Не стоит преуменьшать роль минеральных удобрений, прежде всего азотных, в повышении продуктивности сельскохозяйственных растений, ведь в большинстве аграрных регионов урожаи культур определяются запасом в почве азота, которого обычно очень мало.Вместе с тем, коэффициент его использования растениями довольно низкий: из общего количества внесенного в почву этого элемента питания растения потребляют не более 40-50%, остальное трансформируется в газообразные соединения, выветривается в атмосферу или вымывается из почвы и загрязняет водоемы. Эти потери растут с внесением увеличенных доз азотных удобрений и могут вызвать серьезную экологическую опасность, что негативно сказывается на здоровье людей. Кроме того, промышленный синтез азотных туков требует высоких затрат импортируемых и невозобновляемых энергетических ресурсов. Это приводит к значительному удорожанию себестоимости конечной продукции, ведь из всех энергозатрат для нужд сельского хозяйства около 30% приходится на производство химических азотных удобрений.
Осознание этого заставляет сегодня пересмотреть соотношение использования химического и биологического азота в пользу последнего. Так биологическая азотфиксация — единственный путь обеспечения растений азотом, который не только не затрагивает экологию среды, но и позволяет существенно уменьшить затраты энергии и сырья на производство минеральных азотных удобрений. Таким образом, увеличение доли биологического азота способствует уменьшению техногенной нагрузки на окружающую среду, снижению энергозатрат на производство сельхозпродукции. Биологический азот нашел широкое применение не только в системе интенсивных технологий, но и в технологиях, которые предусматривают получение экологически чистой продукции растениеводства (органическое земледелие). Поскольку применение в таком случае минеральных удобрений недопустимо, то биологический азот, который фиксируется бульбочковыми бактериями, является, по сути, единственным и главным источником получения рентабельных, экологически чистых урожаев.
Этот вектор для Украины, как ни для какой другой страны мира, имеет чрезвычайное значение, учитывая кабальную цену на газ и слишком устаревшую энергозатратную технологию производства азотных удобрений.
Несмотря на значительные преимущества биологической азотфиксации по сравнению с минеральными азотными удобрениями, есть ряд лимитувальних факторов, ограничивающих ее эффективность.
Во-первых, процесс формирования клубеньков по своей сути является инфекционным. Проникновение бактерий в период формирования симбиоза активизирует защитные механизмы в растении и таким образом вызывают задержание их развития на три-пять дней. При обработке семян следует использовать инокулянты для сои, разработанные для конкретной культуры, и придерживаться оптимального соотношения объемов рабочей суспензии препарата и семян, поскольку при чрезмерной увлажненности может нарушиться норма его высева. Также не стоит применять как клейкий агент силикатный клей и токсичные для микроорганизмов жидкие комплексные удобрения.
Во-сторых, эффективность симбиотических систем в значительной степени зависит от погодных условий и типа почвы. Оптимальная температура для образования пузырьков у растений — в пределах 10 … 24 °С. При низких температурах клубеньки могут образовываться, но азотфиксация в них не происходит. В условиях низких значений рН почвы у ризобий наблюдается ослабление или утрата вирулентности, что приводит к уменьшению эффективности инфицирования растений. Оптимальное значение рН находится в пределах 5,5-6,5. Засоление почв, особенно вторичное, возникающее при нарушении режимов орошения, также подавляет распространение и эффективность различных видов клубеньковых бактерий.
Посіви сої за дотримання агротехнології
В-третьих, процесс азотфиксации требует затрат большого количества энергии. С одной стороны, благодаря симбиотическим взаимоотношениям микроорганизмы для восстановления инертной молекулы азота атмосферы получают возможность использовать энергию света, преобразованного фотосинтетического аппарата растения-хозяина. В свою очередь, продукты азотфиксации, которые транспортируются в надземную часть растения, положительно влияют на процесс фотосинтеза, распределения фотоасимилятов и азотсодержащих веществ между органами растения и в конечном счете могут повышать производительность бобовых растений. Вместе с тем, коэффициент использования энергетических субстратов на азотфиксации у клубеньковых бактерий составляет 10-12%. Расчеты показывают, что на 1 г фиксированного азота бобовые растения тратят 12 г органического углерода. Итак, хотя азотфиксация снижает себестоимость сельхоз продукции, растению такой «диетический» азот «стоит» достаточно дорого.
