Использование ассоциативных ризобактерий в овощеводстве является сегодня является одним из основных и перспективных принципов биологизации земледелия. Особый интерес представляет использование в овощеводстве препаратов из ассоциативных азотфиксирующих микроорганизмов под небобовые культуры, отличающиеся экологичностью и доступной стоимостью. Об особенностях использования биопрепаратов в земледелии – в нашей статье.

Современное земледелие характеризуется постоянным ростом цен на азотные удобрения и негативным влиянием агрохимикатов на окружающую среду при их нерациональном использовании. Растения поглощают в среднем только около половины азота, вносимого с удобрениями, остальное его количество улетучивается в атмосферу, сбрасывается в водоемы и накапливается в почве, вызывая загрязнение окружающей природной среды. Азотные удобрения относятся к наиболее энергозатратным и дорогостоящим среди минеральных туков.

Биологические препараты для защиты растений

Важно отметить, что энергозатраты на производство, транспортировку, хранение и внесение химических препаратов защиты растений растут значительно быстрее по сравнению с ростом урожаев. В США энерготраты на производство и использование азотных удобрений составляют около 35% от общего объема энергопотребления в сельском хозяйстве, а в странах Западной Европы достигают 42%. Вероятно, что еще не менее 100–150 лет основным источником энергии на планете будет углеводородное топливо, поэтому тенденция к росту стоимости азотных удобрений будет устойчиво сохраняться.

Один из путей получения «биологического» азота – использование препаратов на основе штаммов бактерий не симбиотической азотфиксации, способных усваивать азот атмосферы посредством ассоциативных связей с корневой системой растений. По экспертным оценкам, такой азот в 10–50 раз дешевле минеральных удобрений, полученных техническим путем.

Микробная азотфиксация осуществляется главным образом за счет энергии Солнца и позволяет избежать громадных затрат энергетического сырья. Использование биологического азота – важного элемента органического земледелия – позволяет получать высокие, стабильные урожаи и обеспечивать воспроизводство почвенного плодородия. В журнале «Главный агроном» 01/2022 опубликована полная версия исследования, посвященного перспективам использования такого типа биопрепаратов в овощеводстве.

Совершенствование систем земледелия

К настоящему времени выявлено более 200 видов бактерий, относящихся к 24 родам, обладающих различными уровнями активности азотфиксации. Количество видов растений, способных вступать в ассоциацию с азотфиксирующими микроорганизмами, составляет около 12 тыс.

Положительное действие ассоциативных азотфиксирующих микроорганизмов на культурные растения является комплексным:

1. Происходит дополнительное снабжение азотом в результате биологической фиксации. За счет этого в растения может поступать 22–33% азота (от количества, накопленного растением), повышается коэффициент использования минеральных удобрений на 15–30%.
2. Инокуляция усиливает фунгистатическую активность, подавляет рост патогенных микроорганизмов посредством выделения антисептиков. Бактеризация семян овощных культур бактосаном (Bacillus subtilis) снижает заболеваемость растений корневыми гнилями, фитофторозом в 2–5 раз. Препарат на основе штамма Pseudomonas sp. B 1393 на 65–88% повышает устойчивость огурцов и томатов от корневых гнилей, мучнистой росы, бактериоза и др. Это позволяет специалистам в области растениеводства снизить количество обработок пестицидами, а значит, и уровень загрязнения окружающей среды.
3. Отмечается антистрессовое действие препаратов на культурные растения в экстремальных условиях (засуха, переувлажнение и др.). Так, инокулированные растения имеют, как правило, более развитую корневую систему, что увеличивает их засухоустойчивость.
4. Влияют на изменение биохимического состава растений. Например, у пшеницы отмечали увеличение протеина на 2,7%, у томата повышалось содержание витамина С на 25%, снижалось содержание нитратов в салате на 16–39%, в корнеплодах столовой свеклы — на 21–54%, в луке-порее, в продукции, увеличивалось содержание сухого вещества.
5. Проявляется стимулирование роста и развития растений за счет продуцирования ризобактериями физиологически активных веществ, повышается энергия прорастания и всхожесть семян.

Биологизация земледелия и овощеводство

Большинство исследований российских специалистов по растениеводству касаются зерновых и кормовых культур и гораздо меньше – овощных. В Северо-Западном регионе России получение высоких урожаев капусты, моркови, свеклы и других культур чаще всего лимитируется недостатком почвенного азота. Повышение урожайности овощных культур (от 36 до 85% прироста урожая) непосредственно связано с применением специалистом-агрономом азотных удобрений. Поэтому с экономической и экологической точек зрения необходимо расширить научно-исследовательскую работу по выяснению наиболее эффективных способов применения биопрепаратов в овощеводстве.

Анализ литературы показывает, что без учета генотипических особенностей растений использование биопрепаратов может дать противоречивые результаты. Активность ассоциативной азотфиксации зависит от комплекса факторов: азотного фонда и гидротермического режима почвы, пула азотфиксирующих организмов в ней, влажности почвы и др.

Вместе с тем, эффективность применения биопрепаратов изучена еще недостаточно. Дальнейшие научные исследования должны включать решение следующих задач:

• поиск высокоэффективных штаммов, способных работать в широком диапазоне экологических факторов;
• изучение связи интенсивности ассоциативной азотфиксации с фенотипическими изменениями морфологических и физиологических признаков растений;
• подбор наилучших комбинаций в системе «почва – микроорганизм – растение» с почвами различного генезиса, видами растений и родами микроорганизмов;
• определение оптимальных условий внешней среды для формирования ассоциации «микроорганизм – растение»;
• оценка биопрепаратов как средств защиты растений от болезней.

Основные принципы биологизации земледелия предполагают использование природных факторов в интересах человека без вреда для окружающей среды. Будущие научные работы могут принести много пользы экономике и экологии разных стран.

Ознакомиться с полной версией материала и другими публикациями вы можете, оформив подписку на журнал «Главный агроном» ИД «ПАНОРАМА».