Микробиологические и бактериальные удобрения
Микробиологические и бактериальные удобрения — препараты, содержащие высокоактивные микроорганизмы, улучшающие условия питания сельскохозяйственных культур.
Уровень потенциального и эффективного плодородия почвы обусловливается интенсивностью и направленностью микробиологических процессов, которые регулируются численностью микроорганизмов.
Микробиологические и бактериальные препараты содержат специфические штаммы микроорганизмов, под действием которых в почве активизируются процессы превращений соединений, содержащие питательные вещества.
Широкое распространение получили препараты, содержащие штаммы азотфиксирующих бактерий. Интерес к микробиологической фиксации атмосферного азота обусловлен ролью этого процесса в азотном балансе и его перспективностью как источника азота для обеспечения растущих нужд сельского хозяйства. При этом аргументами выступают его безвредность для человека и окружающей среды при относительно малых затратах энергии на активизацию азотфиксирующих микроорганизмов.
Согласно полевым исследования отечественных и зарубежных учёных, если сельскохозяйственные культуры 10-20% своей потребности в азоте будут покрывать за счёт азотфиксации, то приём инокуляции внесет значительный вклад в азотный баланс.
Препаративные формы микробных удобрений бывают: жидкие, гранулированные, гелеобразные, сыпучие.
Страны производители бактериальных удобрений и объёмы производства:
- США — 20 млн га/порций ежегодно;
- Канада — 2,5 млн га/порций ежегодно;
- Австрия — 6-9 млн га/порций ежегодно;
- Бразилия — 4-6 млн га/порций ежегодно;
- Индия — 2-4 млн га/порций ежегодно;
- Аргентина — 2-3 млн га/порций ежегодно;
- Уругвай — 1-2 млн га/порций ежегодно;
- Россия — 0,3 млн га/порций ежегодно.
Предпосевная обработка семян бактериальными удобрениями может проводиться с применением прилипателя, так и без него. В качестве прилипателя используется 2,0%-й водный раствор NaKМЦ.
Бактериальные удобрения хранят в сухих помещениях, защищённых от осадков и прямых солнечных лучей, температура хранения от 0 до + 4 °С. Срок годности зависит от вида и формы бактериальных удобрений.
В мировой практике внимание уделяется роли почвенной биоты в улучшении фосфорного питания растений.
Нитрагин
Нитрагин — бактериальный препарат, содержит активные расы клубеньковых бактерий — Bacterium radicicola, которые живут на корнях бобовых культур и усваивают атмосферный азот, используя поступающие к корням углеводы. Каждой бобовой культуре соответствуют специфичные для нее клубеньковые бактерии. Поэтому в зависимости от культуры нитрагин должен содержать специфичные, высоко активные и вирулентные штаммы клубеньковых бактерий.
По специфичности выделяются группы бактерий: 1-я — для клевера; 2-я — для гороха, вики, чины, чечевицы, конских бобов; 3-я — для люцерны, донника и пажитника; 4-я — для люпина, сераделлы; 5-я — для сои; 6-я — для фасоли; 7-я — для маша; 8-я — для арахиса и коровьего гороха; 9-я — для нута; 10-я — для эспарцета.
Инокуляция — прививка клубеньковых бактерий бобовым культурам. Проводят путём обработки препаратом семян бобовых растений. При прорастании клубеньковые бактерии попадают в корни растений.
Ризобактерин
Ризобактерин и его усовершенствованная форма Ризобактерин-С — препарат, разработанный на основе ассоциативного диазотрофа. Титр — 2-2,5 млрд жизнеспособных клеток/мл. Способствует фиксации атмосферного азота, биосинтез пероксиуксусной кислоты, подавлению жизнедеятельности корневых патогенов. Форма — жидкая. Предназначен для предпосевной обработки семян зерновых культур (200 мл/га) для повышения урожайности, качества продукции и интенсификации биологической азотфиксации.
