Застосування азотфіксуючих та фосформобілізуючих бактерій

Сучасні технології вирощування рослинницької продукції для підвищення засвоєння елементів живлення рослинами передбачають використання мікробіоти – азотфіксуючих та фосформобілізуючих бактерій.

Відомо, що засвоєння азотних добрив рослинами не перевищує 45-50%, фосфорних – 20%, калійних – 25-60%, залежно від культури і типу грунту. При розрахунках необхідної кількості мінеральних добрив (наприклад, за виносом ІЧРК) враховуються відповідні показники ступеня засвоєння біогенних елементів. Переважна кількість добрив при цьому "планується" не для живлення рослин, а для забруднення довкілля. Інтродукуючи ж агрономічно-цінні мікроорганізми з підвищеною специфічною активністю, зокрема фітостимулювальною, ми можемо істотно збільшити коефіцієнти використання добрив. Це здійснюється за рахунок надходження до рослини фітогормонів бактеріального походження в оптимальній кількості і в збалансованому вигляді, їх впливу на ризогенез, адсорбційну здатність коріння та додатковий синтез окремих ферментів.

Відсутність у кореневій зоні сільськогосподарських культур корисної специфічної мікрофлори провокує захоплення цієї екологічної ніші іншими, нетиповими мікроорганізмами, в т.ч. патогенними. З огляду на це, екологічна (як і економічна) доцільність бактеризації сільськогосподарських культур не викликає сумніву. Корисні грунтові мікроорганізми, заселивши ризосферу рослин, тривалий час не допускають патогенні мікроорганізми до інфікування рослин.

Навіть у роки епіфітотій деяких захворювань, передпосівна інокуляція насіння біопрепаратами сприяла затримці розвитку хвороби на 2-3 тижні, що суттєво позначалось на урожайності культур. Слід також сказати, що насіння, одержане з бактеризованих рослин, є менш зараженим збудниками хвороб, особливо грибкових, що дуже важливо як при зберіганні зерна та застосуванні в насінництві, так і у випадку використання його на харчові потреби.

Бактеріальні препарати – екологічно безпечні добрива комплексної дії, оскільки мікроорганізми, на основі яких вони створені, не тільки фіксують азот атмосфери або трансформують фосфати ґрунту, а й продукують амінокислоти, ріст активуючі сполуки та речовини антибіотичної природи, що стримують розвиток фітопатогенів.

Підсилене засвоєння поживних речовин та використання мікробних препаратів не призводить до накопичення шкідливих мінеральних сполук у продукції. Так, наприклад, відомо, що фосфор до 50% вмісту у рослинах може накопичуватись у вигляді неорганічних сполук. Внаслідок впливу на інтенсивність ферментативних процесів, бактеризація сприяє переходу його в органічні сполуки, тим самим підвищує енергетичну цінність одержуваної рослинницької продукції.

Азотфіксатори. Препарати (ризогумін, ризобофіт, ризоагрин, азотобактерин, діазобактерин, діазофіт, ризоторфін, флавобактерин, мізорин, азоризин та ін.) виготовлені на основі азотфіксуючих бактерій мають багатофункціональний вплив на розвиток і формування рослин. Вони забезпечують збільшення польової схожості рослин та енергії проростання насіння, сприяють формуванню добре розвиненої кореневої системи, посиленню процесу фотосинтезу у рослин. Фізіологічно-активні речовини активізують формування генеративних органів, що суттєво впливає на насіннєву продуктивність культур. Використання азотфіксаторів забезпечує прискорене формування вторинної кореневої системи, що значно покращує водний режим в умовах посухи; підвищення стійкості рослин до хвороб за рахунок покращання загального імунного стану та збільшення речовин фунгіцидної та фунгістатичної дії, збільшення адсорбуючої здатності коріння і продуктивності фотосинтезу забезпечує покращання використання рослинами елементів живлення із мінеральних добрив на 25-35%, що дає змогу відмовитися від частини добрив без зниження урожаю.

Незважаючи на посилене засвоєння рослинами поживних речовин, нітрати у рослинних тканинах не накопичуються, а залучаються до синтезу амінокислот та білків, що значно покращує якість сільськогосподарської продукції.

Бактеріальні препарати застосовують для передпосівного обробітку насіння зернових, зернобобових культур та бобових трав і овочів. Виготовляються вони окремо для кожного виду сільськогосподарської культури.

Під час вегетації сільськогосподарських культур азотфіксуючі бактерії використовують методом обприскування рослин у ранкові і вечірні години. Норма внесення 1-2 л/га.

Ризобофіт – біодобриво під бобові, яке створене на основі штамів бульбочкових бактерій, які здатні засвоювати азот повітря. Застосовується під нут, квасолю, чину, сочевицю, сою, люпин, вику, горох, еспарцет, конюшину, боби, люцерну та інші бобові культури.

