Робимо правильний вибір інокулянта, протруйника, бактеріальних добрив та стимуляторів росту

У сучасних умовах, коли більшість виробників не мають можливості забезпечити достатній рівень використання добрив, особливо гостро стоїть питання впровадження у виробництво нових елементів, які зберігатимуть ресурси та прийомів вирощування зернобобових культур з метою підвищення врожайності та покращення якості продукції. В цьому відношенні надзвичайно актуальним для виробників є застосування нових засобів підвищення врожайності: регуляторів росту рослин, комплексних бактеріальних добрив та біопрепаратів. Це дає можливість спрямованої регуляції процесів росту та розвитку рослин зернобобових культур, завдяки можливості використання (на відміну від традиційних добрив) як у період передпосівної підготовки матеріалу, так і для позакореневої обробки рослин в оптимальні фази їхнього розвитку.

Передпосівний обробіток насіння зернобобових культур і, зокрема, сої передбачає виконання таких заходів: інокуляцію насіння, протруювання та обробку стимуляторами росту.

Передпосівна інокуляція насіння

Одним із основних шляхів підвищення продуктивності сої є передпосівна інокуляція насіння мікробними препаратами (інокулянтами) на основі активних штамів Bradyrhizobium japonicum, які характеризуються максимальним потенціалом азотфіксації. Недоліком такого засобу є швидка загибель бактерій на поверхні обробленого насіння через висихання, токсичну дію деяких речовин насіннєвої оболонки та конкуренцію епіфітної мікрофлори, тому оброблене інокулянтами насіння має бути висіяне відразу після бактеризації. Особливо це важливо на тих ґрунтах, де сою вирощують уперше, або тривалий час не вирощували.

Взаємодія бобових рослин та бульбочкових бактерій носить специфічний характер, що проявляється у здатності комплементарного виду ризобій інфікувати та утворювати активні бульбочки на рослинах відповідних груп. Формування бульбочок є результатом двох тісно скоординованих процесів: органогенний процес, який розвиває бульбочковий орган і його тканини, та інфекційний процес, який індукується бактеріальною колонізацією.

Рис. 1. Схематичне зображення розвитку кореневих бульбачок (IAA -індол-3-оцтова кислота; СК, цитокінін; C2H4, етилен)

Рис. 1. Схематичне зображення розвитку кореневих бульбачок (IAA -індол-3-оцтова кислота; СК, цитокінін; C2H4, етилен)

Опинившись поблизу насіння або в ризосфері проростків і дорослих рослин, бульбочкові бактерії можуть піддаватися суттєвому впливу біологічно активних речовин, що входять до складу ексудатів рослин. Флавоноїди, які є  у виділеннях насіння і коріння, здатні індукувати nod-гени ризобій, необхідні для формування бобово-ризобіального симбіозу (рис. 2).

Рис. 2. Як працює технологія

Рис. 2. Як працює технологія

Ці речовини впливають на хемотаксичну та ростову активність бульбочкових бактерій. Вибірковість взаємодії симбіонтів здійснюється на ранніх етапах і важливу роль у цьому процесі відіграють лектини рослин та локалізовані на поверхні полісахариди бульбочкових бактерій. Початок утворення бульбочок пов’язаний з періодом появи перших листків, тобто з початком фотосинтетичної діяльності рослин. Листки є одним із вирішальних факторів у процесі утворення бульбочок, оскільки вони дають енергетичний матеріал, необхідний як рослині, так і мікроорганізмам. У результаті впливу бульбочок на ріст і розвиток рослин, участь їх у процесах фіксації азоту повітря сприяє більш довгому функціонуванню листкового апарату й нагромадженню органічних речовин, зокрема азотистих сполук, спочатку у вегетативних, а потім у репродуктивних органах сої. У варіантах з інокуляцією значно збільшується кількість бульбочок, їхня маса, нітрогеназна активність, посилюється накопичення вегетативної маси рослин, зростає вміст водорозчинного білка в листках сої. Підвищення рівня азотфіксуючої активності симбіотичного апарату в рослин з інокуляцією є наслідком посилення модуляційної здатності ризобій.

