Спецвозможности
Агрохимия

Инокулянт для сои Молибден: возможности и проблемы

06.03.2017
7072
Инокулянт для сои Молибден: возможности и проблемы фото, иллюстрация

Cоя, до недавнего времени малоизвестная в Украине культура, стремительно набирает обороты и по праву становится одной из самых любимых для аграриев культур.

 

 

 

Кроме того, что соя - это высокотехнологичная культура, она еще и хорошо приспособлена для механизированной обработки с использованием имеющейся техники для посева и уборки зерновых и пропашных культур (т.е. ее выращивание не требует использования специальных машин). Она не требовательна к способу посева, ее можно успешно выращивать как широкорядным способом - с междурядьями 45, 60, 70 или 90 см в зависимости от наличия в хозяйстве соответствующих сеялок и пропашных культиваторов, так и строчным - с шириной междурядья 7,5, 15 или 22 5 см при использовании имеющихся зерновых сеялок.

Соя сравнительно устойчива к химическим препаратам различного спектра действия (в Украине для применения на этой культуре разрешены более 30 гербицидов), поэтому защита ее агроценозов от различных сорняков не является проблемой. Соя достаточно устойчива к целому ряду вредителей (проволочники, тли, трипсы и т.д.), и защита от них может быть ограничена лишь локальными (краевыми) химическими обработками инсектицидами в период появления первого поколения вредителей. Благодаря естественному иммунитету ко многим патогенов и адаптации к условиям выращивания культура не требовательна к севооборотам - сою можно успешно выращивать при концентрации ее посевов на уровне до 40-50%. Кроме того, она характеризуется высокой устойчивостью и к ряду грибных и бактериальных патогенов, поэтому для ее защиты обычно хватает предпосевного протравливания семян или одноразовой фунгицидной обработки, а следовательно, и затраты на пестициды в 2,5-3 раза меньше, чем для посевов зерновых или сахарной свеклы.

Соя - это очень рентабельная культура, расходная часть (согласно технологическим картам) фактически окупается одной тонной урожая. То есть при урожайности 1,5-1,8 т/га о рентабельности менее 60% и речи нет.

Соя положительно влияет на почву. Благодаря корневым и пожнивным остаткам она обогащает почву органическим веществом, способствует улучшению ее структуры и скважности. Ее корни не только улучшают физические и химические грунтовые свойства, но и облегчают проникновение в глубокие горизонты корневой системы последующих в севообороте культур. Доказано, что соя не только обогащает почву гумусом, улучшает фосфорно-калийный режим почвы, а, кроме того, еще и повышает влагоемкость и водопроницаемость, увеличивает буферность и емкость поглощения, усиливает аэрацию, в результате чего растет количество полезных микроорганизмов и усиливается их жизнедеятельность.

Инокулянты. Действительно ли они эффективны?

При «успешной азотфиксации» соя способна накопить до 400 кг/га азота, правда, большую его часть использует само же растение. Однако, по данным различных авторов, после уборки урожая сои в почве для последующих культур остается от 60 до 150 кг азота в составе бульбочек, корневых и пожнивных остатков. Однако на практике эта «многообещающая» картина имеет гораздо пессимистичный вид. Так, по данным наблюдений и опросов агропроизводителей-соевиков, на более 35% площадей бульбочкотворные процессы (несмотря на применение «модных» инокулянтов) совсем не происходят. На половине из оставшихся соевых площадей симбиотические процессы настолько слабо выражены, что в период интенсивного бобоформирования даже наблюдается азотное голодание. И только чуть больше трети всех соевых площадей «нарабатывают» азот для последующих культур.

Почему желаемое не становится действительным? Прежде всего следует осознать, что биологическая фиксация азота соей - это сложный биохимический процесс, который протекает при определенных условиях, в частности при благоприятных - влагообеспеченности, температурном, световом и питательном режимах и соблюдение технологии выращивания.