Біодобриво має широкий спектр дії:

• – підвищує врожайність зерна і зеленої маси на 10-30%, вміст білка в насінні на 2-6%, в зеленій масі на 1-3%:
• – покращує родючість грунту без застосування азотних добрив;
• – запобігає нагромадженню нітратів у рослинах і грунті; – економить мінеральні азотні добрива; – підвищує стійкість рослин до хвороб.

Ризобофіт абсолютно не шкідливий для людини і тварин. Його застосування заміняє 40-60 кг/га мінерального азоту, забезпечує екологічну чистоту довкілля. Окрім того, ризобофіт значно дешевший ніж мінеральний азот.

У високорозвинених країнах від 50 до 100% бобових вирощується із застосуванням аналогічних препаратів.

Діазофіт – підвищує урожайність на 0,5–0,7 т/га. Діюча речовина: живі бактерії Agrobacterium radiobacter – здатні асоціюватися з кореневою системою польових культур (при передпосівній обробці насіння злакових культур: озимої пшениці, ячменю, рису та капустяних – ріпаку) і засвоювати значну кількість азоту з грунтового повітря. Особливістю асоціативної фіксації азоту є наявність вільного зворотного трофічного зв'язку, побудованого на асоціативних обмінних процесах між мікроорганізмами і рослиною. Інтенсивність цієї функції змінюється з часом, її максимуму досягається у фазі розвитку рослин, коли потреба їх в доступних формах азоту максимальна, при цьому не створюються токсичні для рослин і довкілля концентрації зв'язаного азоту. Крім цього, азотфіксуючі бактерії продукують ростові речовини, які здатні збільшувати біомасу рослин, сприяють кращому поглинанню ґрунтового повітря, позитивно впливають на репродуктивні органи, збільшують кількість плодоносних пагонів, конкурують з природною мікрофлорою, особливо з фітопатогенними грибами, зменшують відсоток хворих рослин, що дає можливість відмовитись, у більшості випадків, від високотоксичних протруйників.

Діазофіт не шкідливий для людини, теплокровних, риб, комах, не накопичується в рослинах, не забруднює навколишнє середовище.

Діазофіт ефективний при низькому забезпеченні ґрунтів доступними для рослин формами азоту, ефект при його застосуванні еквівалентний внесенню 20-60 кг/га мінерального азоту.

Випускається у вигляді гелю з титром активних спор 4-6 млрд. на 1 мл.

Норма витрати – 400 г на 1 т насіння, гектарна порція – 100 г або 100 мл.

Рекомендації із застосування діазофіту та ризобофіту:

передпосівний обробіток насіння біопрепаратом проводять на машинах ПСШ-3, ПС-10 та інших у день посіву. Для цього необхідну кількість препарату розчиняють у воді з розрахунку 5-10 л води на 1 тонну насіння не даючи суспензії відстоятись наносять її на насіння, яке потім ретельно перемішують до рівномірного розподілу біодобрива. Оброблене насіння бережуть від дії прямого сонячного проміння та перегрівання;

• – висівають оброблене насіння лише у вологий фунт; – тару з препаратом забороняється розкривати до моменту застосування біодобрива, що попереджає порушення стерильності, вфату вологості та загибель бактерій;
• – при поєднанні із профуйниками, типу фундазол 50% з. п., обробку біопрепаратом проводять за 10 днів після обробки фундазолом.

Рекомендується застосовувати сумісно з біологічним препаратом планриз для захисту від фузаріозних та гельмінтоспоріозних кореневих гнилей.

Ризоентерин – це бактеріальне добриво, яке включає чисту культуру Enterobakter, які здатні асоціюватися з кореневою системою озимого і ярого ячменю, а також рису. В одному фамі міститься від 6 до 9 млрд. клітин бактерій.

Ризоентерин – препарат асоціативних азотфіксаторів для передпосівної обробки насіння озимого і ярого ячменю, а також рису, не шкідливий для людини, теплокровних, риб, комах, не накопичується у рослинах, не забруднює навколишнє середовище.

Штами, використані для виробництва ризоентерину споріднені до кореневої системи ячменю, здійснюють біологічну трансформацію азоту повітря в органічні азотовмісні сполуки. За дією заміняє 40-50 кг/га мінерального азоту, що дає можливість зменшити кількість внесеного азотного добрива (на 25–30% або 30-40 кг/га) і тим самим знизити забруднення навколишнього середовища шкідливими для здоров'я людини і тварин нітратами, а також підтримувати позитивний баланс азоту в ґрунті.

Застосування ризоентерину дає можливість підвищити врожай зерна ячменю на 0,2-0,5 т/га, або на 10-15%.

