Пестициды и азотфиксация зернобобовых культур

Использование пестицидов путем их внесения в почву или на вегетирующие растения значительно влияет как на структуру микробного ценоза, так и на его деятельность. При этом изменяется состав корневых выделений и их зоны, может подавляться синтез биологически активных соединений микроорганизмами. Известно, что при нарушении почвенного гомеостаза возможен переход некоторых нейтральных типов микроорганизмов к паразитизму, особенно это касается таких грибов, как Fuzarium и Alternaria.

Данные Института сельскохозяйственной микробиологии УААН свидетельствуют об устойчивости клубеньковых бактерий к таким фунгицидам, как Максим XL 035 FS, Фундазол, Витавакс 200ФФ, если семена протравливать за две недели до инокуляции. При этом желательно увеличить дозу микробиологического препарата в два раза.

В опытах на нуте также было подтверждено отсутствие влияния Фундазола и Витавакс 200ФФ на функционирование бобово-ризобиальной системы.

Заселение корневой системы клубеньковыми бактериями происходит в несколько этапов: движение микробных клеток к поверхности корней и их закрепление, размножение и дальнейшая колонизация корневой зоны. На эти процессы существенно влияют такие факторы, как температура почвы, его рН, наличие влаги. Безусловно, внесение почвенных гербицидов негативно влияет на все эти этапы и в значительной мере снижает количество пузырьков, которые формируются на растении.

Научные данные свидетельствуют, что такие гербициды, как Харнес, Трефлан 480, Базагран, Дуал Голд 960 ЕС, ингибируют активность нитрогеназы - ключевого фермента системы симбиотической азотфиксации.

Гербициды как вещества с высокой физиологической активностью существенно влияют на микробные группировки ризосферы, подавляют развитие микрофлоры, особенно в начальный период после внесения. К сожалению, реакция микробного сообщества почвы на упомянутые средства защиты растений изучены еще довольно слабо, а научная информация довольно часто отсутствует и недостаточно учитывается при применение микробных препаратов в растениеводстве.

В значительной степени предотвратить это можно путем ленточного внесения почвенных гербицидов, при котором они будут удалены от семян, инокулированных эффективным штаммом клубеньковых бактерий.

При таких условиях начальные этапы азотфиксирующих процессов будут лишены негативного влияния гербицида. Кроме того, если возникает необходимость внесения почвенного гербицида его лучше применять после посева инокулированных семян с последующим заделкой боронами.

Важным фактором повышения эффективности азотфиксации является использование регуляторов роста растений (РРР) одновременно с инокуляцией семян, например Эмистима С и Эмистима СМ.

При допосевной обработки семян сои РРР и препаратами клубеньковых бактерий наблюдалось значительное увеличение количества клубней, площади листовой поверхности растений, содержания фотосинтетических пигментов, сухой массы ростков.

РРР существенно влияют на микробиоту почвы при применение в том чиле страховых гербицидов, которые вносят в период вегетативного роста культуры, что было четко доказано исследованиями Уманского государственного университета садоводства.

Посевы сои обрабатывали различными дозами Тарги Супер совместно с Емистимом С. Было установлено, что на десятый день после внесения гербицида активно развивалась микрофлора при применении Тарги Супер в дозе 1,5 л/га. Лучших результатов удалось добиться при применении Тарги Супер в дозе 1-1,5 л/га и Эмистима С в количестве 5 мл/га. Самыми чувствительными к химическим препаратам были нитрификаторы первой и второй фаз нитрификации, а малочувствительными - аммонификаторы и целюлозоразрушающие бактерии. Важно отметить, что в этих исследованиях Эмистим С способствовал повышению количества особо чувствительных к действию гербицидов микроорганизмов.

Подобное влияние этого РРР обнаружили также при применении на горохе таких страховых гербицидов, как Базагран, Агритокс и Пантера. Сочетание гербицидов с Емистимом С привело к росту у растений гороха активности таких ферментов, как каталаза, пероксидаза, что способствует ускорению обменных процессов, в результате которых быстрее происходит детоксикация гербицидов.

Во многих странах мира активно применяют на различных сельхозкультурах комплекс эффективных микроорганизмов (ЭМ), которые впервые были предложены японским ученым Теруо Хига. Комплексные ЭМ-препараты объединяют большое количество видов аэробных и анаэробных микроорганизмов, принадлежащих к бактериям, дрожжей, актиномицетов, ферментируемых грибов и тому подобное. Как правило, их применяют для оздоровления и повышения плодородия почв, а также роста производительности сельхозрастений. Проведенные в Тернопольской области полевые исследования сои продемонстрировали, что предпосевная обработка семян препаратами Байкал ЭМ-1-У существенно стимулирует процесс азотфиксации. Он положительно влиял на количество клубеньков и их массу на растении, что повышаало урожай семян на 7,2 ц/га (17,1%).

