98).

Бактериальные удобрения в условиях биологизации земледелия Нечерноземной зоны

На третий год жизни выявлено снижение влияния инокуляции семян на АСП растений. Исключения составляют только моноинокуляция семян мизорином и ризоторфином (штамм 914), проведение которых привело к увеличению АСП растений в 1,8...2,5 раза по сравнению с фоном.
Интегральным показателем роста и развития растений, фото-синтетической продуктивности посева и работы симбиотического аппарата служит урожайность. Применение бактериальных препаратов способствовало увеличению урожайности сухой массы по сравнению с фоном в среднем за три года на 30...40 % (табл. 2.14).
Бактериальные удобрения в условиях биологизации земледелия Нечерноземной зоны
Бактериальные удобрения в условиях биологизации земледелия Нечерноземной зоны

В среднем за два года самым высоким (7,8 т/га) сбор сухой массы был в варианте с совместной инокуляцией семян штаммами клубеньковых и ассоциативных ризобактерий (ризоторфин + мобилин), что обеспечило в 1,6...1,7 раза большую прибавку, чем их раздельное применение. Наибольшая урожайность сухой массы за три года (7,2 т/га) была отмечена при инокуляции семян ризоторфином (штамм 918), что превышало урожайность по сравнению с фоном на 2,1 т/га (НСР0,95 = 0,62).
На образование клубеньков большое значение оказывают температура, влажность и степень аэрации почвы. Клубеньковые бактерии — влаголюбивые организмы. Они начинают размножаться при влажности 16 % ПВ. Усиленный их рост наблюдается при температуре от 15 до 30 °С, причем оптимум лежит в интервале 24...28 °С.
Интенсивное образование клубеньков и фиксация атмосферного азота происходит в зоне определенной влажности, которая находится в пределах 60...70 % ПВ почвы. Бобовые культуры, относящиеся к разным видам, имеют неодинаковый критический порог влажности. Одни могут образовывать клубеньки при минимальном содержании влаги в почве (эспарцет), а другие (люцерна) очень чувствительны к дефициту влаги. Развитию клубеньков на корнях растений, усиленной фиксации атмосферного азота способствует оптимальная аэрация почвы. При плохой аэрации даже активные штаммы клубеньковых бактерий образуют мелкие клубеньки с низким содержанием леггемоглобина. Известно, что при недостатке кислорода в почве образуется избыток пероксида водорода, который подавляет жизнедеятельность клубеньковых бактерий. Это явление отмечается как в чистой культуре клубеньковых бактерий, так и в клубеньках.
Несмотря на высокое качество ризоторфина существуют большие сложности с его применением. Особенно большие потери клубеньковых бактерий происходят в условиях производства при обработке семян. Они достигают почти 50 % даже при соблюдении всех правил инокуляции. Равномерность распределения препарата по поверхности семян определяется тониной помола и временем перемешивания увлажненных семян с препаратом. Увеличение продолжительности перемешивания препарата с семенами, так же как и культуральной жидкости с торфом, в процессе изготовления ризоторфина приводит к резкому снижению численности клубеньковых бактерий на семенах или в препарате. Предполагают, что гибель бактерий в этом случае связана с механическим стрессом.
Гибель клубеньковых бактерий может происходить не только на стадии обработки. Значительная часть их теряется в связи с выносом оболочки семян семядолями на поверхность почвы.
Лабораторные опыты, проведенные с мелкосемянными культурами (клевер, люцерна), показали, что с семядолями на поверхность почвы выносится до 25...27 % бактерий, нанесенных на семена. Надо полагать, что у крупносемянных бобовых культур эти показатели еще выше.
Определяющий фактор эффективности бактериальных препаратов — численность бактерий, нанесенных на одно семя. Чем больше на семя бобовых нанесено клубеньковых бактерий, тем большая вероятность заражения ими корневой системы растения хозяина, тем эффективнее симбиоз. Исследования, выполненные в микрополевых опытах с кормовым горохом, свидетельствуют о том, что нанесение 1 млн бактерий штамма 233 а на одно семя гороха привело к увеличению урожайности зеленой массы на 39,3 % по сравнению с вариантом, где численность бактерий составила 11 тыс.
Существенным фактором активности клубеньковых бактерий служит содержание гумуса в почве. Так, на дерново-подзолистой суглинистой почве при внесении во всех вариантах одинакового количества бактерий их численность в расчете на 1 г почвы на почве с более высоким содержанием гумуса (3,67 %) возрастала более чем в два раза.
Изложенный материал свидетельствует о том, что применение бактериальных удобрений путем нанесения их на семена является не лучшим способом их использования, так как при этом наблюдаются большие потери бактерий, что в комплексе с другими экстремальными условиями ведет к снижению или потере эффективности этого приема. В связи с этим проводят широкие исследования в области изыскивания новых способов применения бактериальных удобрений.
Для повышения эффективности действия бактериальных препаратов необходимы способы инокуляции, исключающие нанесение препарата на поверхность семян. Один из таких способов — применение гранулированных препаратов клубеньковых бактерий, вносимых в почву одновременно с высевом семян. Этот способ более эффективен, чем обработка семян порошковидным препаратом, так как в почву попадает большее количество клубеньковых бактерий.
На эффективность клубеньковых бактерий сильно влияет реакция почвенной среды. Критическим порогом кислотности считается такая реакция среды, когда численность клубеньковых бактерий значительно уменьшается, но они еще не полностью погибают. Для люцерны и клевера этот порог pH 4,9; для гороха и вики — 4,7; для люпина — 3,2. Выяснены пределы оптимальной кислотности почвы, при которой происходит интенсивный процесс интенсификации. Так, в серии опытов на дерново-подзолистых супесчаных и суглинистых почвах прибавки урожая семян от инокуляции при снижении кислотности почвы у люпина уменьшались почти в два раза, а у гороха возрастали в 2,5 раза. Эффективность инокуляции изменялась совершенно по-разному в зависимости от реакции этих культур, обусловленной их биологией.
В результате обширной работы по обобщению экспериментальных данных П. П. Вавилов и Г. С. Посыпанов выделили четыре группы бобовых культур по эффективности симбиоза в зависимости от кислотности почвы (табл. 2.15).
Бактериальные удобрения в условиях биологизации земледелия Нечерноземной зоны

