Азотфіксуючий потенціал сої та сучасні підходи до його реалізації

В умовах сьогодення питання вирощувати сою чи ні перед вітчизняними аграріями вже не стоїть. Площі посівів даної культури в Україні стрімко зростають щороку. Цьому сприяє економічна доцільність та наявність сучасних високоефективних агротехнологій. На ринку представлено велику кількість високопродуктивних сортів сої як вітчизняної так і зарубіжної селекції, широкий спектр засобів захисту від ґрунтових гербіцидів до дефоліантів, мінеральні добрива, інокулянти, а також вся необхідна техніка. Проте середня урожайність сої в нашій державі все ще залишається нижче ніж у світі (1,5 проти 2,3 т/га). Головним проблемою цього на нашу думку є невчасно, невірно або навіть нераціонально прийняті рішення при вирощуванні культури.
Одним з обов'язкових агроприйомів при вирощуванні сої є інокуляція насіння біологічними препаратами бульбочкових бактерій, саме обов'язковим, а не вирішальним як пише багато авторів. Реалізація азотфіксуючого потенціалу зернобобових культур залежить від безлічі факторів, насамперед від агрокліматичних умов, властивостей ґрунту, забезпеченості рослин елементами мінерального живлення, наявності в ґрунті специфічних бульбочкових бактерій та ін. Вивченням цих факторів, з метою управління процесом азотфіксації для підвищення продуктивності зернобобових культур займаються у Відділі агроекології і біобезпеки Інституту агроекології і природокористування НААН.
Спираючись на теоретичні та експериментально перевірені знання розглянємо основні моменти цього питання:
якість посівного матеріалу – один з головних чинників отримання високих і стійких врожаїв. Оскільки лише здорове насіння може даті однорідні та «дружні» піди і забезпечити розвиток всіх послідовних стадій розвитку рослин сої від початку проростання до збору врожаю.
Одним з факторів, що обмежує активність симбіозу сої є підвищена кислотність ґрунту. Діапазон значень рН ґрунтового розчину для симбіозу сої коливається від 5,5 до 8,5, проте потужний симбіотичний апарат соя формує при оптимальних значеннях рН від 6,6.до 7,0. На кислих ґрунтах рослини сої менше утворюють кореневих волосків, зменшується поглинаюча здатність кореневої системи, сповільнюються обмінні процеси у рослині. Крім того, з власних досліджень та літературних джерел відомо, що у кислих ґрунтах бульбочкові бактерії знаходиться в значних кількостях, але за таких умов вони втрачають вірулентність та активність.
Нестача вологи негативно впливає не лише на рослини сої, а й на бульбочки. В результаті відбуваються певні зміни у фотосинтезі, що в свою чергу викликає дефіцит вуглеводів у рослинному організмі, оскільки включаються механізми збереження і всі поживні елементи витрачаються на побудову та розвиток кореневої системи, а саме нових корінців, для "пошуку" води. Таким чином, нестача вуглеводів у рослині знижує активність рівня азотфіксації, що в свою чергу спричиняє некротичні процеси у бульбочках. Після нормалізації водного обміну у рослині яка перенесла водний стрес старі бульбочки вже не відновлюються своїх функцій, а в тієї годину на периферійних корінцях кореневої системи утворюються нові дрібні бульбочки, рівень фіксації азоту яких значно нижчий ніж тих, що втратили життєздатність.
Активність бульбочкових бактерій значною мірою залежить від забезпечення їх джерелом енергії. До того часу поки в рослинах сої не починається формування насіння та складаються сприятливі умови навколишнього середовища, бактеріальні віроїди у бульбочках використовують у своїх обмінних процесах вуглеводи для свого розвитку і діяльності. Після того коли починає наливатись насіння відбувається відтік вуглеводів та закладання їх у вигляді поживних речовин ендосперму. У бульбочках тім годиною дефіцит вуглеводів спричиняє затухання всіх фізіологічних процесів у тому числі і зниження фіксації азоту і в кінці кінців відбувається старіння та відмирання бульбочок.