В Україні лише до 40% насіння бобових культур інокулюється бульбочковими бактеріями
Еще одной распространенной ошибкой при проведении инокуляции семян сои является попытка производителя совместить в одном технологическом процессе применения микробных препаратов с другими агроприемы, например с одновременным внесением большого количества органических и минеральных удобрений и тому подобное. Строчное внесение суперфосфата или аммофоса во время посева бактеризованных семян могут негативно повлиять на формирование растительно-микробной системы. Неправильное применение минеральных азотных удобрений под бобовые культуры может свести на нет эффективность бактеризации.
Несмотря на это, на сегодняшний день во всем мире наблюдается повышенный интерес к биологическим препаратам для сельского хозяйства. В индустриально развитых странах, несмотря на их большие возможности по применению минеральных удобрений, вопросу биологизации сельскохозяйственного производства уделяется огромное внимание, о чем свидетельствуют мировые объемы производства препаратов на основе азотфиксирующих бактерий — более 60 млн гектарных порций. В то же время в Украине только до 40% семян бобовых культур инокулируется бульбочковими бактериями и доля отечественных инокулянтов не превышает 10%.
Эффективность бактериальных препаратов определяется рядом показателей, на которые следует обратить внимание при приобретении инокулянта для сои, в частности:
1.
Основным фактором эффективности биопрепаратов являются штаммы азотфиксирующих микроорганизмов. Успешность симбиоза зависит от наличия у клубеньковых бактерий таких свойств:
— специфичность по выбору растения-хозяина с способность вступать — в симбиоз с четко определенным количеством видов бобовых растений;
— вирулентность и конкурентоспособность — способность проникать в корень растения-хозяина и вызывать образование пузырьков при наличии других штаммов этого же вида и местных рас клубеньковых бактерий;
— азотфиксирующих активность — способность превращать молекулярный азот в азотсодержащие соединения благодаря деятельности специальных ферментных систем;
— эффективность — способность повышать урожай и содержание азота (белка) у растения-хозяина, что связано с передачей ему соединений азота и биологически активных веществ;
— комплиментарность — эффективность взаимодействия с разными сортами соответствующих растений.
2. Одним из условий высокой эффективности бактериальных удобрений является их стерильность. Контаминация (загрязнение) препаратов другой микрофлорой (опасными являются споры грибов) снижает, в первую очередь, эффективность нитрогеназного (азотфиксирующего) комплекса бактерий и только потом влияет на их вирулентность и конкурентоспособность к диким расам почвенных микроорганизмов.
Количество бульбочек на корнях растений не является показателем эффективности препаратов. Например: штамм-стандарт Bradyrhizobium japonicum 634б формирует на корнях растения от 30 до 60 клубеньков и обеспечивает фиксацию 150-250 кг/га азота штамма Bradyrhizobium japonicum 604К формирует от 700 до 2000 пузырьков и обеспечивает фиксацию азота на уровне 5-10 кг/га. Наличие розового цвета на срезе пузырьков (содержание леггемоглобин) не является критерием оценки эффективности биологических препаратов, а лишь указывает на наличие сформированного азотфиксирующего аппарата.
Обробка сої активним (1) і неактивним штамом (2)
3.Важное значение имеет и срок хранения препарата. Даже в условиях полной стерильности препарат содержит живую культуру микроорганизмов, обладает способностью постоянно расти. При достижении определенной концентрации в препарате бактерии перестают размножаться, начинают стареть и отмирать. Токсины, образованные в результате разложения бактериальных клеток, в значительной степени снижают симбиотические свойства живых бактерий. По этой причине бактериальные препараты, которые имеют срок хранения более 1 года, хотя и являются активными, однако в значительно меньшей степени, чем только выращенные микроорганизмы. Поэтому бактериальные удобрения под бобовые и зерновые культуры изготавливают на основе высокоактивных, высокоэффективных и конкурентоспособных штаммов микроорганизмов с соблюдением условий полной стерильности и непосредственно перед началом посевной кампании.