Данная классификация показывает активность усвоения азота атмосферы при прочих благоприятных условиях возделывания бобовых культур: влажности, аэрации и обеспеченности почвы макро- и микроэлементами.
Вопрос о целесообразности применения минерального азота под бобовые культуры является дискуссионным. Многие исследователи склонны считать, что бобовое растение не нуждается в минеральном азоте, а при эффективном симбиозе оно полностью удовлетворяет свои потребности в этом элементе для формирования урожая за счет фиксации азота атмосферы.
Однако следует отметить, что бобово-ризобиальная система не всегда способна обеспечивать растения биологическим азотом для формирования высокого урожая. На почвах с низким уровнем плодородия рекомендуют вносить минеральный азот в так называемых стартовых дозах. Обоснование применения таких доз базируется на том, что для своевременного и обильного образования клубеньков и более раннего начала фиксации атмосферного азота необходимо, чтобы в почве содержалось определенное количество подвижных форм азота (15...20 кг/га). В данном случае минеральный азот необходим бобовым культурам и клубеньковым бактериям, чтобы избежать азотного голодания в послевсходовый период и стимулировать образование клубеньков. Период усиления азотфиксации у бобовых приходится на фазы бутонизации и цветения.
Способ применения азотобактерина под картофель путем нанесения водной суспензии азотобактера на клубни прост, но имеет недостатки. Обработку клубней следует проводить в поле во время посадки. При этом возникает ряд сложностей: доставка воды, приготовление суспензии, обработка больших партий картофеля. Лучше обрабатывать семенной материал сухим препаратом путем опыления клубней. Проведенные опыты в этом направлении свидетельствуют о высокой эффективности препарата на дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах. Прибавка урожая клубней составила 19,9...21,2 %.
Эффективность использования азотобактерина отмечена и на других культурах; также исследования были проведены в Белоруссии и в ряде районов Нечерноземной зоны России. Обобщив полученные данные, можно говорить о положительном влиянии препарата на урожайность и качество продукции (табл. 2.16). Урожайность зерна ячменя, овса и яровой пшеницы повышалась на 0,20...0,26 т/га (9,8...15,0%), кукурузы на силос — на 6,55 т/га (18,3 %). Действие азотобактерина на урожайность клубней картофеля и в этих опытах было положительным — прибавка урожайности клубней составила 4,08 т/га (22,7 %).
Бактериальные удобрения в условиях биологизации земледелия Нечерноземной зоны

Выяснилась также возможность создания благоприятных условий для развития клубеньковых бактерий путем их совместного применения с азотобактером. В вегетационных опытах на дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах прибавка урожайности гороха и клевера от действия клубеньковых бактерий была соответственно 23,2 и 20,7 %, от азотобактера — 15,6 и 50,0 %, а от совместного их использования — 38,3 и 73,0 %. Таким образом, азотобактер способствует повышению эффективности действия клубеньковых бактерий как на однолетних, так и на многолетних бобовых культурах.
В целом анализ экспериментальных данных, полученных на дерново-подзолистых и серых лесных почвах, дает основание считать, что бактериальные удобрения могут быть существенным средством биологизации земледелия. Биологический азот дешев и доступен. Широкое применение бактериальных препаратов обоснованно и с экологической точки зрения.
В целях повышения биологической фиксации азота бобовыми и другими культурами необходимо уделять большое внимание поиску новых высокоэффективных штаммов микроорганизмов, способных связывать атмосферный азот, запасы которого неисчерпаемы.
Таким образом, резюмируя экспериментальный материал по разделу «Системы удобрений в биологическом земледелии», можно заключить, что в условиях биологизации следует максимально использовать все возможные источники пополнения запасов органического вещества в почве (навоз, компосты и т. д.), применяя на этом фоне невысокие нормы минеральных туков, вносимых в почву с заделкой локальным способом. В России в отличие от стран Западной Европы невысокая плотность населения и огромные площади пашни, а потому и земледелие должно развиваться в обозримом будущем почти во всех регионах по другому пути — в направлении биологизации. Эта система развития обусловит его высокую интенсивность и эффективность.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: *