Пе­с­ти­циди та азотфіксація зер­но­бо­бо­вих культур

Ви­ко­ри­с­тан­ня пе­с­ти­цидів шля­хом їх­­ньо­го вне­сен­ня в грунт чи на ве­ге­ту­ючі рос­ли­ни знач­но впли­ває як на струк­ту­ру мікроб­но­го це­но­зу, так і на йо­го діяль­ність. При цьо­му змінюється склад ко­ре­не­вих виділень і їхні зо­ни, мо­же при­гні­чу­ва­тись син­тез біологічно ак­тив­них спо­лук мікро­ор­ганізма­ми. Крім то­го, відо­мо, що за по­ру­шен­ня грун­то­во­го го­мео­ста­зу мож­ли­вий пе­­рехід де­я­ких ней­т­раль­но­го ти­пу мікро­ор­ганізмів до па­ра­зи­тиз­му, особ­ли­во це сто­сується та­ких грибів, як Fuzarium і Alternaria.

Дані Інсти­ту­ту сільсько­го­с­по­дарсь­кої мікробіології НА­АН свідчать про стій­кість буль­боч­ко­вих бак­терій до та­ких фунгіцидів, як Мак­сим XL 035 FS, Фун­да­зол, Віта­вакс 200ФФ, як­що насіння про­тру­ю­ва­ти за два тижні до іно­ку­ляції. При цьо­му ба­жа­но збільши­ти до­зу мік­ро­­­біологіч­но­го пре­па­ра­ту в два ра­зи.

У дослідах на нуті та­кож бу­ла під­твер­д­же­на відсутність впли­ву Фун­да­зо­лу та Віта­вак­су 200ФФ на функціо­ну­­ван­ня бо­бо­во-ри­зобіаль­ної си­с­те­ми.

За­се­лен­ня ко­ре­не­вої си­с­те­ми буль­боч­ко­ви­ми бак­теріями відбу­вається у декілька етапів: рух мікроб­них клітин до по­верхні коріння і їхнє закріп­лен­ня, розмно­жен­ня та по­даль­ша ко­ло­нізація ко­ре­не­вої зо­ни. На ці про­це­си суттєво впли­ва­ють такі фак­то­ри, як тем­пе­ра­ту­ра грун­ту, йо­го рН, на­явність во­ло­ги. Бе­зу­мов­но, вне­сен­ня грун­то­вих гербіцидів не­га­тив­но впли­ває на всі ці ета­пи і знач­ною мірою зни­жує кількість буль­бо­чок, які фор­му­ють­ся на рос­лині. 

На­укові дані свідчать про те, що такі гербіци­ди, як Хар­нес, Тре­ф­лан 480, Ба­за­г­ран, Ду­ал Голд 960 ЕС, інгібу­ють ак­тив­­ність нітро­ге­на­зи — клю­чо­во­го фер­мен­ту си­с­те­ми симбіотич­ної азот­фік­сації.

Гербіци­ди як ре­чо­ви­ни з ви­со­кою фізіологічною ак­тивністю суттєво впли­ва­ють на мікроб­не уг­ру­по­ван­ня ри­­­зо­сфе­ри, пригнічу­ють роз­ви­ток мі­­кро­­­ф­ло­ри, особ­ли­во в по­чат­ко­вий період після вне­сен­ня. На жаль, ре­акція мік­­роб­ної спіль­но­ти грун­ту на ви­ще­наз­вані за­со­би за­хи­с­ту рос­лин вив­чені ще до­сить сла­бо, а на­уко­ва інфор­мація до­волі ча­с­то від­сут­­ня і не­до­стат­ньо вра­хо­вується за за­сто­су­ван­ня мікроб­них пре­па­ратів у рос­лин­ництві. 

Знач­ною мірою за­побігти цьо­му мож­на шля­хом стрічко­во­го вне­сен­ня грун­то­вих гербіцидів, за яко­го во­ни бу­дуть відда­лені від насіння, яке іно­ку­ль­о­ва­не ефек­тив­ним шта­мом буль­боч­ко­вих бак­терій.

За та­ких умов по­чат­кові ета­пи азот­фіксу­валь­но­го про­це­су бу­дуть поз­бав­лені не­га­тив­но­го впли­ву гер­бі­ци­ду. Крім то­го, як­що ви­ни­кає не­об­хідність вне­сен­ня грун­то­во­го гербіци­ду йо­го кра­ще за­сто­со­ву­ва­ти пі­­с­ля сівби іно­ку­ль­о­ва­но­го насіння з на­с­туп­ним за­гор­тан­ням бо­ро­на­ми. 

