Спецвозможности
Технологии

Инокуляция семян сои: азотофиксирующий потенциал

05.02.2018
2938
Инокуляция семян сои: азотофиксирующий потенциал фото, иллюстрация
Сейчас вопрос выращивать сою или нет перед отечественными аграриями уже не стоит. Площади посевов этой культуры в Украине стремительно растут каждый год. Этому способствует экономическая целесообразность и наличие современных высокоэффективных агротехнологий.

 

На рынке представлено немало высокопродуктивных сортов сои как отечественной, так и зарубежной селекции, широкий спектр средств защиты - от почвенных гербицидов до дефолиантов; минеральные удобрения, инокулянты, а также вся необходимая техника. Однако средняя урожайность сои в нашей стране все еще остается ниже, чем в среднем в мире (1,7 против 2,3 т/га). Главной причиной, по нашему мнению, является несвоевременные, неправильные или даже нерациональные решения, принятые по выращиванию культуры.

Инокуляция семян сои

Одним из обязательных агроприемов выращивания сои является инокуляция семян биологическими препаратами клубеньковых бактерий — именно обязательным, а не решающим, как пишут многие авторы. Реализация азотфиксирующего потенциала зернобобовых культур зависит от множества факторов. Прежде всего от агроклиматических условий, свойств почвы, обеспеченности растений элементами минерального питания, наличия в почве специфических клубеньковых бактерий и др. Изучением этих факторов с целью управления процессом азотфиксации для повышения производительности зернобобовых культур занимаются в отделе агроэкологии и биобезопасности Института агроэкологии и природопользования НААН.

Основываясь на теоретических и экспериментально проверенных знаниях, рассмотрим основные моменты этого вопроса.

Качество посевного материала — один из главных факторов получения высоких и устойчивых урожаев. Поскольку только здоровые семена могут дать однородные и дружные всходы, обеспечить развитие всех последовательных стадий развития растений сои от начала прорастания до уборки урожая.

Одним из факторов, ограничивающих активность симбиоза сои и клубеньковых бактерий - является повышенная кислотность почвы. Диапазон значений рН почвенного раствора для симбиоза сои колеблется от 5,5 до 8,5, однако мощный симбиотический аппарат соя формирует при оптимальных значениях рН от 6,6 до 7. На кислых почвах растения сои образуют меньше корневых волосков, снижается поглощающая способность корневой системы , замедляются обменные процессы в растении. Кроме того, из собственных исследований и литературных источников известно, что кислые почвы содержат значительное количество клубеньковых бактерий, но при таких условиях они теряют вирулентность и активность.

Недостаток влаги негативно влияет не только на растения сои, но и на клубни. В результате происходят определенные изменения в фотосинтезе, что, в свою очередь, вызывает дефицит углеводов в растительном организме. Поскольку включаются механизмы сохранения, и все питательные элементы расходуются на построение и развитие корневой системы, а именно новых корешков для «поиска» воды. Таким образом, недостаток углеводов в растении снижает активность уровня азотфиксации, что вызывает некротические процессы в клубеньках. После нормализации водного обмена в растении, которое перенесло водный стресс, старые клубни уже не восстанавливают свои функции. В то же время на периферийных корешках корневой системы образуются новые мелкие клубеньки, уровень фиксации азота которых значительно ниже, чем потерявших жизнеспособность.

Применение азотных удобрений

Активность клубеньковых бактерий в значительной степени зависит от обеспечения их источником энергии. Пока в растениях сои не начинается формирование семян и создаются благоприятные условия окружающей среды, бактериальные вироиды в клубеньках используют в своих обменных процессах углеводы для своего развития и деятельности. После того, как начинают наливаться семена, происходит отток углеводов и закладки их в виде питательных веществ эндосперма. В клубеньках, между тем, дефицит углеводов приводит к снижению всех физиологических процессов, в том числе и фиксации азота, и в конце концов происходит старение и отмирание пузырьков.
 
Существуют противоречивые мнения относительно целесообразности применения азотных удобрений при выращивании сои. Согласно одной мысли, растения сои полностью обеспечивают себя азотом путем азотфиксации, поэтому внесение удобрений - нецелесообразно, поскольку последние тормозят этот процесс. Впрочем, мы рекомендуем внесения «стартовых» 20-30 кг/га минерального азота под предпосевную культивацию. Кроме того, при своевременном формировании симбиотического аппарата в фазе 4-5-го тройничного листа, но при заметном азотном голодании растений рекомендуется внекорневые подкормки сои в норме около 10 кг/га азота. При такой схеме выращивания наблюдается некоторое замедление процессов азотфиксации, однако не безвозвратно - после использования растением минерального азота процесс азотфиксации восстанавливается, что в конечном итоге положительно сказывается на урожае.

