НОВОСТИ

Азотфіксація не звільняє від відповідальності, або Вирощування сої з акцентом на кальцій

ТЕГИ:

Нормальний розвиток рослин сої прямо пов’язаний із питанням правильного живлення. Формування вузликів на коренях рослини сої, наче робота мініатюрних фабрик із фіксації азоту, які генерують його з атмосфери, даючи рослині змогу продукувати білок. Показники родючості можуть регулюватися наявністю тих чи інших поживних речовин у ґрунті. Давайте визначимо, яких саме й чому.

 

Відеалі, для високоврожайної високопротеїнової сої потрібні 14 хімічних елементів, 11 із яких мають надходити ґрунтом у разі вирощування нежирних культур. Проте 10 мікроелементів є конче потрібними для вирощування будь­яких бобових культур. У сої, так само, як і в інших бобових, вуглець, водень і кисень засвоюються через повітря та воду. Всі бобові мають здатність узяти четверту складову, потрібну для повноцінного розвитку – азот – із повітря, але за умов співпраці з відповідними бактеріями, що обирають собі коріння рослини як середовище існування.

Особливість бобових рослин полягає у їх ефективній співпраці з бактеріями, що дають змогу бобовим забезпечувати себе чотирма основними компонентами практично без участі людини, тоді як небобові обмежені забезпечувати себе лише трьома. Чимало уваги приділяється тому, що бобові мають дістати з ґрунту ще десять поживних елементів, тоді як небобові менш вибагливі. Попит на ці елементи у ґрунті в бобових більший, ніж у небобових, позаяк уміст мінеральних речовин у бобових вищий. Ця вибагливість цілком зрозуміла, адже від підвищеного вмісту мінеральних речовин, нагромаджених у ґрунті, залежить ефективність роботи бактерій, що виробляють азот.

Ріст сої залежно від внесення кальцію (рН 4,4)

Позаяк соя, завдяки своїм чарівним бактеріям, може забезпечити себе азотом із повітря, це не має вводити нас в оману та звільняти від відповідальності: десять інших життєво важливих мікроелементів усе ще лежать у ґрунті. Проведені на сьогодні дослідження не приділяють належної уваги іншим поживним речовинам, що містяться у ґрунті, зосередивши увагу на формуванні вузликів та азотфіксації. Критично багато уваги приділяється лише деяким, а саме: кальцію, фосфору, магнію та калію, чотирьом найвизначальнішим у списку родючості ґрунтів. Розглянемо важливість цих речовин у контексті вирощування сої.

 

Вапнування

Традиції мистецтва землеробства вказують на потребу у вапнуванні при вирощуванні бобових. Зокрема підвищення врожайності сої справедливо пов’язували із вапнуванням. Лише нещодавно наука почала розуміти функцію вапнування, яка полягає у сприянні співпраці між рослинами та бактеріями. Перша версія вчених щодо ролі вапнування ґрунтів у поліпшенні росту бобових культур – у тому, що вапно було ефективним, позаяк вирівнювало показники кислотності ґрунту.

Це пояснення ось­ось втратить своїх прихильників з огляду на нагромадження доказів щодо складнішої взаємодії, ніж просто зниження кислотності.

 

Інокуляція

Річ у тім, що бобові бактерії є чутливими до кислотності ґрунту. Слабке формування вузликів часто­густо пов’язується зі зниженням життєздатності бактерій через закисленість. Однак успішна зав’язь вузлика – це дещо більше, ніж ідіосинкразія рослини та бактерій. Під цим «більше» маємо на увазі ґрунт, позаяк він живить і рослину, і бактерію достатньою мірою, щоб їх спільна діяльність зумовила не лише більший тоннаж, а й збільшення концентрації білків і мінералів у рослині.

Оскільки соя має бути забезпечена своїми специфічними бактеріями, під час першої сівби на новій ділянці здебільшого рекомендованою є практика інокуляції насіння. Невдала інокуляція насіння призведе до зниження здатності рослини формувати вузлики. Також інокуляція може захистити рослину від шкідливих бактерій і грибів, які могли залишитися у ґрунті від рослин­попередників, наприклад. Логічно припустити, що недостатнє живлення, спричинене збіднілим ґрунтом, ускладнює інокуляцію.

Аби перевірити поживність вапнування для рослин сої у кислих ґрунтах, хлорид кальцію вносили із гідроксидом кальцію.

Результати експерименту засвідчили, що хоча останній нейтралізував кислотність ґрунту тоді, як перший цього не робив, обробка хлоридом кальцію призвела до ефективнішої нодуляції, збільшення зеленої маси рослин і розгалуженішої кореневої системи із більшою кількістю вузликів відповідно. Отже, вапнування надає більше користі безпосередньо рослині, ніж як сполука, що знижує кислотність ґрунту.

 

Кальцій

То кому кальцій потрібен більше – сої чи бактеріям, що беруть участь в азотфіксації? У дослідженні було продемонстровано, що кальцій важливіший, ніж магній чи калій, на ранніх етапах життєдіяльності рослини.

Дефіцит кальцію може спричинити зараження грибковими інфекціями, які вадять інокуляції сої.

Для визначення мінімальної кількості кальцію, потрібної рослині для ефективного розвитку, його використовували у формі розчину та гранул. Останній метод давав змогу змінювати кількість речовини за різних ступенів кислотності (рН). Отже, зручніше було контролювати кількість кальцію за будь­якого ступеня рН. Ці дослідження засвідчили, що ріст сої на ранніх стадіях залежав куди більше від запасу кальцію, ніж від певного ступеня кислотності ґрунту. Нодуляція не могла відбутися, допоки рівень кальцію не був достатнім для переходу рослини до інокуляційного віку.