Предложения украинского рынка инокулянтов для сои
Более 60% отечественных препаратов соответствуют упомянутым критериям. Рассмотрим некоторые из них:
— Ризогумин (оригинатор — Институт сельскохозяйственной микробиологии и агропромышленного производства НААН Украины) — жидкий или порошкообразный инокулянт для сои. Содержит в своем составе гуминовые кислоты, что, по словам авторов, придает ему уникальное симбиотическое родство с соей, благодаря чему достигается гарантированно стабильный эффект.
— Ризобофит (оригинатор — Институт агроэкологии и природопользования НААН Украины) — жидкий или порошкообразный инокулянт для сои. Содержит запатентованные штаммы ризобий сои, которые, по мнению разработчика, обеспечивают высокие урожаи зерна этой культуры.
— Ризоактив (оригинатор — Институт агроэкологии и природопользования НААН Украины) — порошкообразный инокулянт для сои на основе активированного угля.
— Биомаг СОЯ (оригинатор — ООО ТД «Энзим-Агро») — жидкий инокулянт для сои. Препарат производится по лицензии и под научным сопровождением Института микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного НАН Украины.
— Биоинокулянт БТУ-т® (оригинатор — БТУ-центр) — биопрепарат на основе торфа для инокуляции семян бобовых культур. Содержит специально приготовленный торф со стабилизатором.
— Биоинокулянт БТУ-р® (оригинатор — БТУ-центр) — жидкий биопрепарат на основе клубеньковых бактерий.
— Нитрофикс Ж (оригинатор — ООО «СХП «Нива»», ТМ «Биона») — жидкий биопрепарат на основе клубеньковых бактерий.
— Нитрофикс П (оригинатор — ООО «СХП «Нива»», ТМ «Биона») — порошкообразный биопрепарат на стерильном торфе.
— Нитрофикс (PreNoctin A) (оригинатор — ООО «СХП «Нива»», ТМ «Биона») — инокулянт с прилипателем-стабилизатором производства Аргентины для заблаговременной обработки семян сои.
Среди отечественных препаратов особого внимания заслуживает препарат нового поколения Ризостим (оригинатор — Институт физиологии растений и генетики НАН Украины). Уникальность инокулянта для сои обеспечивает сочетание комплекса штаммов ризобий, полученных с помощью последних достижений молекулярной биологии и нанобиотехнологии и комплекса растительных протеинов, которые ускоряют формирование симбиоза, активизируют нитрогеназный комплекс бактерий и повышают устойчивость растений к неблагоприятным факторам окружающей среды. Кроме того, препарат содержит уникальный компонент, который улучшает прилипание бактерий к семенам и обеспечивает их хранение на его поверхности в течение не менее двух месяцев.
Отечественные препараты значительно дешевле, чем зарубежные аналоги, и одновременно при соблюдении условий бактеризации не уступают им по эффективности, так как штаммы, которые являются основой удобрений, адаптированы к почвенно-климатическим условиям Украины.
Технологии производства жидких препаратов и порошкообразных на основе торфа были разработаны в начале прошлого века. И хотя штамм микроорганизмов является определяющим в эффективности биопрепарата, в последнее время улучшение их качества достигают путем повышения технологичности или применением разработок молекулярной биологии, генной инженерии, нанотехнологии, что, к сожалению, является в основном приоритетом зарубежных препаратов. Вот пример некоторых из них:
— ХайСтик (HiStick) (компания BASF) — жидкий препарат или препарат на стерильном торфе. Содержит запатентованную технологию подготовки торфа, что позволяет использовать порошковую форму непосредственно в сеялке без предварительного увлажнения семян.
— ХайКоатСупер (HiCoatSuper) (компания BASF) — жидкий инокулянт для сои с экстендером (питательной средой, удлинителем жизнедеятельности бактерий). Позволяет проводить предварительную обработку семян (за несколько месяцев).
— Графекс (Graph-Ex) (ф. «Адвантс Биолоджикал») — порошкообразный инокулянт для сои на основе графитово-тальковых носителей. Эта технология обеспечивает отличную текучесть семян в сеялке и предотвращает ее порче.
— Ризап (RhizUp) (ф. «Беккер Андервуд») — препарат на стерильном торфе. Содержит композицию штаммов с контрастными свойствами, обеспечивает высокую комплиментарность компонентов препаратов к сортам растений разных групп спелости и эффективность удобрений за действия неблагоприятных факторов окружающей среды.
