14.4. Применение удобрений

Согласно данным ФАО в расчете на 1 га пашни в мире вносят 98 кг по д.в. минеральных удобрений с коле­баниями по странам от 8,0 кг (Казахстан) до 430 кг д.в. (Япония). Высокие дозы минеральных удобрений вносят в Великобритании (343 кг д.в.), Китае (319 кг д.в.), Германии (258 кг д.в.), Италии (220 кг д.в.). В России вносят лишь 32 кг д.в. минеральных удобрений, в Украине — 24.

В связи с биологизацией и ландшафтизацией расте-ииенодства в мире предусматривается коренное изменение в химизации агротехнологий, переход на производство экологически чистых удобрений и препаратов для защиты растений, строго дозированного их использования с уче­том фитосанитарного мониторинга. Обращается внимание на необходимость повышения их эффективности, качества продукции, усовершенствования приемов и способов при­менения искусственных удобрений и пестицидов.

По нормативам ФАО на душу населения необхо­димо вносить минимум 30 кг ИРК при широком исполь­зовании местных органических удобрений, сидератов и др. Только при этом возможно повышение урожайности сельскохозяйственных культур в 2-3 раза.

14.5. Азотфиксация

Ежегодно при возделывании сельскохозяйственных растений в мире используется до 140 млн. т азота за счет фиксации его из воздуха.

В Украине и за рубежом ведутся широкие исследо­вания, связанные с повышением эффективности нитраги-нации (инокуляции) семян. Создаются новые формы ино-кулянтов, разрабатываются экономичные способы их вне­сения. Особое внимание уделяется выведению высо­коэффективных штаммов азотфиксирующих бактерий рода ризобиум методами аналитической селекции, мутагенеза и генной инженерии практически для всех бобовых расте­ний. Установлена способность бактерий азоспирилл, оби­тающих в ризосфере растений семейства мятликовых, пас­леновых, сельдерейных усваивать азот атмосферы. Изго­товленные на основе выделенных бактерий инокулянты придают азотфиксирующую способность растениям ука­занных семейств. Считают, что при благоприятных усло-

виях зерновые культуры за счет этого источника смогут удовлетворить свою потребность в азоте на 17—40%.

В настоящее время в сельском хозяйстве широко применяются препараты клубеньковых бактерий, усили­вающих азотфиксацию. Впервые такой препарат (нитра­гин) был получен в 1896 году Ф. Ноббе и Л. Гильтнером. В препарате содержалась смесь культур клубеньковых бак­терий наиболее распространенных видов бобовых.

Уже создано более 30 высокоэффективных штам­мов клубеньковых бактерий. Применяют три вида нитра­гина: почвенный нитрагин, сухой нитрагин, ризоторфин. Наиболее эффективен ризоторфин, используемый для ино­куляции — обработки перед посевом семян бобовых рас­тений. Ризотор^ид— это чистая культура клубеньковых бактерий, поддерживаемых в активном состоянии на спе­циально подготовленном торфяном материале — носителе. В одном грамме ризоторфина содержится не менее 1 млрд. клеток медленно развивающихся бактерий, применяемых для бактеризации семян гороха, вики, сои, люцерны и дру­гих культур. Ризоторфин усиливает образование клубень­ков, улучшает азотное питание бобовых растений, повы­шает устойчивость к заболеваниям, оказывает положи­тельное влияние на плодородие и структуру почвы.

Каждой бобовой культуре соответствует своя груп­па бактерий. Например, бактерии клевера не влияют на го­рох. Применение ризоторфина дает эффект на всех бобо­вых^ культурах, особенно на сбё и люцерне. Средние при­бавки составляют 9-10 ц/га сена многолетних бобовых трав, 2-3 ц/га зерна и 30-60 ц/га зеленой массы гороха.

Ризоторфин не только повышает урожай, но и улуч­шает его качество за счет увеличения содержания протеи­на. Так, дополнительный сбор протеина составляет для сои — 160-540 кг/га, гороха — 50-220, люцерны — 100-300 кг/га.

БОЛЬШОЙ интерес, как отмечалось, вызывает недав­но открытое явление так называемой ассоциативной азот-фиксации, когда бактерии живут не в клубеньках бобовых культур, а на поверхности корней, в том числе и таких, как пшеница, кукуруза, рожь, сорго, просо, многие техниче­ские культуры и кормовые травы. Процесс азотфиксации у бактерий, обитающих на корнях небобовых растений, идет слабее, чем у клубеньковых. По данным Института расте­ниеводства России, урожай картофеля и кормового сорго при внесении ассоциативных азотфиксаторов возрастает на 15%.

В азотфиксирующих системах очень важен и второй компонент — само высшее растение. Необходимо вести селекцию на его способность лучше использовать биоло­гический азот. Так, выявлены формы растений с активно­стью азотфиксации в 2-2,5 раза выше, чем у контрольных сортов.

Азотфиксирующие бактерии вызывают у многих растений ответную реакцию: начинают усиленно выраба­тывать аскорбиновую кислоту и каротин, что способствует повышению качества урожая.

Основные симбиотические свойства клубеньковых бактерий заключены в особых структурах — плазмидах, способных переходить из клеток одних видов бактерий в клетки других. Это открывает широкие возможности для генной инженерии, переноса плазмид в другие почвенные микроорганизмы и на их основе конструировать штаммы с заранее заданными свойствами.

Нитрогенезная активность азотфиксирующих бак­терий контролируется нифопероном, включающим 17-18 отдельных генов. Недавно появилось сообщение об ус­пешном переносе нифоперона из клубеньковых бактерий в геном сои. Такие растения способны фиксировать атмо­сферный азот и не нуждаются в азотных удобрениях. Пе-

98

ренос кластера генов, контролирующих фиксацию атмо­сферного азота в геном растений, особенно зерновых и технических принципиально изменил бы экологическую ситуацию.

Большой интерес представляет получение путем гибридизации таких штаммов азотфиксирующих бактерий, которые оказались бы в состоянии вступать в симбиоти-ческую связь с зерновыми и техническими культурами.

Интересные данные при изучении экологического эффекта от применения азотфиксаторов получены в УкрНИИ сельскохозяйственной микробиологии. Использование симбиотических азотфиксаторов под бобовые культуры позволило дополнительно накопить азота до 53 кг/га, а ас­социативных — 10-15 кг/га. Препараты, применяемые для обработки семян перед посевом, позволяют за счет повы­шения фиксации атмосферного азота увеличить урожай­ность на 15-20% и более.