Норма витрати – 400-500 г на 1 т насіння, гектарна порція – 100– 150 г препарату (розчиняється в 2 л води).

Ризоагрин – препарат асоціативних азотфіксуючих бактерій для обробки насіння рису й пшениці. Підвищує стійкість рослин проти хвороб (економія 40-60 кг/га азоту мінеральних добрив).

Ризоторфін – бактеріальний препарат, який містить високоефективні штами бульбочкових бактерій. В 1 г препарату міститься до 2,5 млрд. активних бульбочкових бактерій. Він підвищує врожайність зернобобових, одно- і багаторічних бобових трав. Для кожного виду і навіть сорту підбирають певні штами бульбочкових бактерій. При їх застосуванні підвищується стійкість бобових проти бактеріальних хвороб.

Флавобактерин – препарат асоціативних азотфіксаторів для підвищення врожайності кормового сорго, пшениці, цукрових буряків, кормових трав (економія азоту 30-40 кг/га). Посилює засвоєння поживних речовин рослинами, знижує захворюваність їх на фузаріоз, ризокгоніоз.

Мізорин підвищує врожайність і якість урожаю сорго, кормових трав, картоплі, а також вбирну здатність коріння, продукує фізіологічно активні речовини, знижує захворюваність рослин на фузаріоз і ризокгоніоз.

Азоризин – препарат бактерій азоспірил для проса. Різко підвищує нітрогеназну активність коренів, забезпечує приріст врожайності, поліпшує амінокислотний склад зерна.

Біопрепарати Азотофіт, Фітоцид при обробці насіння соняшнику дають змогу зменшити кількість мінеральних добрив удвічі. При обробці ними насіння коренева система збільшується в 1,3-1,5 рази, вони захищають насіння від патогенних грибів та бактерій.

Біомаг (азотофіксатор грунтовий) 1,0-2,0 л/га, при витраті робочого розчину 300-500 л/га.

Біомаг – екологічно безпечний біологічний препарат, нешкідливий для людей, тварин, птиць і бджіл.

Один літр Біомагу виробляє від 40 до 70 кг/га азоту в діючій речовині. Містить продуценти Azotobacter choococcum, які відносяться до роду аеробних вільноживучих грунтових бактерій, що фіксують азот з повітря і використовують, як продукт своєї життєдіяльності. При їх розкладанні в грунті утворюються доступні для рослин поживні речовини.

Розвиток бактерій А. choococcum в ґрунті проходить в діапазоні температур від +10°С до 45°С, однак оптимальна температура азотфіксації знаходиться в діапазоні 20°С-30°С для центральних та північних і 35-40°С для південних регіонів України.

У фунті бактерії здатні використовувати як джерело енергії сполуки вуглецю: моно- і дісахариди, які вони окислюють до вуглекислоти, а також спирти, солі органічних і навіть ароматичних кислот. Важливим джерелом енергії є більшість речовин, що надходять в фунт у вигляді прижиттєвих виділень рослин, тому препарат є ефективним при фунтовтомі і особливо при високому насиченні сівозміни зерновими колосовими.

Бактерії препарату Біомаг ефективно розвиваються у вологих фунтах з реакцією фунтового розчину pH 4,8-8,0.

Сприятлива дія Біомага на рослини обумовлена двома чинниками: його здатністю засвоювати молекулярний азот з повітря і синтезувати різні біологічно активні речовини типу фітогормонів, фупи органічних кислот і амінокислот.

Продуктивність дії бактеріального препарату Біомаг підвищується при поєднанні із мікроелементами Мо, В, Со і Mg.

Дослідженнями учених Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного встановлено, що А. choococcum синтезують речовини, які проявляють антагонізм до фітопатогенних грибів роду Fusarium, Altemaria, Penicillum і ін., а також відмічено частковий противірусний і антибактеріальний ефект.

Фосформобілізатори. Особливе значення в останні роки набули дослідження, направленні на створення та використання біопрепаратів на основі мікроорганізмів, здатних до фансформації важкорозчинних сполук фосфору. Пояснюється це зниженням інтенсивності землеробства України, стрімким зменшенням застосування мінеральних фосфорних добрив, що може бути причиною зниження рухомих сполук фосфору в ґрунтах.

Аналогічно асоціативним азотфіксаторам, які засвоюють азот із атмосфери, багато мікроорганізмів можуть перетворювати нерозчинні форми фосфатів ґрунту на легкозасвоювані рослинами. Здатністю перетворювати фосфоровмісні сполуки як мінеральні, так і органічні з вивільненням фосфору в оточуюче середовище, володіє більшість мікроорганізмів. До них відносяться гриби й актиноміцети, спороутворюючі бактерії, представники не спороносних бактерій родів Pseudomonas Micrococcus, Corinebacterium, Bacillus, Mуcobacterium, Alcaligenes тощо.