Важ­ли­вим фак­то­ром підви­щен­ня ефек­тив­ності азотфіксації є ви­ко­ри­с­тан­ня ре­гу­ля­торів рос­ту рос­лин (РРР) од­но­час­но з іно­ку­ляцією насіння, на­­при­к­­лад Емісти­му С та Емісти­му СМ.

За до­­посівної об­роб­ки на­сіння сої РРР і пре­па­ра­та­ми буль­боч­ко­вих бак­терій спо­с­те­ріга­ли знач­не збіль­шен­ня кількості буль­бо­чок, площі ли­ст­ко­вої по­верхні рос­лин, вмісту фо­то­син­те­тич­них пігментів, су­хої ма­си про­рост­ків. 

РРР суттєво впли­ва­ють на мікробіоту грун­ту за за­сто­су­ван­ня та­кож стра­хо­вих гербіцидів, які вно­сять у період ве­ге­та­тив­но­го рос­ту куль­ту­ри, що бу­ло чітко до­ве­де­но у до­­слід­жен­нях Умансь­ко­го дер­жав­но­го універ­си­те­ту са­­дівництва. 

Посіви сої об­роб­ля­ли різни­ми до­за­ми Тар­ги Су­пер спільно з Емісти­мом С. Бу­ло вста­нов­ле­но, що на де­ся­тий день після вне­сен­ня гербіциду най­ак­тивніше роз­ви­ва­лась мікро­ф­ло­ра за за­сто­су­ван­ня Тар­ги Су­пер у дозі 1,5 л/га. Най­кращі ре­зуль­та­ти ви­я­ви­ли за за­сто­су­ван­ня Тар­ги Су­пер у дозі 1–1,5 л/га та Емісти­му С у кількості 5 мл/га. Ав­то­ри ствер­д­жу­ють, що най­чут­ливіши­ми до хімічних пре­па­ратів бу­ли нітрифіка­то­ри пер­шої та дру­гої фаз нітрифікації, а ма­ло­чут­ли­ви­ми — амоніфіка­то­ри і це­лю­ло­зо­руйнівні бак­терії. Важ­ли­во відміти­ти, що в цих дослі­джен­нях Емістим С спри­яв підви­щен­ню кількості особ­ли­во чут­ли­вих до дії гербіцидів мікро­ор­ганізмів.

Подібний вплив цьо­го РРР ви­я­ви­ли та­кож за за­сто­су­ван­ня на го­росі та­ких стра­хо­вих гербіцидів, як Ба­за­г­ран, Агрі­токс і Пан­те­ра. Поєднан­ня гербіцидів з Емісти­мом С при­ве­ло до зро­с­тан­ня у рос­лин го­ро­ху ак­тив­ності та­ких фер­ментів, як ка­та­ла­за, пе­рок­си­да­за, що сприяє при­ско­рен­ню обмінних про­цесів, в ре­зуль­таті яких швид­ше про­хо­дить де­ток­си­кація гербіцидів.

У ба­га­ть­ох країнах світу ак­тив­но за­сто­со­ву­ють на різних сільсько­го­с­по­дарсь­ких куль­ту­рах ком­плекс ефек­тив­них мікро­ор­ганізмів (ЕМ), які впер­ше бу­ли за­про­по­но­вані японсь­ким вче­ним Те­руо Хіга. Ком­плексні ЕМ-пре­па­ра­ти об’єдну­ють ве­ли­ку кількість видів ае­роб­­них і ана­ероб­них мікро­ор­ганізмів, які на­ле­жать до бак­терій, дріжджів, ак­ти­номіцетів, фер­мен­ту­ю­чих грибів то­що. Як пра­ви­ло, їх за­сто­со­ву­ють для оз­до­ров­лен­ня і підви­щен­ня ро­дю­чості грунтів, а та­кож зро­с­тан­ня про­дук­тив­ності сільсько­го­с­по­дарсь­ких рос­лин. Про­ве­дені у Тер­нопіль­ській об­ласті по­льові досліджен­ня сої ви­я­ви­ли, що пе­ред­посівна об­роб­ка насіння пре­па­ра­та­ми Бай­кал ЕМ-1-У суттєво сти­му­лює про­цес азотфіксації. Він по­зи­тив­но впли­вав на кількість буль­бо­чок та їхню ма­су на рос­лині, що збільшує уро­жай насіння на 7,2 ц/га (17,1%).