Основные моменты функционирования симбиоза растений сои и клубеньковых бактерий изучали в производственных опытах, заложенных в Винницкой области в 2014 г.

В качестве инокулянта использовали комплексный по составу препарат Ризоактив (им можно обрабатывать семена сои и гороха за 30 дней до посева), который выпускают трех видов - Р (жидкий), Т (порошок на основе торфа), В (порошок на основе активированного угля) с титром бактериальных клеток не менее 6 млрд КОЕ (колоний образующих единиц). Образование пузырьков на корнях растений сои при инокуляции семян препаратом Ризоактив марки Р отмечали 15-й день после появления всходов в фазе первого тройничного листа. Через 6 дней (21-й день вегетации растений сои) в клубеньках появлялся красный пигмент - леггемоглобин, основная функция которого - обеспечение энергетических центров кислородом и содействие высвобождению энергии для фиксации азота воздуха.
 
Общепринятыми методами установлено, что продолжительность симбиоза растений сои и клубеньковых бактерий (общий симбиоз) составляла 78 дней. Из них активно азот из атмосферы бобово-ризобиальная система фиксировала в течение 67 дней (активный симбиоз) (рис. 1), что составило 127 кг азота на 1 га. Разница продолжительности общего и активного симбиоза составляет 11 дней, что указывает на то, что само по себе наличие пузырьков на корнях растений сои еще не говорит о фиксации азота из воздуха. Необходимо, чтобы клубни не только образовались, но и были метаболически активными, то есть содержали синтезированный леггемоглобин.

Если сравнить количество дней активной фиксации азота с математической эффективностью уже фиксированного азота бобово-ризобиальной системой в физической величине (рис.1, 2), то оказывается, что в период одной из самых длинных фаз симбиоза, фазы тройничного листа (18 дней), фиксируется 10% общего фиксированного азота. И наоборот, дни коротких фаз бутонизации и цветения (вместе 18 дней) обеспечивают 46% общего количества фиксированного азота, в нашем к следе составляет 58,4 кг/га. Следует отметить, что в средней по продолжительности фазы образования бобов (15 дней), фиксируется наибольшая часть биологического азота. В фазе созревания семян происходили морфологические изменения пузырьков, уменьшалось количество леггемоглобин, начинал преобладать фермент холеглобин и именно по визуальной оценки пузырьков наблюдали их позеленение, что достоверно свидетельствовало о замедлении процесса азотфиксации в корневой зоне растений.
 
Таким образом, использование этой информации поможет аграриям принимать управленческие решения по обеспечению комплекса необходимых мер, которые позволят максимально использовать потенциал биологической фиксации азота от фазы бутонизации до образования бобов. Вопрос подкормки, внесения стимуляторов роста и обработки пестицидами целесообразно решать до начала фазы бутонизации. В фазе созревания семян производственники должны сосредоточить внимание на мерах, обеспечивающих увеличение содержания протеина в бобах, и вовремя собрать урожай с наименьшими потерями.
 
Вот такие простые секреты необходимо знать тем, кто выращивает сою, чтобы максимально реализовать естественно заложенный и генетически обусловленный азотфиксирующий потенциал бобово-ризобиальной системы и получить урожай на уровне мирового, а то и лучше.
 
Народная мудрость гласит, что Природа сама знает, что делать, что лучше и когда это уместно, а мы можем прислушаться и воспользоваться ее возможностями.

 

Я. Чабанюк, канд. с.-г. наук, заведующий отделом агроэкологии и биобезопасности Института агроэкологии и природопользования НААН

журнал "Пропозиція", №2, 2015 р.

Ключевые слова: инокуляция сои

Интервью
Rebiyar1
Сегодня наш собеседник - Антуан Ребийар, бизнес-директор New Holland Agriculture в Украине, Молдове, странах Балтии и Финляндии. Он живет и работает в Украине уже более четырех лет, впрочем, для
Владимир Шульмейстер Родился в Николаеве. Закончил Николаевский кораблестроительный институт им. адмирала С. О. Макарова по специальности «турбиностроение», инженер-механик. Защитил докторскую диссертацию по материаловедению.  С 24 декабря 2014 года по 30 декабря 2015 года занимал пост первого заместителя министра инфраструктуры Украины
Украинский институт будущего - независимый аналитический центр, который прогнозирует изменения и моделирует всевозможные сценарии развития событий в Украине, предлагает альтернативные решения.

1
0