Особливе місце займають гриби, які утворюють мікоризу з корінням вищих рослин. їх особливість полягає в тому, що вони поєднують у собі здатність добувати фосфор із важкодоступних джерел як мінерального, так і органічного походження і підсилювати транспортування та поглинання поживних сполук рослиною за рахунок збільшення поглинапьної поверхні коріння.

Мікориза (поєднання міцелію грибів з корінням вищих рослин) властива злаковим та іншим рослинам. Гриб-мікориза живиться напіворганічними рештками, мінералізуючи органічну речовину, а продукти мінералізації засвоюються рослинами. При цьому мікориза здатна поліпшувати і нейтралізувати негативні кореневі виділення рослин у сумісних посівах.

Фосфати Грунту розчиняються різними кислотами, в тому числі вуглекислотою:

Са3(РO4)2 + 2СO2 + 2Н2O – 2СаНРO4 + Са(НСO3)2.

Мобілізація фосфатів відбувається і в результаті утворення мікроорганізмами різних органічних кислот, кетокислот при бродінні або неповному окисленні вуглеводів. Фосфати перетворюються на розчинні форми і в результаті діяльності нітрифікуючих бактерій, які утворюють азотну кислоту, та бактерій, що окислюють сірку.

Застосування фосформобілізуючих мікробіологічних препаратів заміняє 50-60 кг/га фосфорних добрив. Вміст активного, рухомого фосфору в грунті збільшується на 20-30% та сприяє підвищенню врожайності зернових культур на 8-12%, водночас збільшує вміст протеїну в зерні до 3%.

На 1 гектарну норму насіння використовують 0,5–1 л препарату. Під час вегетації обприскуючи в ранковий та вечірній час норма внесення становить 1-2 л/га.

Серед фосформобілізуючих препаратів виділяють: фосфоренте- рин, фосфорбактерин, поліміксобактерин, альбобактерин, ФМБ 32-3 та ін.

Фосфорентерин – призначений для покращання фосфорного живлення рослин з грунту, збільшення коефіцієнта використання мінеральних фосфорних добрив, покращання росту і розвитку рослин.

Штам бактерій, що входить до складу препарату здатний розкладати важкорозчинні органічні фосфати (фітати), що важливо при його застосуванні на південних ґрунтах, а також продукувати речовини, які регулюють ріст рослин.

Рекомендується для передпосівної обробки насіння технічних (ріпак, соняшник), зернових (пшениця, ячмінь, тритикале, кукурудза), овочевих (томати, капуста, огірки, редька) і бобових (соя, нут) культур.

Норма витрати: для всіх культур, крім овочевих, 100 мл/га, для овочевих -1-2% від маси насіння.

Фосфоробактерин містить активну форму спороносної бактерії, що руйнує фосфорорганічні сполуки і перетворює їх на доступні для рослин форми. Активність фосфоробактерину не знижується при внесенні фосфорних добрив. При цьому посилюється ріст кореневої системи, підвищується продуктивність рослин.

ФМБ фосформобілізатор – біопрепарат на основі фосформобілізуючих бактерій – ФМБ 32-3 (альбобактерин і поліміксобактерин), які успішно застосовуються при вирощуванні цукрового буряка.

Технологічний штам 32-3 ідентифікований як Enterobakter nimipressuralis, було виділено на селективному середовищі з фітином, що свідчить про можливість активного розкладання ним важкорозчинних органофосфатів. Це дуже важливо, оскільки в грунтах більша частина недоступних для рослин сполук фосфору знаходиться у вигляді органічних сполук.

Рекомендації із застосування: 1) обробка насіння проводиться в день посіву. Гектарну дозу біопрепарату (100 мл.) розводять водою, об'єм робочої суспензії залежить від норми висівання насіння і повинен складати 1–2% від їх ваги; 2) оброблене насіння бережуть від дії прямого сонячного проміння; 3) препарат екологічно безпечний і ефективний, особливо на ґрунтах з низьким вмістом рухомого фосфору; 4) препарат сумісний із стимуляторами росту, мікроелементами, біопрепаратами Планриз, Діазофіт.

Для кращого прилипання бактеріальних препаратів використовують клей КМЦ, мелясу або біоприлиплювач Ліпосам.

Біоприлиплювач Ліпосам – вноситься в бакову суміш разом з біокомплексом і сприяє закріпленню корисних мікроорганізмів на насінні. Ліпосам – це природний біополімер, слиз бактерії, завдяки яким утворюється водоутримуюча молекулярна решітка.

Мікроорганізми, що входять до складу бактеріальних добрив, фіксують молекулярний азот, живлять рослину фосфором, сприяють розчиненню та засвоєнню калію та інших мікро- та макроелементів, зміцнюють імунну систему рослин.