Нехай культури живляться повітрям!
Something went wrong. Please try again later...
Листкова азотфіксація – найперспективніша технологія нового етапу зеленої революції
Журнал "Зерно", листопад 2022
Здорожчання енергоносіїв спричиняє відчутне й, схоже, вже незворотне збільшення собівартості виробництва азотних добрив. Нові рішення для оптимізації азотного живлення рослин – актуальна тема останніх років, і важливою вона є не лише для України. Зазвичай рослини поглинають азот корінням у нітратній (NO3) та амонійній (NH4+) формах. Нітратна форма рухома й швидко втрачається внаслідок денітрифікації та вилуговування. Амонійна ж форма завдяки своєму позитивному заряду ліпше утримується ґрунтовими частинками. Проте наявність і доступність азоту в ґрунті залежать від багатьох чинників: мікробіологічних процесів, гранулометричного складу, фізичних і хімічних властивостей тощо. Зазвичай рослини для формування врожаю використовують азотні добрива лише на 50% (!), інша частина втрачається. Менеджмент азотного живлення рослин – це нагальна проблема з багатьма складовими, вага якої зростатиме.
У наступному сезоні багато українських аграріїв будуть змушені зменшувати затрати на азотні добрива у зв’язку з високими цінами. Наслідками дефіциту цього елемента в період активного росту й розвитку рослин є затримка в рості, слабо розгалужена коренева система, зменшення площі листкової поверхні, знезабарвлення нижніх листків аж до блідожовтого, формування слаборозвинених генеративних органів і, відповідно, втрата врожаю. Водночас величезний резерв азоту міститься просто в атмосфері – N2 становить близько 78% об’єму повіт ря. Раніше вважалося, що він недоступний для більшості рослин.
У пошуках скарбу
Фіксація атмосферного азоту завжди була сюжетом наукового детективу, скарбом, за яким натхненно полювали. Інокуляція бобових ефективнішими штамами симбіотичних бульбочкових бактерій, робота з азотфіксаторами в ґрунті пришвидшили цей процес та увійшли до технологічних карток підприємств. Недосяжним поки що залишається перенесення до геному наших головних культур генів, які кодують ферменти азотфіксації, – це дасть змогу обійтися без проміжних бактерій. Утім, існує ще один шлях – листкова азотфіксація за допомогою ендофітів. Штам SB0023/3 T (Methylobacterium Symbioticum), що походить з Європи, був виділений зі спор арбускулярного мікоризного гриба Glomus iranicum var. tenuihypharum. Його детально вивчили, щоб з’ясувати, чи він справді є новим видом.
Було проведено безліч досліджень для можливості підтвердження застосування штаму в сільському господарстві. Порівняльний аналіз послідовності гена 16S рРНК показав, що штам належить до роду Methylobacterium, причому найбільшу схожість (98,7%) має Methylobacterium dankookense. Подальший філогеномічний аналіз, здійснений за допомогою сучасного бактеріального ядра гена (UBCG), підтвердив, що Methylobacterium dankookense є його найближчим видом, а штам бактерії Methylobacterium Symbioticum – новим.
Бактерія M. Symbioticum:
 |
• грамнегативна (зовнішня мембрана); • ~ 1,6 µm; • має бічні джгутики (мобільність); • аеробна (для росту потребує повітря та кисень); • метилотрофна (може розвиватися завдяки метанолу); • рожева пігментація (метилобамін). |
Що таке Блу™ N?
Блу™ N – це біологічний оптимізатор ефективності живлення рослин, який містить штам бактерій Methylobacterium Symbioticum і був розроблений для того, щоб забезпечити природне поглинання азоту без ризиків для довкілля, які виникають при застосуванні традиційних азотних добрив.
Бактерії M. Symbioticum, які містить Блу™ N, швидко заселяють рослину, перетворюючи атмосферний азот на доступну для рослин форму азоту (амонійну).
Метилобактерії поглинають метанол з рослини і в результаті аноксигенного фотосинтезу виробляють у клітині метаналь (формальдегід). Це сприяє життєздатності, розмноженню та утворенню нових колоній бактерій для подальшого переміщення в молоді частини рослини – заселення. Метилобактерії переміщуються за допомогою джгутиків разом з водою та метаболітами фотосинтезу, що використовуються як будівельний матеріал для нових листків. Після досягнення зони росту метилобактерії розташовуються між новими клітинами і запускають нітрогеназний цикл, доставляючи амоній до рослини. В основі нітрогенази лежить складний комплекс із заліза, сірки та іону молібдену, необхідного для фіксації азоту.