Полная реализация азотфиксирующего потенциала зернобобовых культур возможна только при хорошо сбалансированном обеспечении растений макро- и микроэлементами. При таких условиях максимально реализуется макросимбионт как главная составная часть симбиотической системы. Известно, что почвы нашей страны имеют, как правило, высокое содержание фосфора, хотя он находится преимущественно в малоподвижных формах. Коэффициент его использования составляет лишь 3-5%.

Мобилизовать фосфор из труднорастворимых соединений способны микроорганизмы. В Институте микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного НАН Украины выделены штаммы бактерий рода Bacillus, которые превращают труднорастворимые неорганические и органические соединения фосфора на доступные растениям. Этот процесс обусловлен созданием кислой среды во время размножения и роста этого вида бактерий. На основе этого феномена в институте созданы бактериальные препараты комплексного действия, включающие эффективные штаммы клубеньковых бактерий B.japonicum и штамм Bacillus subtulis IMB B-7023 или Azotobacter vinelandii 56. Такой смешанный инокулянт, приготовленный на основе глинистых минералов, повышал показатели симбиоза в сое, а также увеличивал энергию прорастания и всхожесть семян, а также высоту проростков на начальных этапах роста. Важно заметить, что селекционированные штаммы фосфатмобилизивных бактерий рода Bacillus подавляют рост фитопатогенных грибов - возбудителей таких заболеваний, как фузариоз и альтернариоз, а также таких патогенов, как Erwinia carotovora, Pseudomones cepacia, Xanthomonas campestris.

Важным механизмом фосфорного питания инокулированных растений служит то, что этот элемент постепенно перемещается из нижних горизонтов почв выше с помощью хорошо развитой корневой системы зернобобовых культур, которая иногда проникает на глубину более одного метра.

Применение фосформобилизивных или смешанных препаратов позволяет полностью решить вопрос фосфорного питания, поскольку наши почвы - на фосфатосодержащих породах, которые можно использовать в кругообороте этого элемента за счет биологических процессов. С нашей точки зрения, это очень важная идея, которую можно реализовать за счет незначительных средств.

Полезные микроорганизмы, заселив корневую систему зернобобовых культур, не допускают в эту зону патогенных микроорганизмов. Таким образом бактеризованные растения значительно более устойчивы к болезням.

С целью дальнейшего развития этого направления исследований ученые работают над созданием полифункциональных препаратов, включающих различные виды микроорганизмов и РРР. Так, в Институте микробиологии и вирусологии им. Д. К. Заболотного НАНУ при испытании трехкомпонентного препарата на сое, который включал эффективные штаммы клубеньковых бактерий и Bacillus megaterium, существенно выросли показатели симбиотической азотфиксации. В почве при таких условиях повысилась активность амонификующих, аминолитических и фосфатмобилизивных микроорганизмов. В этих опытах получили значительную прибавку урожая семян сои с повышенным уровнем белка. Авторами разработана гелевая форма такого препарата зернобобовых культур.

Новым перспективным направлением исследований является применение биологических соединений, которые имеют антифунгицидную способность без токсического действия. Особенно их роль возрастает при внедрении органических агротехнологий. Применение биологических фунгицидов способствует сохранению, а в некоторых случаях и активизации микробных ассоциаций почвы. Полученные на Южной опытной станции Института сельскохозяйственной микробиологии УААН данные при использовании биопрепаратов на растениях нута показали отсутствие подавления процессов клубнеобразования и азотфиксации. Самое лучшее влияние на эффективность симбиотической азотфиксации произвели Альбобактерин, Ризобофит, Нитрагин и Нитродар. В этих же вариантах имела место и высокая урожайность нута сортов Розанна и Александрит. Ученые этого учреждения рекомендуют вместо химических протравителей семян зернобобовых культур, использовать такие биопротекторные препараты, как: Альбобактерин, Ризоплан и другие - они не проявляют негативного влияния на бобово-ризобиальный симбиоз.

Выводы

Внесение в почву полезных микроорганизмов путем специально разработанных препаратов на основе отселектированных штаммов способствует улучшению роста и развития зернобобовых культур и повышает их урожайность. Это происходит за счет стимулирования прорастания семян, улучшения питания растений, активизации фотосинтетической деятельности, повышения устойчивости к болезням и вредителям.

В. Сичкарь, д-р биол. на­ук, про­фе­ссор, заведующий се­лекции, ге­не­ти­ки и семеноводства бо­бо­вых куль­тур,

Се­лекционно-ге­не­тический инсти­тут На­цио­наль­но­го цен­т­ра семеноводства и сор­тоизучения 

Информация для цитирования

Пе­с­ти­циды и азотфиксация зер­но­бо­бо­вых культур / В. Сичкарь // Спецвыпуск ж. Пропозиция. Современные агротехнологии по применению биопрепартов и регуляторов роста/ — 2015. — С. 32-34