По­вна ре­алізація азотфіксу­валь­но­го по­тенціалу зер­но­бо­бо­вих куль­тур мож­ли­ва ли­ше за до­б­ре зба­лан­со­ва­но­го за­без­пе­чен­ня рос­лин ма­к­ро- і мікро­е­ле­мен­­та­ми. За та­ких умов мак­си­маль­но ре­алізується ма­к­ро­симбіон­та як го­ло­вна скла­до­ва ча­с­ти­на симбіотич­ної си­с­те­ми. Відо­мо, що грун­ти на­шої країни ма­ють, як пра­ви­ло, ви­со­кий вміст фо­с­фо­ру, хо­ча він пе­ре­бу­ває пе­ре­важ­но у ма­ло­ру­хо­мих фор­мах. У зв’яз­ку з цим ко­ефіцієнт йо­го ви­ко­ри­с­тан­ня ста­но­вить ли­ше 3–5%. 

Досліджен­ня вче­них свідчать про те, що мобілізу­ва­ти фо­с­фор із важ­ко­роз­чин­них спо­лук здатні мікро­ор­ганізми. В Інсти­туті мікробіології і віру­со­логії ім. Д.К. За­бо­лот­но­го НАН Ук­раїни виділені шта­ми бак­терій ро­ду Bacillus, які пе­ре­тво­рю­ють важ­ко­роз­чинні не­ор­ганічні та ор­ганічні спо­лу­ки фо­с­фо­ру на до­ступні рос­ли­нам. Цей про­цес обу­мов­ле­ний ство­рен­ням кис­ло­го се­ре­до­ви­ща під час роз­мно­жен­ня та рос­ту цьо­го ви­ду бак­терій. На ос­нові цьо­го фе­но­ме­ну в інсти­туті ство­ре­но бак­теріальні пре­па­ра­ти ком­п­лекс­ної дії, які вклю­ча­ють ефек­тивні шта­ми буль­боч­ко­вих бак­терій B.japonicum і штам Bacillus subtulis IMB B-7023 або Azotobacter vinelandii 56. Та­кий зміша­ний іно­ку­лянт, при­го­то­ва­ний на ос­нові гли­ни­с­тих міне­ралів, підви­щу­вав по­каз­ни­ки симбіозу в сої, а та­кож збільшу­вав енергію про­ро­с­тан­ня і схо­жість насіння, а та­кож ви­со­ту про­ростків на по­чат­ко­вих ета­пах рос­ту. Важ­ли­во за­ува­жи­ти, що се­лекціоно­вані шта­ми фо­с­фат­мобілізив­них бак­терій ро­ду Bacillus пригнічу­ють ріст фіто­па­то­ген­них грибів — збуд­ників та­ких за­хво­рю­вань, як фу­заріоз та аль­тер­наріоз, а та­кож та­ких па­то­ге­нов, як Erwinia carotovora, Pseudo­mo­nes cepacia, Xantho­monas campestris.

Важ­ли­вим ме­ханізмом фо­с­фор­но­го жив­лен­ня іно­ку­ль­о­ва­них рос­лин слу­гує те, що цей еле­мент по­сту­по­во пе­ремі­щується із нижніх го­ри­зонтів грунтів у вищі за до­по­мо­гою до­б­ре роз­ви­не­ної ко­ре­не­вої си­с­те­ми зер­но­бо­бо­вих куль­тур, яка іноді про­ни­кає на гли­би­ну по­над один метр. 

На дум­ку вче­них Інсти­ту­ту сільсько­го­с­по­дарсь­кої мікробіології НА­АН, за­сто­су­ван­ня фо­с­фор­мобілізив­них або зміша­них пре­па­ратів дає змо­гу повністю виріши­ти пи­тан­ня фо­с­фор­но­го жив­лен­ня, оскільки наші грун­ти — на фо­с­фа­товмісних по­ро­дах, які мож­на за­лу­чи­ти до кру­го­обігу цьо­го еле­мен­та за ра­ху­нок біологічних про­цесів. З на­шої точ­ки зо­ру, це ду­же важ­ли­ва ідея, яку мож­на ре­алізу­ва­ти за ра­ху­нок не­знач­них коштів.

Ко­рисні мікро­ор­ганізми, за­се­лив­ши ко­ре­не­ву си­с­те­му зер­но­бо­бо­вих куль­тур, не до­пу­с­ка­ють у цю зо­ну па­то­ген­них мікро­ор­ганізмів. Та­ким чи­ном бак­те­ри­зо­вані рос­ли­ни є знач­но стійкіши­ми до хво­роб.

