Бактериальные удобрения – это препараты высокоактивных микроорганизмов, улучшающих условия питания сельскохозяйственных культур. Ориентация растениеводства на экологическую и экономическую целесообразность предусматривает внедрение современных достижений биотехнологии, в том числе бактериальных удобрений, обеспечивающих использование биологических механизмов питания и защиты растений.
Важными аргументами в пользу бактериальных удобрений являются полная безопасность для человека и окружающей среды, экологическая безопасность и возможность снижения доз минеральных удобрений и ядохимикатов.
При применении бактериальных удобрений обеспечивается повышение урожайности и качества сельскохозяйственных культур за счет биологической азотфиксации атмосферного азота, микробной мобилизации основных элементов минерального питания, стимуляции роста, повышения устойчивости растений к корневым инфекциям.
Наиболее широкое распространение получили препараты, содержащие азотфиксирующие микроорганизмы. Биологический азот в почве накапливается в результате симбиотической, несимбиотической и ассоциативной азотфиксации. Симбиотическую азотфиксацию выполняют клубеньковые бактерии, живущие на корнях бобовых культур. В симбиозе с клубеньковыми бактериями бобовые способны удовлетворить до 60–90 % своей потребности в азоте за счет биологической азотфиксации.
По данным Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси, однолетние зернобобовые культуры (люпин, горох и др.) за сезон связывают на 1 га от 150–200 кг азота, примерно половина его остается в почве. Многолетние бобовые травы продуцируют значительно больше азота. Клевер за вегетацию усваивает 200–250 кг азота из атмосферы, в почве после себя оставляет 75–100 кг азота. Люцерна продуцирует в симбиозе с клубеньковыми бактериями и связывает 300–350 кг азота, оставляя после себя в почве 120–150 кг азота.
Бактериальные удобрения производят в США (20 млн/га порций ежегодно), Австрии (6–9 млн), Бразилии (4–6 млн), Индии (2–4 млн), Канаде (2,5 млн), Аргентине (2–3 млн), Уругвае (1–2 млн), России (0,3 млн).
Институтом микробиологии НАН Беларуси для бактеризации бобовых культур было разработано бактериальное удобрение Сапронит, которое применяется в республике в настоящее время. Инокуляция семян бобовых культур Сапронитом повышает эффективность бобоворизобактериального симбиоза, урожайность бобовых культур, улучшает качество продукции.
Основными условиями формирования полноценного симбиоза клубеньковыми бактериями являются оптимизация калийного и фосфорного питания, внесение микроудобрений (В, Мо, Со), регулирование почвенной кислотности, соблюдение необходимых агротехнических приемов и бактеризация семян бобовых культур специфичными штаммами клубеньковых бактерий.
Сапронит – препарат клубеньковых бактерий, субстратным носителем которого является органический сапропель. Изготавливается жидкий препарат для различных бобовых культур. Объем гектарной нормы 0,2 л. Предпосевная обработка 1 т семян зернобобовых культур проводится рабочей смесью: 1 л сапронита и 10 л воды (непосредственно перед использованием).
Соя Риз – сыпучая препаративная форма биоудобрения, получаемая путем иммобилизации на торфяном субстрате-носителе клеток эффективного питания клубеньковых бактерий. Улучшает азотное питание. Повышает урожайность семян сои от 5 до 135 %, зеленой массы до 30 %.
На основе азотобактера (свободноживущего азотфиксатора) методами генной инженерии создан бактериальный препарат Ризофил. По результатам испытаний Ризофил повышает урожайность томатов и огурцов в среднем на 25 %, заменяя 20 % азота минеральных удобрений биологически фиксированным.
Улучшить азотное питание небобовых культур способны ассоциативные азотфиксаторы. Размеры ассоциативной азотфиксации различны и, согласно литературным данным, в зависимости от вида растений и почвенно-климатической зоны колеблются от 3–50 кг азота за год в странах с умеренным климатом до 200–600 кг в странах с тропическим климатом.
Активными ассоциативными азотфиксаторами являются Azospirilla и Klebsiella planticola 5. По данным Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси, усвоение азота атмосферы зерновыми культурами за счет несимбиотической азотфиксации за вегетацию составляет 33–38 кг/га, многолетними злаковыми травами – 29–45 кг/га. Основные пути активизации природного потенциала ассоциативной азотфиксации – оптимизация минерального питания небобовых культур и применение бактериальных удобрений на основе активного питания диазотрофов. Эти микроорганизмы размещаются в верхних слоях растительной ткани корней и в благоприятных условиях могут обеспечивать до 40–50 % потребности растений в азоте.
В Беларуси на основе этих ассоциативных диазотрофных микроорганизмов разработаны бактериальные удобрения Азобактерин и Ризобактерин соответственно.
Азобактерин – бактериальное удобрение широкого спектра действия, разработанное в РУП «Институт почвоведения и агрохимии». Оно применяется для зерновых культур, многолетних трав и льнадолгунца.
Азобактерин изготавливается в жидкой форме. Объем гектарной нормы – 0,5 л/га – может быть использован как для обработки семян, так и для обработки посевов. Предпосевная обработка 1 т семян зерновых культур проводится рабочей смесью: 1 л азобактерина, 1–2 л раствора прилипателя и 3–4 л воды. Обработка посевов проводится смесью из расчета на 1 га: 0,5 л Азобактерина + 150–200 л воды.