В основу препарата входят азотфиксирующие микроорганизмы (Raoultella planticola, устар. Klebsiella planticola 5), отличающиеся высокой колонизирующей способностью, ростостимуляцией, антимикробным действием.
Усвоение азота атмосферы позволяет уменьшить рекомендуемые дозы азотных удобрений под зерновые культуры на 15-30 кг/га. Прибавка урожая в среднем составляет: ячмень — 5-6 ц/га, озимая рожь — 6 ц/га, яровая и озимая пшеница — 3,5-4,5 ц/га.
Замена минерального азота удобрения на биологический не означает продуктивного его использования, так как метаболизм растений зависит также от других элементов питания, в частности, фосфора. При его недостатке азот не включается в состав белков и нуклеиновых кислот, накапливается в виде нитритов и нитратов, ухудшая качество продукции.
Ризоторфин
Ризоторфин содержит клубеньковые бактерии рода Rhizobium sp., которые живут на корнях бобовых растений и обеспечивают симбиотическую фиксацию азота воздуха. Применяют только под бобовые культуры. Из накапливаемых этими культурами 100-300 кг азота на 1 га в год, 1/3 потребляется растениями из почвы, 2/3 усваивают клубеньковые бактерии из воздуха.
Известно 11 видов бактерий Rhizobium (по Л. М. Доросинскому). Каждый вид инфицирует один или несколько видов бобовых культур, поэтому ризоторфин готовят для определенной бобовой культуры.
Выпускают в полиэтиленовых пакетах, масса бактерий рассчитана на одну, две или пять гектарных порций.
Препаратом обрабатывают (инокулируют) семена перед посевом. Ризоторфин повышает урожайность бобовых на 10-15%, в хозяйствах, выращивающих их впервые, — на 50-100%.
Ризоторфин получают на основе стерилизованного торфа. Выпускается в полиэтиленовых пакетах, расфасованных в расчёте на 1, 2 или 5 гектарных порций с указанием под какую культуру предназначен препарат и штамм бактерий. Срок годности — 6 месяцев. Хранится в тёмном сухом помещении отдельно от пестицидов при температуре 3-15 °С. При отрицательных температурах, а также выше 15 °С, часть клубеньковых бактерий погибает, причём перегрев более опасен. Если при транспортировке или хранении ризоторфин подвергался замораживанию, его выдерживают при температуре 13-15 °С в течение 7-10 суток.
Азобактерин
Азотобактерин – бактериальный препарат, содержащий культуру азотобактера — Azotobacter chroococcum — микроорганизма, свободноживущего в почве со способностью усваивать атмосферный азот.
Азотобактерин выделяет витамины и ростовые вещества, обладает фунгистатическим действием, то есть препятствует развитию грибов, предохраняя растения от заражения.
Азотобактерин применяется при выращивании любых сельскохозяйственных культур. В качестве удобрений изготовляется два вида азотобактерина: перегнойно-почвенный, или торфяной, и агаровый.
Фосфобактерин
Фосфобактерин — препарат, содержащий спороносную бактерию Bacillus megaterium var. phospaticum способную минерализовать фосфор органических соединений.
Выпускается в сухом и жидком виде. Сухой фосфобактерин содержит споры бактерий в смеси с каолином. На 1 га расходуется 250 г порошковидного фосфобактерина.
Фитостимофос
Фитостимофос — фосфатмобилизующие микроорганизмы, живая культура и ростостимулирующие метаболиты микроорганизмов Agrobacterium radiobacter (син. Rhizobium radiobacter). Титр препарата — 6-10 млрд жизнеспособных клеток на 1 мл. Ростостимулирующий биопрепарат, осуществляет микробиологическую трансформацию нерастворимых фосфатов почвы и удобрений в доступную для растений форму.
Бактерии препарата способны колонизировать корни бобовых и небобовых культур, образуя ассоциации. Фитостимофос предназначен для микробиологической фосфатмобилизации и повышения урожайности озимых и яровых зерновых культур, кукурузы, зернобобовых и овощных культур. Форма препарата — жидкая. Норма расхода — 200 мл/га.