Біопрепарат адаптується до потреб рослин у період їхнього росту та розвитку й допомагає оптимізувати показники врожайності. Також він впливає на вегетативний ріст рослин, збільшення вмісту хлорофілу, якісних і кількісних показників урожайності.
Нині оптимізатор ефективності живлення Блу™ N зареєстрований в Україні компанією Corteva Agriscience для використання у посівах кукурудзи, зернових колосових та овочевих культур. Утім, найближчим часом планується розширення реєстрації на інші сільськогосподарські культури. За межами України цей продукт використовується майже на всіх культурах.
Одна фоліарна обробка Блу™ N дає можливість заселити листки бактеріями. Утворення метилобаміну підвищує фотосинтетичну активність рослин. Комплекс нітрогенази перетворює N2 в NH4+ і робить азот доступним для рослин.
Як бактерії сприяють врожайності
Про практичний досвід застосування Блу™ N від Corteva Agriscience розповідає Катерина Яцух, канди-дат біологічних наук, провідний нау-ковий співробітник Інституту сільського господарства Карпатського регіону Національної академії аграрних наук України. Роботи проводили на базі дослідного господарства «Оброшине» Львівської області Львівського району.
– Цьогоріч Блу™ N ми вперше випробовували у посівах пшениці озимої на площі 1,5 га.
Обробку проводили 2 травня, пшениця була у фазі кущення. Виробникрекомендує застосовувати препарат на озимині після відновлення весняної вегетації – до цвітіння. Дотримувалися рекомендованої норми витрати Блу™ N – 333 г/га. Через 40 днів за допомогою N-тестера перевірили стан ділянок. Різниця була істотна – на пшениці індекс азоту дорівнював 607 порівняно з контролем, де прилад показав значення 536. Тобто азотне живлення рослин було значно кращим – і це без додаткового внесення добрив! Проте найважливіший результат – це врожай. Прибавка на пшениці порівняно з контролем становила 0,8 т/га! Варто також зауважити, що рослини, оброблені Блу™ N, мали розвиненіший вигляд. Чому це важливо? В нашому регіоні зазвичай висока ураженість фузаріозом колоса, але 2022й був нетиповим роком, рівень ураження суттєво знизився. Здорова рослина за несприятливих умов стійкіша до захворювань, тому різниця у врожайності може бути відчутніша на тлі невеликих показників.
На що варто звернути увагу під час використання Блу™ N? Насамперед це біологічний препарат, тому не треба змішувати його з пестицидами. Також варто дотримуватися рекомендацій виробника щодо температурних режимів: ми вносили при +22°С, що відповідає рекомендованим нормам.
Препарат краще вносити у ранкові години, коли продихи рослин максимально відкриті, щоб бактерії потрапили до тканин листка.
Переваги Блу™ N:
• перетворює азот з атмосфери в амонійну форму, щоб забезпечити рослини азотом;
• працює через механізм саморегулювання, забезпечуючи рослини азотом без ризику перенасичення;
• заселяє молоді рослини та є прямим джерелом додаткового азоту в будьякий період вегетації, без ризиків втрат від вилуговування чи випаровування;
• забезпечує додаткове азотне живлення рослини, ефективно зменшуючи втрати азоту в довкілля.
Рекомендації щодо застосування біопродукту
Блу™ N слід вносити у ранкові години, коли продихи на листках рослин відкриті найбільше. Оптимальна температура для застосування – від +10°С до +30°С.
Також слід стежити за рівнем pH робочого розчину (він має бути не меншим за 5 і не більшим за 8) і контролювати вміст хлору у воді, взятій для приготування робочого розчину, – його має бути менш як 2 ppm.
Блу™ N не рекомендується застосовувати, якщо культура перебуває в стані стресу (внаслідок ушкодження шкідниками, хворобами, спричиненими раніше внесеними препаратами, дії посухи чи спеки, надмірної вологості повітря та ґрунту, а також впливу прохолодних погодних умов тощо).
