ФАКТОРИ, ЩО ЛІМІТУЮТЬ БІОЛОГІЧНУ АЗОТФІКСАЦІЮ

Альтернативою мінеральному азоту може бути використання феномену біологічної фіксації молекулярного азоту атмосфери бактеріями-азотфіксаторами. Про глобальність цього процесу свідчить той факт, що із 75 млн. т азоту, які щорічно споживають рослини, 60 % забезпечується за рахунок діяльності мікроорганізмів, що зв'язують молекулярний азот у легкозасвоювані рослинами форми.

ГорохНа сьогодні біологічна азотфіксація – це безальтернативний шлях забезпечення рослин азотом, який не порушує екологію природного середовища. Крім того, широке використання азотфіксації у практиці сучасного сільськогосподарського виробництва дозволяє забезпечити високий вихід рослинного білка з гектара без застосування дорогих та екологічно небезпечних мінеральних азотних добрив.

Біологічний азот знайшов широке застосування не лише в системі інтенсивних технологій, а й в отриманні екологічно чистої продукції рослинництва. Оскільки використання в цьому випадку мінеральних добрив є неприпустимим, то біологічний азот, який фіксується бульбочковими бактеріями, є, по суті, єдиним і головним джерелом отримання рентабельних, екологічно чистих урожаїв.

Незважаючи на значні переваги біологічної азотфіксації, порівняно з мінеральними азотними добривами, існує ряд лімітуючих факторів, які обмежують її ефективність.

По-перше, формування бульбочок за своєю суттю є інфекційним процесом. Проникнення у корінь бактерій в період формування симбіозу активізує захисні механізми рослин і викликає затримання їх розвитку на 3–5 днів.

По-друге, ефективність симбіотичних систем значною мірою залежить від погодних умов та особливостей ґрунту. Оптимальна температура для утворення бульбочок у рослин помірної зони лежить у межах 10–20 оС, а в теплолюбивої сої – 22–28 оС. За низьких температур бульбочки можуть утворюватись, але азотфіксація в них не відбувається. В умовах низьких значень рН ґрунту в ризобій спостерігається послаблення або втрата вірулентності (здатності проникати в корінь бобової рослини та утворювати бульбочки), що суттєво зменшує ефективність інфікування рослин. Оптимальне значення рН знаходиться в межах 5,5–6,5. Засолення ґрунтів, особливо вторинне, яке виникає за умови порушення режимів зрошення, також пригнічує поширення та ефективність різних видів бульбочкових бактерій.

Сільськогосподарські угіддяПо-третє, процес азотфіксації потребує витрат великої кількості енергії. Завдяки симбіотичним взаємозв'язкам мікроорганізми для відновлення інертної молекули азоту атмосфери одержують можливість використати енергію світла, перетворену фотосинтетичним апаратом рослини-хазяїна.

У свою чергу продукти азотфіксації, які транспортуються в надземну частину рослини, позитивно впливають на процес фотосинтезу, на розподіл фотоасимілятів та азотовмісних речовин між органами рослини, що можуть знижувати або підвищувати продуктивність бобових рослин. Водночас, коефіцієнт використання енергетичних субстратів на азотфіксацію у бульбочкових бактерій складає 10–12 %, що в 10–12 разів більше, ніж у вільноживучих азотфіксаторів. Розрахунки доводять, що на 1 г фіксованого азоту бобові рослини витрачають 12 г органічного вуглецю. Отже, хоча азотфіксація знижує собівартість сільськогосподарської продукції, рослині такий «дієтичний» азот коштує досить дорого.

Незважаючи на такий «недолік» сьогодні у всьому світі спостерігаємо зацікавлення біологічними препаратами для сільського господарства. В індустріально розвинених країнах, що мають великі можливості щодо застосування мінеральних добрив, питанню біологізації сільськогосподарського виробництва надається виняткове значення. Про це свідчать світові обсяги виробництва препаратів на основі азотфіксувальних бактерій. Водночас в Україні бульбочковими бактеріями інокулюється менше половини насіння бобових культур.


Зробити замовлення