Не стоит забывать и о зависимости процессов азотфиксации от реакции почвенного раствора. В частности, установлено, что кислые почвы (с pH ниже 5,0) - неблагоприятны для формирования азотных пузырьков. В таком случае ученые единодушно пропагандируют проводить химическую мелиорацию. Однако на практике провести известкование не всегда удается. Как альтернативу этому агроприйому мы предлагаем припосевное внесение 50-100 кг/га (в физическом весе) двух-, трехкомпонентных кальцийсодержащих минеральных удобрений, таких как нитрат кальция (кальциевая селитра), суперфосфат и др. Проведение этого агромероприятия нужно быть достаточно осторожными, поскольку щелочная среда также тормозит развитие клубеньковых бактерий. Кроме того, высокая концентрация таких удобрений в пресеменной зоне может негативно повлиять на всхожесть семян.

Не менее важные аспекты - аэрация почвы и уровень обеспечения влагой. Клубеньковые бактерии не образуются в сухой почве, если на момент начала вегетации влага в ней составляет менее 50-60% полной полевой влагоемкости. На более поздних стадиях развития растения недостаточное количество влаги может даже вызвать отмирание пузырьков. Поэтому для выращивания сои некоторое переувлажнение (кроме длительных затоплений) менее вредно, чем недостаток влаги. Оптимальное количество влаги для эффективного развития пузырьков - около 60-80% полной влагоемкости почвы.

Как и где образуются азотфиксирующие клубеньки?

Клубеньки лучше образуются в приповерхностном слое почвы, где достаточное содержание кислорода. Основная часть пузырьков формируется в верхнем слое (0-15 см), и незначительное количество азотфиксирующих бактерий может проникать на глубину 10-15 см. А на глубине 30 см и ниже они фактически не образуются - это связано с тем, что во время азотфиксации высокая интенсивность дыхания, и для преобразования одной молекулы азота нужны четыре молекулы кислорода. В плохо аэрированной почве в клубеньках снижается содержание леггемоглобин и резко ослабляется их способность к азотфиксации.

Значительное влияние на симбиотические азотфиксации имеет также минеральное питание. Дефицит калия или фосфора, как и избыток азота, очень губительны для развития клубеньковых бактерий.

Многолетние полевые исследования по изучению видов и доз минеральных удобрений для сои показали, что в условиях продуктивной симбиотрофной азотфиксации культура слабо «откликается» на внесение туков. Улучшение азотопотребления растениями можно достичь: внесением фосфорно-калийных минеральных удобрений и активизацией перехода малодоступных форм макроэлементов в подвижное состояние, при которой они становятся доступными для растений сои.

Целесообразность внесения минерального азота под сою при наличии клубеньковых бактерий изучали многие исследователи в разных странах. Анализ обработанного материала показывает, что небольшие дозы азотных удобрений (N20-45) или не влияют на интенсивность азотфиксации, или проявляют слабое тормозящее действие. Более высокие дозы (от N60), как правило, резко уменьшают количество пузырьков, снижают их массу и способность фиксировать азот, превращает сою с азотнакопляющей культуры в такую, что потребляет его из почвы и удобрений. Вполне логично, что при внесении повышенных доз минерального азота растение охотно поглощает его и переходит на питание только им.

Минеральный азот - ингибитор азотфиксирующих процессов. Ведь когда растение чувствует достаточное обеспечение азотом, потребность в азотфиксации редуцируется и клубеньковые бактерии не образуются.

В литературе есть предупреждающие данные по выращиванию сои после интенсивно удобряемых сахарной свеклы или кукурузы. Хотя, как показывает практика, с внесением 20-30 кг стартовой дозы азота закладки первого боба сои будет происходить на растении на 2-4 см выше по сравнению с посевом на неудобреной площади.

Для усвоения молекулярного азота в симбиозе с клубеньковыми бактериями соя нуждается в большем количестве фосфора по сравнению с использованием азота минеральных соединений. Это связано с тем, что фиксация азота из воздуха происходит при участии АТФ, основной частью которой является фосфор. При его недостатке образуется малое количество АТФ, так и фиксация азота из воздуха, соответственно, уменьшается.

О том, что микроэлементы имеют если не прямое, то косвенное влияние на азотфиксацию, написано в любом учебнике по физиологии растений. Одни, например, входят в состав азотфиксирующих ферментов, другие - создают условия для усиления процессов. Каждый агропроизводитель неоднократно слышал от специалистов, молибден определяет активность процесса фиксации воздушного азота, однако немногим из них известна роль железа в этом процессе. Поэтому рассмотрим этот фактор подробнее.