Однак, щоб досягти високої віддачі від інокуляції, потрібно не тільки підібрати якісний препарат, а й забезпечити оптимальні умови для життєдіяльності бактерій. Як відомо, бульбочкові бактерії найкраще працюють на пухких ґрунтах із вологістю 40‒80% від повної вологоємності, а оптимальна температура ґрунту для розмноження бактерій становить від 10 до 28 °С. Однією із основних причин зменшення активності бобово-ризобіального симбіозу є реакція ґрунтового розчину. Для більшості видів бульбочкових бактерій оптимальне значення pH у межах 6,5‒7,5. За pH 3,5 гинуть бактерії всіх штамів ризобій, за pH 4,5‒5,0 і 8,0 їхній ріст затримується.

Окрім забезпечення молекулярним азотом атмосфери, складовими, що впливають на ріст та розвиток рослини, є здатність бактерій продукувати речовини фітогормональної природи (ауксини, цитокініни, гібереліни, абсцизова кислота тощо). Особливого значення фітогормони набувають у взаємовідносинах вищих рослин і мікроорганізмів, зокрема, становленні та функціонуванні бобово-ризобіального симбіозу. Інокуляція насіння сої азотфіксуючими бактеріями Bradyrhizobium japonicum супроводжується збільшенням пулу цитокінінів, зокрема зеатину й зеатинрибозиду, як у коренях, так і в кореневих бульбочках на початкових етапах формування та функціонування бобово-ризобіального симбіозу. Активний синтез гіберелінів ризобіями сприяє ефективнішому процесу становлення і функціонування бобово-ризобіального симбіозу.

Біопрепарати комплексної дії

Варто зазначити, що використання біопрепаратів на основі специфічних бульбочкових бактерій сої призводить до утворення місцевих популяцій сої. Наявність конкуренто-спроможних спонтанних популяцій ризобій у місцях вирощування – це потенційний бар’єр для інтродукції нових високоефективних штамів у агроценози. За такої ситуації ефективним може виявитися застосування біопрепаратів комплексної дії. Останніми роками для інокуляції насіння сої в Україні використовують препарати комплексної дії, які, містять не лише бульбочкові бактерії, розмножені у торфі, а й  фізіологічно активні речовини біологічного походження.

Біопрепарати комплексної дії забезпечують підвищення активності ферменту глутамінсинтетази як одного з основних ферментів азотного обміну, що пов’язано як з високою азотфіксуючою активністю бульбочок сої, так і позитивним впливом фізіологічно активних речовин, особливо похідних цитокініну в складі біопрепаратів. Водночас спостерігаємо збільшення вмісту водорозчинного білка в листках сої порівняно з рослинами без бактеризації.

Застосовуючи комплексні біопрепарати, навіть за невдалої інтродукції виробничого штаму, в складних екологічних умовах та за існування щільної аборигенної популяції бульбочкових бактерій, передпосівна бактеризація насіння сої все ж таки є доцільним заходом.

Бактеріальні добрива з мінеральними компонентами

За недостатнього росту бульбочок на коренях рослин (менше 5 шт./рослину) та за вирощування вищих за продуктивністю сортів ефективним є підживлення рослин бактеріальними добривами з мінеральними компонентами. Відмічено синергетичний ефект від додавання до інокулянту бактеріальних добрив, які містять мікроорганізми з різних таксономічних груп і мінеральні компоненти. Особливо широкі можливості в цьому напрямі відкриваємо за використання асоціативних бактерій – фіксаторів азоту Azospirillum, Azotobacter, Clostridium, Klebsiella, Pseudomonas, Herbaspirillum, Beijerinckia, Achromobacter, Bacillus, Enterobacter. На утворення бульбочок у бобових рослин позитивно впливає фосфор. Саме фосфор активізує діяльність бактерій, що фіксують азот, і посилює ріст бобової рослини. Бактерії роду Azotobacter і Agrobacterium, поряд із фіксацією азоту, здатні мобілізувати фосфор із важкорозчинних неорганофосфатів. Для нормального розвитку бобових велике значення має забезпечення їх калієм. Під впливом калію підвищується врожайність і якість насіння сої, тоді як за його нестачі в ґрунті, утворення бобів відбувається слабо та затримується їхнє достигання. Найсприятливіші умови для рослин, коли ґрунти добре забезпечені калієм і мають порівняно невисокий вміст фосфору. За значної переваги в середовищі фосфору над калієм, ріст і розвиток рослин сої затримується, знижується засвоювання азоту з повітря та різко пригнічується утворення зерна.