Ризобактерин – бактериальное удобрение на основе ассоциативного диазотрофа Klebsiella planticola 5 для зерновых культур, обладающего множественным эффектом (фиксация атмосферного азота, биосинтез индолилуксусной кислоты, подавление жизнедеятельности корневых патогенов). Удобрение разработано в Институте микробиологии НАН Беларуси.
Применение Ризобактерина позволяет повысить урожайность зерна на 10–15 %, снизить химическую нагрузку на почву и дозы азотных удобрений на 20–30 %. По данным кафедры агрохимии УО БГСХА, урожайность зерна овса при инокуляции семян Ризобактерином увеличивалась на 5,2–8,7 ц/га, содержание сырого белка в зерне – на 0,9– 1,1 %. Урожайность зерна яровой пшеницы при применении Ризобактерина возрастала на 6,5 ц/га, озимой ржи – 6,2 ц/га.
Ризобактерин изготавливается в жидкой форме, объем гектарной дозы 0,2 л. Нормы расхода Ризобактерина для обработки 1 т семян яровой пшеницы составляют 1,1 л, для озимой ржи – 0,9 л, ячменя – 1,1 л. Непосредственно перед обработкой семян препарат разбавляют 10 л воды.
Разработана также усовершенствованная форма Ризобактерина с повышенным сроком хранения, прикрепляемостью и выживаемостью продуцента на корнях зерновых культур – Ризобактерин-С.
В условиях Беларуси фосфор второй по значимости элемент питания, играющий важную роль в формировании урожая и качества сельскохозяйственных культур.
Используя бактериальные удобрения на основе фосфатмобилизующих бактерий, можно повысить доступность труднорастворимых фосфатов для сельскохозяйственных культур. Из фосфатмобилизующих бактериальных удобрений в Беларуси наибольшее распространение получил фитостимофос.
Фитостимофос – фосфатмобилизующее бактериальное удобрение, действующим началом которого является живая культура и ростостимулирующие метаболиты микроорганизмов Agrobacterium radiobacter. Наряду со способностью трансформировать труднорастворимые фосфаты железа, алюминия и кальция в доступные для растений соединения фосфора, продуцент биопрепарата синтезирует биологически активные соединения (а-ИУК, рибофлавин, аминокислоты), а также хорошо приживается в ризосфере и колонизирует корни растений.
Фитостимофос эффективен при возделывании зерновых, зернобобовых и овощных культур, стимулирует прорастание семян, физиологические процессы в растениях. За счет повышения подвижности труднорастворимых фосфатов почвы позволяет компенсировать 15– 30 % применяемых фосфорных удобрений. Инокуляция семян сельскохозяйственных культур этим удобрением повышает урожайность, по обобщенным данным Института микробиологии НАН Беларуси, в среднем на 20 %.
Фитостимофос изготавливается в жидкой форме, объем гектарной нормы – 0,2 л. Норма расхода фитостимофоса, разбавленного в 10 л воды для обработки 1 т семян яровой пшеницы составляет 1,1 л, для кукурузы – 5,0 л, зернобобовых – 1,0 л, сои – 2,5 л.
В целом ряде стран сейчас успешно применяют совместную инокуляцию семян различных культур препаратами азотфиксирующих и фосфатмобилизующих бактерий, что позволяет одновременно улучшать азотное и фосфорное питание растений.
Ризобактерин + Фитостимофос – синергические препараты на основе диазотрофных и фосфатмобилизующих микробов-интродуцентов. Форма препарата жидкая.
Ризофос выпускается трех марок: для галеги, люцерны и клевера. Предназначен для усиления азотфиксирующей способности бобовых культур и фосфатмобилизации. Повышает урожайность семян галеги на 6,7 ц/га, люцерны – на 2,7, клевера – на 2,6 ц/га, зеленой массы – на 4,1, 16 и 8 % соответственно. Норма расхода – 200 мл/га.
Технология внесения бактериальных удобрений
Наиболее эффективно проведение предпосевной обработки семян бактериальными удобрениями в день посева в специальных помещениях или под навесом. Инокуляция семян бактериальными удобрениями осуществляется в машинах для протравливания семян ПС-10, КПС-10, ПС-10А, Мобитокс-Супер, Грамакс-В, Хеге-11, Ребер при условии предварительной очистки от химических препаратов, содержащих ртуть.
Предпосевная обработка семян бактериальными удобрениями может проводиться как с применением прилипателя, так и без него. В качестве прилипателя можно использовать 2%-ный водный раствор NаКМЦ. Для приготовления рабочего раствора прилипателя используются емкости, оснащенные перемешивающим устройством. Высушенный и измельченный NaКМЦ растворяют в воде при температуре 40–45 оС. Для обеспечения равномерного набухания в расчетное количество полимера при постоянном перемешивании добавляют 2/3 необходимого объема воды. Ориентировочная длительность перемешивания – 30– 40 мин. В случае неполного растворения полимера перемешивание продолжают.
При работе с бактериальными удобрениями работники должны быть обеспечены спецодеждой и индивидуальными средствами защиты: резиновыми перчатками, защитными очками, респираторами. При работе с бактериальными удобрениями не следует допускать попадания брызг на кожу и в глаза, что может вызвать раздражение. При попадании жидкости на покровы кожи и в глаза их следует тщательно промыть обильным количеством воды.
Бактериальные удобрения следует хранить в сухих помещениях, защищенных от попадания осадков и прямых солнечных лучей, оптимальная температура хранения от 0 до +4 оС. Срок годности зависит от вида и препаративной формы бактериальных удобрений.