Отже, розвиток рослин сої і нарощення кількості вузликів залежали набагато більше від достатнього насичення кальцієм, ніж від коливань кислотності.

Навіть у ґрунті з нейтральною кислотністю вміст азоту залишався беззмінним у насінині та в дорослій рослині, якщо вона не одержувала кальцій у достатній кількості. На закислених ґрунтах, насичених природним кальцієм, азотфіксація проходила нормально. У нас є чіткі докази того, що вирощування сої має позитивний вплив на стан ґрунту, але за умови достатнього забезпечення рослини основними мікроелементами.

Ми можемо уявити собі конкуренцію між ґрунтом і рослиною за вапно. Потрібно розуміти, що ґрунт із вдячністю поглинає такі речовини як кальцій, калій і магній. У кислому ґрунті ми маємо враховувати потреби в кальції не лише рослини, а й ґрунту, щоб зменшити цю конкуренцію.

Отже, саме кальцій потрібний бактеріям бобових, позаяк вони живуть фактично незалежно від господаря і за обмеженого постачання вапна відчутно знижують свою ефективність.

 

Фосфор

Фосфор, як і кальцій, є конче потрібною умовою для активного виробництва вузликів і фіксації азоту. Проте фосфор пов’язаний із рослиною опосередковано й допомагає кращому засвоєнню кальцію. Соя має одну особливість: упродовж вегетації вона може насичувати ґрунт фосфором, втрачаючи його протягом розвитку.

 

Магній

Немає жодних свідчень тому, що соя має безпосередню потребу в магнії, але він, менше з тим, є важливою складовою процесу азотфіксації. Більшість ґрунтів не має нагальної нестачі цього мікроелемента. Магній сприяє засвоєнню кальцію та є доброю ілюстрацією того, як відбувається інтерстимуляція між хімічними елементами. Кінцеві результати такої взаємодії залежать від пропорції всіх складників у процесі.

 

Калій

Поліпшення інокуляції може також залежати від надходження калію до ґрунту. Експериментальні дослідження продемонстрували активацію виникнення вузликів і кращий ріст сої з усуненням дефіциту калію ґрунту. Однак калій не має таких визначальних якостей порівняно з кальцієм. Надлишок калію щодо кальцію сприяє збільшенню врожайності, але завдяки масі зерна, а не завдяки вмісту білка, знижуючи харчову поживність. Соя, яка мала більше калію, ніж кальцію, буде поживнішою як корм тваринам.

 

 

Хімія та висновки

Отже, інокуляція не є обов’язковою практикою, але є практикою взаємовигідної співпраці рослин і бактерій. І бактерії, і рослина мають свою вигоду від такого співіснування – вони разом здатні виокремлювати азот із газоподібного стану, в якому він перебуває в атмосфері, але може статися це лише тоді, коли ґрунт може щедро забезпечити їх усіма потрібними елементами.

Успішний ріст сої на неродючих ґрунтах не може бути гарантований просто введенням певних мікроорганізмів. Має бути виконано кілька умов: якісний посадковий матеріал, належний рівень забезпечення кальцієм, фосфором і калієм. Якщо ґрунт добре не живиться, інокульовані бактерії не приживуться, щоб надати сої ту єдину відмінність від небобових – здатність до азотфіксації.

Покладатися лише на родючість ґрунту не варто. Всі складові успіху мають діяти в комплексі – якісний ґрунт, мікроелементи та якісне насіння.

Ось висновки тестування значення кальцію для сої.

  1. Було проведено експериментальне дослідження впливу кальцію на родючість сої на кислих ґрунтах задля визначення ролі кальцію в інокуляції.
  2. Розділена коренева система соєвих бобів, половина якої була вирощена в кислих ґрунтах, а інша – в тих самих ґрунтах, але забезпечена кальцієм, дала такі самі результати, як і рослини, що виросли на різних ґрунтах. Це вказує на те, що кальцій відіграє певну фізіологічну роль в азотфіксації та сприяє утворенню більшої кількості кореневих вузликів (принаймні впродовж експерименту).
  3. Додавання вапна до кислого ґрунту (рН 5,4), в якому вже були потрібні мікроорганізми (після вирощування сої­поперед­ника), дало відчутне збільшення утворення вузликів (до 120 %). Це дає змогу припустити, що ефект вапнування не є обов’язковим для збереження живих бактерій, що застосовуються для інокуляції, позаяк у цьому разі вапнування збільшило кількість вузликів, завдяки організмам, які від початку були наявними у ґрунті. Вочевидь, вапно чинило фізіологічну дію на рослини, а можливо, й на мікроорганізми у ґрунті, сприяючи збільшенню вироблення вузликів.
  4. Додавання невеликої кількості хлориду кальцію до кислого ґрунту (pH 5,5) підвищувало життєздатність організмів radicicola, нанесених на зерно у вигляді чистих культур, і стимулювало рослину­живителя.
  5. Кальцій продемонстрував свою ефективність на ранніх етапах розвитку рослини. Вапнування, проведене на 10‑й день вегетації, не дало того ефекту, як те, що було проведено разом із висадженням насіння.
  6. Вплив кальцію на рослину простежується на клітинному рівні та залишається відчутним упродовж усього періоду вегетації. Він має чималий вплив на формування клітинної сітки та здатності до утворення вузликів порівняно з контрольною групою рослин, які не проходили інокуляції та вапнування.

 

Вільям Альбрехт 

За редакцією Чарльза Уолтерса (джерело – ecofarmingdaily.com)

Переклад – Лада Антомонова

ВИДЕО
СОБЫТИЯ