Регулятори росту рослин

Одним із резервів збільшення врожайності сої є регулятори росту рослин, які поряд із екологічною безпечністю є найбільш економічними і не потребують додаткових матеріальних ресурсів. Масове використання регуляторів росту стало можливим після створення препаратів на основі аналогів природних і синтетичних діючих речовин, які більш стабільні в організмі та мають пролонгований вплив.  До групи регуляторів росту рослин належать препарати на основі різних активних складників. Це насамперед – на основі фізіологічно активних речовин, активаторів росту рослин, таких як ауксини, гібереліни, цитокініни, етилен, абсцизова, арахідонова, янтарна, саліцилова кислоти, полісахариди, брасиностероїди, феноли. Наприклад, брасиностероїди вступають у взаємодію з гормонами рослин, збільшують вміст абсцизової кислоти та вміст ауксинів, гіберелінів та цитокінінів, що позитивно впливає на врожайність і його якість. Застосування регуляторів росту сприяє процесу інтродукції сої шляхом зміни морфологічної структури рослини. При цьому забезпечується більш дружня поява сходів, зменшення кількості пригноблених рослин, прискорення формоутворюючих процесів (прискорення швидкості та росту, раннє старіння листя), що приводить до скорочення періоду вегетації сої, скорочення довжин міжвузлів, розмірів листя. Це забезпечує більший приплив асимілятів у боби, що підвищує якість насіннєвого матеріалу. Регулятори росту зменшують абортивність генеративних органів, збільшення числа продуктивних вузлів. Це призводить до підвищення кількості та маси сформованого насіння з одиниці займаної рослиною площі в середньому до 15%. Використання фенольних стимуляторів позитивно впливає як на кількість бобів, так і масу 1000 насінин. Однак, застосування регуляторів росту рослин має позитивний результат лише за умов дотримання основних вимог технології вирощування культури, тобто коли рослина забезпечена всіма необхідними умовами для її розвитку.

Серед хімічних речовин, які застосовують для підвищення продуктивності рослин, важливе місце посідають фізіологічно активні форми гумінових кислот. Встановлено, що гумінові кислоти позитивно діють на рослину завдяки ауксинам, які регулюють ріст і розвиток рослин, посилюють розвиток кореневої системи та надземної маси, суттєво впливають на фотосинтез і утворення хлорофілу. Валовий збір протеїну зростає на 15‒33%, а кількість бульбочок на кореневій системі рослин збільшується на 20‒23%.

Протруйники

Серед багатьох чинників, що визначають стійкість сої до хвороб, важливе значення мають умови росту та розвитку рослин сої в процесі онтогенезу. За зміни тих чи інших умов можливо регулювати ступінь ураження посівів хворобами. У комплексі заходів захисту сої від збудників хвороб, що передаються через насіння, важлива роль належить протруйникам. Це дає можливість знищити інфекцію на насінні, захистити його від ґрунтових патогенів під час проростання. Важливо відзначити, що спільне застосування багатьох фунгіцидних протруйників та інокулянтів неприпустимо, оскільки більшість з них токсичні для азотофіксуючих бактерій. Рекомендоване послідовне застосування інокулянтів з фунгіцидними протруйниками з інтервалом у 7‒10 діб після протруювання або нанесення інокулянту безпосередньо перед сівбою.

Грамотне застосування бактеріальних препаратів на основі рістстимулюючих ризобактерій як елемента екологічного землеробства в технологіях вирощування сої забезпечує:

– збільшення фіксації атмосферного азоту та його надходження в рослини, завдяки функціонуванню бактеріальної нітрогенази;

– трансформацію важкорозчинних сполук фосфору в легкодоступні, за допомогою бактеріальних фосфатаз;

– підвищення асиміляції нітратів, спричинене активністю бактеріальної нітратредуктази;

– синтез мікроорганізмами фізіологічно активних речовин, які здійснюють пряму гормональну регуляцію росту рослин.

Коломієць Ю.В., доктор сільськогосподарських наук, доцент
Національний університет біоресурсів і природокористування України

Буценко Л.М., кандидат біологічних наук, доцент
Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України

Comments are closed.