5.7 Метод с использованием меченого азота

Симбиотически фиксированный азот бобовых (Nф) определяется как разница между общим содержанием азота в бобовом растении (Nб) и суммой количества азота, поступившего в растение из удобрений (Nу), почвы (NП) и семян:

Nф = Nб – (Nу + NП + Nc).

Для определения показателя NП предлагается использовать зависимость между количеством почвенного азота, поступившего в растения (NП), запасом усвояемого азота почвы (АN) и коэффициентом использования растениями минерального азота удобрения (К). Эта зависимость выражается формулой

NП = АN * К/100.

Показатель АN устанавливается по методу изотопного разведения с помощью злаковой культуры, показатель К для бобовой культуры – изотопным методом. Допускается, что К одинаков как для азота удобрения, так и для азота почвы.

Обзор существующих методов определения размеров азотфиксации показывает, что все они страдают теми или иными существенными недостатками, затрудняющими в полевых условиях установить истинные величины вовлечения атмосферного азота в земледелие через культуру бобовых. Из четырех спряженных показателей азот в растениях – N общий, N удобрений, N почвы и N атмосферы – мы можем точно определить первые два. Главная трудность – в определении азота почвы. Наиболее доступным в полевых условиях является метод сравнения бобовых и злаковых культур по содержанию азота.

6. Пути повышения эффективности биологической азотфиксации

6.1 Агротехнические мероприятия

А) Создание оптимальных условий в почве для размножения и развития бактерий-азотфиксаторов. Сюда входят: изменение реакции среды до оптимальной за счет известкования, подбор необходимой структуры, либо улучшение ее за счет внесения органических удобрений, по возможности обеспечение почвы влагой в засушливых регионах, создание фона элементов питания, необходимых азотфиксаторам (в особенности по микроэлементам);

Б) Корректировка доз азотных удобрений с учетом азотфиксирующей способности бактерий. Как уже говорилось выше, внесение минерального азота способно существенно снизить или даже свести на нет биологическую фиксацию молекулярного азота атмосферы. Поэтому в ряде случаев возможен даже полный отказ от внесения азотных удобрений (например, под зерновые бобовые культуры)

6.2 Применение бактериальных препаратов в земледелии

Биологической альтернативой минеральным азотным удобрениям является биологическая фиксация молекулярного азота атмосферы. Биопрепараты на основе азотфиксирующих бактерий обладают широким спектром действия, их использование позволяет снизить норму минеральных азотных удобрений, что положительно сказывается на уровне нитратов и нитритов в продукции.

Биопрепарат ризотрофин на основе клубеньковых бактерий родов Rhizobium и Bradyrhizobium. Препараты клубеньковых бактерий сейчас широко используются во многих странах. Использование этих препаратов совершенно необходимо, когда в данной местности вводят новые культуры бобовых, и в составе флоры нет перекрестно заражающихся с ними растений.

Под бобовые растения применяется около 1,5 млн. га порций ризоторфина в год. Ризоторфин позволяет уменьшить объемы применения азотных удобрений; препарат разработан практически для всех бобовых, возделываемых в настоящий момент. Агрономическая эффективность ризоторфина для бобовых культур составляет в среднем 10-30%. При интродукции новых бобовых культур (люпин, люцерна, козлятник) эффективность бактеризации может составлять 50-100%, а сбор белка увеличивается в 2-3 раза (http://www.biotechnolog.ru).

Помимо ризоторфина существует ряд препаратов, созданных на основе свободноживущих бактерий-азотфиксаторов. Также разработаны препараты на основе культур цианобактерий, которые в основном применяются в тропических и субтропических зонах, а также на посевах риса, и препараты на основе ассоциативных азотфиксирующих бактерий (агрофил, мизорин, ризаргин, флавобактерин и др.)

Еще используют нитрагин - препарат, содержащий специально отселекционированные высокоактивные штаммы клубеньковых бактерий. Необходимость иннокуляции бобовых растений нитрагином объясняется следующими причинами. Бобовые культуры, впервые вводимые в той или иной зоне, вследствие узкой специфичности бактерий к растению-хозяину оказываются лишенными своего симбионта и не могут быть накопителями азота из атмосферы, а полностью переходят на питание азотом за счет почвы и удобрений. В таких случаях ннтратинизация - обязательный прием агротехники бобовых культур. Кроме того, длительное пребывание в почве клубеньковых бактерий без растения-хозяина, а также в неблагоприятных условиях среды (повышенная кислотность почвы, засуха или затопление, недостаток элементов минерального питания, источников энергетического материала и т.д.) приводит к снижению их азотфиксирующей активности. Целесообразность применения нитрагина вызвана еще и тем, что наряду с активными штаммами в почвах довольно широко распространены неактивные и малоактивные клубеньковые бактерии, которые не могут обеспечить бобовые растения биологическим азотом. Применение нитрагина, содержащего высокие титры активных селекционных штаммов клубеньковых бактерий, - один из главных приемов повышения не только урожайности бобовых культур, но и уровня накопления общего и биологически связанного азота в растениях и почве (Минеев, 2004).