З ме­тою по­даль­шо­го роз­вит­ку цьо­го на­пря­му досліджень вчені пра­цю­ють над ство­рен­ням поліфунк­ціо­наль­них пре­па­ратів, які вклю­­­ча­ють різні ви­ди мікро­­­ор­ганізмів та РРР. Так, в Інсти­туті мікро­біології і віру­со­логії ім. Д. К. За­бо­лот­но­го НА­НУ за ви­про­бу­ван­ня три­ком­по­нент­но­го пре­па­ра­ту на сої, який вклю­чав ефек­тивні шта­ми буль­боч­ко­вих бак­терій і Bacillus mega­terium, суттєво зрос­ли по­каз­ни­ки сим­біо­тич­ної азотфіксації. У грунті за та­ких умов під­ви­щи­лась ак­тивність амоніфіку­ю­чих, амінолітич­них і фо­с­фат­мобілізив­них мікро­ор­ганізмів. У цих дослідах одер­жа­ли знач­ну при­бав­ку вро­жаю на­сіння сої з підви­ще­ним рівнем білка. Ав­то­ра­ми роз­роб­ле­на ге­ле­ва фор­ма та­ко­го пре­па­ра­ту для зер­но­бо­бо­вих куль­тур.

Но­вим пер­спек­тив­ним на­пря­мом досліджень є за­сто­су­ван­ня біологічних спо­лук, які ма­ють ан­ти­фунгіцид­ну здат­ність без ток­сич­ної дії. Особ­ли­во їхня роль зро­с­тає за впро­ва­д­жен­ня ор­ганіч­них аг­ро­тех­но­логій. За­сто­су­ван­ня біоло­гічних фунгіцидів сприяє збе­ре­жен­ню, а в де­я­ких ви­пад­ках і ак­тивізації мікроб­них асоціацій грун­ту. Одер­жані в Пів­денній дослідній станції Інсти­ту­ту сіль­сько­го­с­по­дарсь­кої мі­­кро­­біології НА­АН дані під час ви­ко­ри­с­тан­ня біоп­ре­па­ратів на рос­ли­нах ну­ту по­ка­за­ли відсутність при­гнічен­ня про­цесів буль­боч­ко­у­тво­рен­ня і азотфіксації. Най­кра­щий вплив на ефек­тивність симбіотич­ної азот­фік­сації спра­ви­ли Аль­бо­бак­те­рин, Ризобофіт, Нітрагін і Нітродар. У цих са­мих варіан­тах ма­ла місце і най­ви­ща уро­жайність ну­ту сор­тів Ро­зан­на та Алек­сан­д­рит. Учені цієї на­уко­вої ус­та­но­ви ре­ко­мен­ду­ють, замість хімічних про­труй­ників насіння зер­но­бо­бо­вих куль­тур, ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти такі біоп­ро­тек­торні пре­па­ра­ти, як: Аль­бо­бак­те­рин, Ри­зо­план та інші — во­ни не ви­яв­ля­ють не­га­тив­но­го впли­ву на бо­бо­во-ри­зобіаль­ний симбіоз.

Висновки

Вне­сен­ня в грунт ко­рис­них мікро­ор­ганізмів шля­хом спеціаль­но роз­роб­ле­них пре­па­ратів на ос­нові відсе­лек­то­ва­них штамів сприяє по­кра­щан­ню рос­ту і роз­вит­ку зер­но­бо­бо­вих куль­тур та підви­щує їхню уро­жайність. Це відбу­вається за ра­ху­нок сти­му­лю­ван­ня про­ро­с­тан­ня насіння, поліпшен­ня жив­лен­ня рос­лин, ак­тиві­зації фо­то­син­те­тич­ної діяль­ності, під­ви­щен­ня стійкості до хво­роб і шкідників.

В. Січкар, д-р біол. на­ук, про­фе­сор, заввідділу се­лекції, ге­не­ти­ки і насін­ницт­ва бо­бо­вих куль­тур, Се­лекційно-ге­не­тич­ний інсти­тут На­ціо­наль­но­го цен­т­ру насіннєзнав­ст­ва та сор­то­вив­чен­ня 

Інформація для цитування

Пе­с­ти­циди та  азотфіксація зер­но­бо­бо­вих культур / В. Січкар // Спецвипуск ж. Пропозиція. Сучасні агротехнології із застосування біопрепартав та регуляторів росту / — 2015. — С. 32-34