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 ученых, если сельскохозяйственные культуры 10-20% своей потребности в азоте будут покрывать за счет 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, защищенных 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 путем 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 (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, 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 расчете на 1, 2 или 5 гектарных порций с указанием под какую культуру предназначен препарат и штамм бактерий. Срок годности — 6 месяцев. Хранится в темном сухом помещении отдельно от пестицидов при температуре 3-15°С. При отрицательных температурах, а также выше 15°С, часть клубеньковых бактерий погибает, причем 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. Титр препарата — 6-10 млрд жизнеспособных клеток на 1 мл. Ростстимулирующий 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 — 100-250 ц/га, сахарной свеклы — 90-95 ц/га, овощных культур — 60-70 ц/га, зернобобовых — 2,5-3,5 ц/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 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 путем 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 счет улучшения фосфорное питание растений. При симбиозе высшего растения с грибами микориза гриба обеспечивает растение водой и растворенными минеральными солями, грибы используют углеводы и органические соединения, синтезируемые высшим растением. Биологическое значение микоризы заключается и в увеличении поглощающей поверхности корней растения за счет 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 содержание сухого вещества в 3 раза выше, образование побегов увеличилось в 2 раза, в 5 раз увеличилось образование клубеньков ризобиума.
Литература
Агрохимия. Учебник/В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др.; под ред. В.Г. Минеева. — М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2017. — 854 с.
Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.
Растениеводство/П.П. Вавилов, В.В. Гриценко, В.С. Кузнецов и др.; Под ред. П.П. Вавилова. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1986. — 512 с.: ил. — (Учебник и учеб. пособия для высш. учеб. заведений).