— Оптимайз (Optimize) (компания Bayer) — препарат содержит в своем составе липохитоолигосахаридний (лхо) промоутер. Преимуществом такой технологии является ускорение формирования симбиозов благодаря использованию лхо-сигналинга. Липохитоолигосахаридные сигнальные молекулы активизируют каскад биохимических реакций, направленных на активизацию формирования симбиотических систем и преодоления сортовой несовместимости микро- и макропартнера.
Инокуляция сои + протравливание = производственная эффективность
Реализация потенциала биологической азотфиксации возможна лишь при условии эффективного функционирования симбиотических систем, что требует привлечения современных агротехнологических приемов, которые в первую очередь включают систему защиты от вредителей и болезней. Значительная часть заболеваний передается через семена или почву, поэтому экономически выгодным и экологически целесообразным является предпосевное протравливание семян.
Протравливание (предпосевная обработка) семян — комплексное мероприятие, направленное на уничтожение инфекции растительного или бактериального происхождения и подавления инфекций, находящихся в почве, которые создают опасность уничтожения растений, сжижения густоты посевов, угнетения их роста и развития.
Добавление фунгицидов инсектицидных препаратов обеспечивает дополнительную защиту семян и проростков от вредителей. Протравливание семян снижает риски попадания препарата на растения, которые растут рядом, что характерно для опрыскивания, особенно авиацией.
Протравливание как обязательное звено агротехнологии должно соответствовать следующим требованиям:
— обеспечивать высокую биологическую эффективность;
— не допускать снижения посевных качеств семян;
— иметь высокую адгезию по поверхности семян;
— обеспечивать равномерное покрытие препаратом поверхности зерна;
— протравленные зерно не должно образовывать пыли в процессе его пересыпки и транспортировки; препарат не должен налипать на механизмы протравителя и уменьшать сыпучесть зерна.
Нанесение отдельного пестицида или смеси различных компонентов защитно-стимулирующих веществ (инсекто-фунгицидов, регуляторов роста растений, микроэлементов) бывает нескольких видов: сухое, полусухое, инкрустация и дражирование семян.
— сухое протравливание — нанесение на семенной материал порошкообразных веществ с прилипателем.
— полусухое протравливание — нанесение на семенной материал водной суспензии защитно-стимулирующих веществ (инсекто-фунгицидов, регуляторов роста растений, микроэлементов) или порошкообразного препарата после увлажнения водой (5-10 л/т семян) без необходимости просушки.
— онкрустация семян — покрытие семян водной суспензией, содержащей защитно-стимулирующие вещества (пестициды, регуляторы роста растений, микроэлементы), пленкообразователь и краситель.
Современные препараты для обработки семян содержат пленкообразующие компоненты, обеспечивающие высокую адгезию препарата относительно семян, кроме того, пленка закрывает доступ вредоносным почвенным микроорганизмам зерну в местах повреждения семенной оболочки. Все это обеспечивает сохранение зерна в почве даже в случае задержки его прорастания при неблагоприятных погодных условиях и дальнейший устойчивый рост в начальных фазах развития.
— дражирование семян — изменение формы и величины семян при постепенном добавлении наполнителей, клейких и/или защитно-стимулирующих веществ (пестицидов, регуляторов роста растений, микроэлементов), что обеспечивает точное посева и защиту от вредоносных организмов.
Важно знать, с какими протравителями инокулянты для сои сочетаются, а с какими их контакт не желателен, поэтому применение микробных препаратов и пестицидов, как правило, надо разделять во времени.
Новые современные протравители дают возможность проводить обработку от болезней и вредителей, совмещенную с инокуляцией сои, обеспечивающую снижение химической нагрузки на посевы, уменьшение количества обработок, что, в свою очередь, помогает уменьшить механическую нагрузку на поле, снизить расходы горюче-смазочных материалов, уменьшить выброс в атмосферу СО2.
Среди протравителей, рекомендованных для бобовых растений, которые технологически допустимы для совместной обработки, можно выделить следующие:
— Витавакс 200 ФФ (д. Р .: карбоксин + тирам);
— Круизер 350 FS (д. Р. Тиаметоксам);
— Фундазол (д. Р. Беномил);
— Апрон XL (д. Р. Металаксил- М);
— Максим XL (д. Р .: флудиоксонил + мефеноксам).