Існують суперечливі думки щодо доцільності застосування азотних добрив при вирощувані сої. На думку одних, рослини соя повністю забезпечують себе азотом за рахунок азотфіксації і внесення добрив не доцільно, оскільки останні гальмують процес азотфіксації. Ми рекомендуємо внесення "стартові" 20-30 кг/га мінерального азоту під передпосівну культивацію. Крім того при своєчасному формуванні симбіотичного апарату у фазі 4-го – 5-го трійчатого листка, альо при помітному азотному голодуванні рослин рекомендується позакореневе підживлення сої близько 10 кг/га азоту. За такої схеми вирощування сої, спостерігається певне уповільнення процесів азотфіксації проте не незворотньо, після використання рослиною мінерального азоту процес азотфіксації відновлюється, що в кінцевому результаті позитивно відображається на врожаю.
Основні моменти функціонування симбіозу рослин сої і бульбочкових бактерій вивчали у виробничих дослідах закладених у Вінницькій області у 2014 році (рис. 1).
Рис. 1 Виробничі досліди посівів сої у Вінницькій області, 2014 рік
В якості інокулянту використовували комплексний за складом препарат Ризоактив, який випускається в трьох марках, Р. (рідкий), Т (порошок на основі торфу), В (порошок на основі активованого вугілля) з титром бактеріальних клітин не менше 6 млрд. КУО (колоній утворюючих одиниць).
Утворення бульбочок на коренях рослин сої за інокуляції насіння препаратом Ризоактив марки Р відмічали на 15-й день після появи сходів у фазу першого трійчастого листка. Через 6 днів (21е день вегетації рослин сої ) у бульбочках з'єднання являвся червоний пігмент – леггемоглобін, основна функція якого забезпечення енергетичних центрів киснем і сприяння у вивільненню енергії для фіксації азоту повітря.
Згідно з загальноприйнятими методами встановлено, що тривалість симбіозу (рис. 2) рослин сої і бульбочкових бактерій (загальний симбіоз) становила 78 днів. З них активно азот атмосфери бобово-ризобіальна система фіксувала протягом 67 днів (активний симбіоз). Встановлено, що впродовж активного симбіозу бобово-ризобіальною системою фіксувалося 127 кг азоту на 1 га.
Різниця тривалості загального і активного симбіозу складає 11 діб, що вказує на те, що сама по собі наявність бульбочок на коренях рослин сої ще не говорити про фіксацію азоту повітря.
Необхідно, щоб бульбочки не лише утворилися, а були метаболічно активними тобто містили синтезований леггемоглобін.
Якщо співставити розрахунки кількості днів активної фіксації азоту з математичною ефективність вже фіксованого азоту бобово-ризобіальною системою у фізичній величині (рис. 2 та 3) то виявляється, що в період однієї з найдовших фаз симбіозу, фазі трійчастого листка (18 днів) фіксується всього лише 10% від загального фіксованого азоту. Навпаки ж сума днів найкоротших фаз бутонізації та цвітіння (18 днів), забезпечують 46 % загальної кількості фіксованого азоту, що в нашому досліді складає 58,4 кг/га. Необхідно зазначити, що протягом середньої за тривалістю фазі утворення бобів (15 днів), фіксується найбільша частина біологічного азоту. У фазі визрівання насіння спостерігались морфологічні зміни бульбочок, зменшувалась кількість леггемоглобіну, починав переважати фермент холеглобін і саме при візуальній оцінці бульбочок спостерігали їх позеленіння, що достовірно свідчило про зниження процесу азотфіксації у кореневій зоні рослин.
Отже, використання вище висвітленої інформації дозволяє аграріям приймати управлінські рішення щодо забезпечення комплексу необхідних заходів, що дозволять від фазі бутонізації до утворення бобів максимально використати потенціал біологічної фіксації азоту. Питання підживлення, внесення ріст стимуляторів та оброблення пестицидами доцільно вирішувати до початку фазі бутонізації. У фазі визрівання насіння виробничники повинні зосередити увагу на заходи, що дозволять збільшити вміст протеїну у бобах та вчасно зібрати врожай з найменшими втратами.
Вісь такі прості секрети необхідно знаті тім хто займається вирощуванням сої для того щоб максимально реалізувати природно закладений та генетично обумовлений азотфіксуючий потенціал бобово-ризобіальної системи та отримати врожай на рівні світового, а тієї краще. Бо народна мудрість говорить, що Природа сама знає, що робити, що краще і коли це доречне, а ми можемо прислухатись та скористатись її безмежністю.