Роль молибдена в систезе ферментов

В микроорганизмов есть сложный ферментный комплекс - нитрогеназа. Она состоит из двух белковых компонентов: первый - это белок, содержащий четыре атома железа, связанного с серой (Fe-белок), второй - белок, который содержит два атома молибдена и 30 атомов железа, связанного с таким же количеством серы (Fe-Мо-белок). Fe-белок благодаря взаимодействию с магнием передает энергию, необходимую для работы Fe-Мо-белка. Непосредственное преобразование молекулярного азота на доступную для растений форму аммония происходит благодаря работе молибден-железосодержащего белка и связано с изменением валентности молибдена. Преобразование азота происходит поэтапно: с расторжением связей (в молекуле азота их содержится три) происходит присоединение к нему атомов водорода с образованием в процессе азотфиксации аммония. Последний участвует в синтезе аминокислот, которые транспортируются из клубеньков в растение. 

В последнее время мне не раз приходилось сталкиваться с довольно противоречивыми взглядами как ученых, так и практиков по определению роли молибдена на процессы формирования и функционирования пузырьков. Для выяснения этого вопроса попробуем определить, какое же на самом деле участие молибдена в этом процессе. Итак, напомню: молибден входит в состав основного фермента азотфиксации - нитрогеназы, он участвует в работе ферментов, обеспечивающих транспортировку азота из корней в листья. Также этот химический элемент нужен для синтеза леггемоглобин - белка, который защищает нитрогеназу. Именно уровень леггемоглобин определяет розовый цвет пузырьков и указывает на активную работу нитрогеназы и ход процесса азотфиксации.

Несомненным является факт корреляционной зависимости между развитием клубеньковых бактерий и интенсивностью фотосинтеза, в частности синтезом и транспортом сахаров. Это связано с тем, что для азотфиксирующих микроорганизмов нужно достаточное снабжение сахарами и другими углеводами. Усилению фотосинтеза, а следовательно и накоплению углеводов, способствуют магний, марганец, медь, железо, а бор усиливает движение сахаров из листьев к корневой системе. Причем многочисленные эксперименты как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют, что совместное применение молибдена и бора дает лучший результат, чем отдельное их использование. Сера также оказывает положительное влияние на жизнеспособность клубеньковых бактерий, что, соответственно, улучшает азотфиксацию. Кобальт, в свою очередь, повышает содержание леггемоглобин в клубеньках, содержание которого определяет интенсивность их дыхания. При наличии кобальта процесс фиксации азота проходит активно.

Кроме того, молибден входит в состав не менее 20 ферментов, активно участвует в белковом и фосфорном обмене, оказывает влияние на интенсивность дыхания, синтез хлорофилла, в определенной степени приобщается к регуляции ростовых процессов и тому подобное. Экспериментально установлено, что вместе с улучшением ростовых процессов молибден способствует синтезу протеина. Влияние молибдена на синтез белка связано с его участием в процессах аминирования и пераминования аминокислот, включением аминокислот в полипептидную цепь, с ассоциацией и-РНК и рибосом. Молибден не только увеличивает количество белка в семенах, но и повышает его качество путем увеличения количества его водорастворимых фракций.

Влияние молибдена на корни

На ранних этапах развития растения молибден может способствовать нарастанию корневой системы, ускорять и стимулировать развитие активности клубеньковых бактерий. Хотя в своих экспериментах мы наблюдали противоположную картину: при обработке семян сои молибдатом аммония ростовые процессы подавлялись и всходы появлялись на один-два дня позже. И только в вариантах с одновременным внесением молибдена и стимулятора роста гуматно-аминокислотного характера ингибирование молибдена нивелировалось. В других экспериментах, с использованием семян сои, которые сформировались в условиях молибденодефицита, ингибирование молибденом практически не проявлялось.

Это явление объясняется, очевидно, уровнем обеспеченности семенных участков этим элементом. Показателем достаточного (или недостаточного) обеспечения им сои является содержание элемента в семенах, которое зависит от количества доступного молибдена во время вегетации. Если в семенах его содержится менее 2,5 мг/кг - эффективность применения молибденовых удобрений будет высокой. И наоборот - при увеличении его содержания до 5 мг/кг и выше применение молибденосодержащих удобрений нецелесообразно, поскольку этого элемента вполне хватает для обеспечения потребностей растения на начальных этапах онтогенеза. Этот факт лишний раз подтверждает, что к выбору способа и целесообразности применения молибдена при выращивании сои нужно подходить очень взвешенно.