Препарат повышает подвижность труднорастворимых фосфатов почвы и удобрения на 10-20%, позволяет снизить на 15-30% рекомендуемые дозы фосфорных удобрений, увеличивает урожайность в среднем на 20%: прибавка урожая кормовых корнеплодов — 10-25 т/га, сахарной свёклы — 9,0-9,5 т/га, овощных культур — 6-7 т/га, зернобобовых — 0,25-0,35 т/га.
Комплексное применение бактериальных удобрений
В ряде стран успешно применяют совместную инокуляцию семян культур препаратами азотфиксирующих и фосфатмобилизующих бактерий. Это позволяет одновременно улучшить азотное и фосфорное питание растений, сократить дозы минеральных удобрений.
Ризобактерин + Фитостимофос — синергические бинарные препараты на основе диазотрофных и фосфатмобилизующих микробов-интродуцентов. Форма препарата — жидкая.
Препараты «силикатных» бактерий
Препараты «силикатных» бактерий — бактериальный препарат в основу которых входят спорообразующая культура — Bacillus mucilaginosus sp. siliceus. Силикатные бактерии способны разрушать алюмосиликаты, делая доступным для растений почвенный калий. Разрушение алюмосиликатов происходит под действием кислот, выделяемых микроорганизмами. «Силикатные» бактерии хорошо размножаются в условиях достаточной влажности, аэрации и близкой к нейтральной реакции среды. Кислые почвы не благоприятны для их жизнедеятельности.
Препарат используют путём обработки семян. В качестве бактериального удобрения приготавливают сухой споровый и агаровый препараты.
Грибковые удобрения
Везикулярно-арбускулярная микориза (ВАМ)
Везикулярно-арбускулярная микориза (ВАМ), эктомикориза и эндомикориза — почвенная микрофлора, образующая симбиотические ассоциации с высшими растениями. Улучшает рост растений при недостатке доступного фосфора за счёт улучшения фосфорное питание растений. При симбиозе высшего растения с грибами микориза гриба обеспечивает растение водой и растворёнными минеральными солями, грибы используют углеводы и органические соединения, синтезируемые высшим растением. Биологическое значение микоризы заключается и в увеличении поглощающей поверхности корней растения за счёт мицелия гриба.
Из естественных и рекультивированных почв выделены культуры эндомикоризных грибов.
Везикулярно-арбускулярная микориза — ассоциация, в которой Zygomycete fungi в клетках корня высшего растения образуют арбускулы, гифы, везикулы.
Доказано их положительное действие на урожай овса, ячменя, сои, вики и поступление в растения фосфора при выращивании на почве с низким содержанием подвижного фосфора. Микоризация семян клевера белого, высеваемого в злаковый травостой, повышает урожай сена на 17% (при контроле — 17,8 ц/га), и была эквивалентна действию суперфосфата в дозе 90 кг/га. При этом в составе травостоя увеличивалась доля клевера. Инокуляция лука заметно проявилось на поливных землях: урожайность увеличилась на 97%.
Эффективно совместная инокуляции клевера и других бобовых микоризой и клубеньковыми бактериями: первая способствует фосфорному питанию растений, вторые — азотному питанию. Так, в Уэльсе клевер, инокулированный микоризой и клубеньковыми бактериями, дал урожай с содержанием сухого вещества в 3 раза выше, образование побегов увеличилось в 2 раза, в 5 раз увеличилось образование клубеньков ризобиума.
Литература
- Минеев В. Г., Сычёв В. Г., Гамзиков Г. П. и др. Агрохимия. Учебник. / Под ред. Минеева В. Г. М.: Изд-во ВНИИА им. Д. Н. Прянишникова. 2017
- Никляев В. С. Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. М.: «Былина». 2000
- Вавилов П. П., Гриценко В. В., Кузнецов В. С. и др. Растениеводство / Под ред. Вавилова П. П. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат. 1986