Следует заметить, что по возможности дозу инокулянта для сои увеличивают в 1,5-2 раза.
Существенной ошибкой агропроизводителей является попытка совместить в одном технологическом процессе обработки семян инокуляцию сои микроорганизмами и обработку регуляторами роста и комплексами микроэлементов.
Для повышения урожайности растений рекомендуется применять обработку (инкрустацию) семян одним из удобрений, в частности таким, как:
— Екозорф — 2 л/т;
— Екорайз — 0,04-1,0 л/т;
— Интермаг — 1,2-2,5 л/т;
— комплексное микроудобрение Наноактиватор — 0,03-0,05 л/т;
— микроудобрение Аватар 1 — 0,5 л/т;
— микроудобрение с комплексом регуляторов Наномикс — 4 л/т;
— органо-минеральное удобрение Виталист — 2,5-5 л/т;
— органо-минеральное удобрение Сила жизни — 0,2 л/т;
— Реаком Плюс — 3-4 л/т.
Однако обработка этими удобрениями совместно с инокуляцией сои в основном снижает эффективность создаваемых симбиозов. Эффективной является обработка растений по вегетации, особенно препаратами, содержащими хелатированные соединения микроэлементов. Такие удобрения усваиваются растениями через листовую пластинку.
Семена бобовых культур можно обрабатывать вместе с инокулянтами такими биоудобрениями:
— Агро Бак Плюс — 500 мл/т;
— Ековитал — 1-2 л/т.
Эти препараты содержат меньшее количество микроэлементов, снижают негативное влияние тяжелых металлов на ризобии. Относительноо регуляторов роста растений рекомендуется уменьшать их дозу вдвое или применять последние по вегетации растений.
Инокуляция сои позволяет повысить качество продукции, снизить химическую нагрузку на почву и растения, обеспечить азотом растения в критические для них фазы — бутонизации, цветения и формирования бобов, а также такие культуры севооборота, ведь остаток этого элемента в почве составляет 40-70 кг/га. Минеральные удобрения этого не обеспечивают.
Кроме того, инокуляция семян сои является не только экологически безопасным, но и экономически выгодным технологическим приемом. Например, в США фермеры демонстрируют прибавку урожая сои 550-780 кг/га. Их европейские коллеги получают несколько меньшие показатели — 400-650 кг/га. По данным украинских исследователей, при неблагоприятных засушливых условиях и на малогумусных середнекислых почвах биопрепараты позволили дополнительно собрать соответственно 410 и 430 кг/га.
Применение эффективных инокулянтов для сои, стоимость которых составляет 80-160 грн/га, позволяет получить прибавку урожая не менее 150-200 кг/га. Посредством проведения несложных математических расчетов мы получим в среднем 480-680 грн/га дополнительных средств от применения инокулянтов. Также следует учитывать, что около 70 кг азота остается в почве под следующую культуру. Стоимость 1 кг азота в удобрениях составляет 9-10 грн. Поэтому расчетам, приведенным выше, следует добавить еще 500-600 грн/га сэкономленных средств на азотных удобрениях в севообороте.
Итак, при использование агротехнологии выращивания сои с применением высокоэффективных инокулянтов можно получить более 1000 грн/га прибыли, поэтому это является оправданной инвестицией в будущий урожай.
С. Коць, П. Маменко, Институт физиологии растений и генетики НАН Украины
Информация для цитирования
Инокуляция и инкрустация семян сои: обзор технологии применения и рынка препаратов / С. Коць, П. Маменко // Спецвыпуск ж. Пропозиция. Современные агротехнологии по применению биопрепартов и регуляторов роста / — 2015. — С. 24-28
Ключевые слова: Соя, азотные удобрения, азотфиксация, рынок инокулянтов, предпосевная обработка
©Пропозиція — Главный журнал по вопросам агробизнеса
https://propozitsiya.com/ru/inokulyaciya-i-inkrustaciya-semyan-soi-tehnologii-primeneniya-i-rynok-preparatov
©Пропозиція — Главный журнал по вопросам агробизнеса
https://propozitsiya.com/ru/inokulyaciya-i-inkrustaciya-semyan-soi-tehnologii-primeneniya-i-rynok-preparatov