Целесообразность, способы и эффективность применения молибдена при выращивании сои стали темой многих исследований и предметом постоянных дискуссий между аграриями. Самый известный и самый простой метод обеспечения сои этим элементом - предпосевная обработка семян. Сторонники этого агроприйома уверяют, что таким образом можно не только усилить азотфиксацию, но и достичь 10-15% прироста урожая. Однако следует отметить, что такой способ обеспечения сои молибденом имеет свои нюансы.

Инокулянты. За или против?

Экспериментально доказано, что предпосевная обработка семян сои молибденом при выращивание культуры на щелочных почвах в засушливые годы приводила к снижению урожая. Кстати, самое вредное воздействие молибдена было зафиксировано на участках с дополнительным внесением серы (справочно: сера является антагонистом молибдена). Чтобы предостеречь от подобных проблем, мы предлагаем аграриям, кроме показателей всхожести семян, определять в нем еще и содержимое зольных элементов. Если такой возможности нет, следует перейти на частичное применение молибдена (и других элементов), то есть 30-50% рекомендованных доз - путем обработки семян и остальные 50-70% - в внекорневую подкормку. Особого внимания заслуживают семенные посевы. Обработанные таким образом растения способны обеспечить формирование семян соответствующего качества. Кроме того, такая схема позволит избежать антагонизма элементов сера - молибден, поскольку последний уже будет находиться в белковой фракции семян будет выступать конкурентом серы.За даними опитувань на більш як 35% площ бульбочкотворні процеси (незважаючи на застосування «модних» інокулянтів) зовсім не відбуваються

Неотъемлемой частью технологии выращивания сои является применение инокулянтов. Однако на практике такая обработка не всегда удовлетворяет аграриев: якобы все сделали правильно, а результат - нулевой. Поиск причин, как правило, сводится к выводу о нарушении технологии обработки инокулянт (крестьянская «железная логика»: ведь у соседа все в порядке!), и совсем забываем, что развитие симбиотического аппарата в конкретном агроценозах зависит не только от инокулянта, но и от генотипа растения-хозяина. Доказательством тому является ряд исследований, которые подтверждают, что интенсивность азотфиксации определялась только сортовыми особенностями растения-хозяина.

То есть разные штаммы ризобий одного вида на одном сорте растения-хозяина существенно отличались по азотофиксирующей активности, что привело к соответствующим колебаниям урожайности сои. Таким образом, результаты таких исследований должны стать определенным предостережением для агрономов-технологов и напоминанием об ответственном отношении к применению такого агротехнического приема, как предпосевная обработка семян инокулянтами, микроэлементами и регуляторами роста растений. Ведь этот агроприем следует рассматривать в комплексе, а не только как усиление активности процессов азотфиксации. Мы его связываем еще и с тем, что клубеньковые бактерии также в определенной степени способствуют ростостимулирующим процессам. Поэтому при выборе композиции (особенно для внекорневых подкормок) для бобовых культур особое внимание следует обращать на азотфиксирующие и фотосинтезирующие комплексы, направленные на усиление скорости фиксации азота воздуха и усиления фотосинтеза.

А. Чумак, М. Довгаюк-Семенюк, Институт питания растений

 

Информация для цитирования
Молибден и соя: возможности и про­бле­ми / А. Чумак, М. Довгаюк-Семенюк // Пропозиция. — 2017. — № 2. — С. 60-62

https://mzuri.in.ua/

Интервью
Керівник СТОВ "Дніпро" (Чорнобаївський р-н Черкаської обл.) Андрій Душейко
Руководитель СООО «Днепр» на Черкасщине, Андрей Душейко является уникальной фигурой в украинском агробизнесе, ведь свой немалый практический опыт выращивания овощных и полевых культур удачно сочетает с серьезной теоретической базой, будучи... Подробнее
Насколько важно заботиться о качестве зерна? Что такое нотификации и почему их стоит бояться Украине? Какие болезни зерновых являются угрозой для имиджа украинской сельхозпродукции propozitsiya

1
0