Применение инокулянтов для бобовых культур за последние 100 лет доказало свою эффективность, как с точки зрения повышения урожайности растений и положительного влияния на экологию так и с точки зрения экономии финансовых средств. Применение азотфиксирующих бактерий позволило практически полностью исключить использование минеральных азотных удобрений в технологиях выращивания бобовых культур. Но теперь возникает другой вопрос – есть ли необходимость проведения инокуляции семян, если культура высевается на данном поле второй год подряд (монокультура) или возвращается через 1-2 года (короткоротационный севооборот). 

В плену стереотипов 

Бытует мнение, что для интродукции (заселения) микроорганизмов в почву достаточно их внести несколько раз. После этого появляется стойкая популяция, адаптированная к данным типам почв и способная выживать в конкретных агроклиматических условиях. Как пример, приводят растения гороха, культуры, которая выращивается в наших почвах достаточно длительный период и ее высевание практически в любые грунты приводит к образованию клубеньков без применения инокулянта.

Наши фермеры очень часто ссылаются на опыт заокеанских коллег, которые не применяют инокулянты для сои при выращивании культуры в короткой ротации, когда она возвращается на поле через год. Количество сформированных клубеньков на неинокулированных растениях очень часто равно их количеству на обработанных, а в редких случаях даже больше. С точки зрения логики потребителя все вроде бы правильно, но… если бы стояла задача собрать максимальное количество клубеньков. Для того чтобы показать заблуждения, давайте рассмотрим этот вопрос с точки зрения сначала биологии процесса, а потом посчитаем его экономику.

Ломаем стереотипы

Обычно при приобретении инокулянтов для сои потребители задают главный вопрос: какой титр у препарата? Почему это так важно? Дело в том, что для эффективного формирования клубеньков необходимо определенное количество микроорганизмов, которые смогут конкурировать в почве не только с аборигенными ризобиями, но и с другими более активными микроорганизмами. Учитывая низкую, как для бактерий, скорость размножения данных микроорганизмов у них есть все шансы проиграть эту «битву». Для формирования стойкой популяции бактерий необходимо их внесение на протяжении нескольких лет - и это не исключает повторную интродукцию через определенный период.

Вторым аргументом в пользу повторной инокуляции сои является нанесение бактерий прямо на семена, то есть непосредственно в зону формирования корня, ведь аборигенные штаммы обычно рассредоточены по всему объему почвы, что автоматически снижает их количество возле семян.

Следующий аргумент состоит в том, что, с одной стороны, бактерии, которые выжили в почве, после предыдущей инокуляции сои адаптированы под условия окружающей среды, но с другой – мы не можем быть уверены, что после перезимовки, воздействия засухи, высоких и низких температур они не потеряли своих полезных свойств. Особенно это актуально при возвращении бобовой культуры через год. Кроме того, мы часто используем химические средства защиты растений, которые, как доказано многочисленными опытами, существенно изменяют баланс микрофлоры в сторону развития неблагоприятных микроорганизмов. Конечно, в этом случае можно провести анализ почвы на наличие бактерий-симбионтов, но насколько это целесообразно, учитывая его стоимость в сравнении с ценой самого инокулянта для сои?

Еще одним аргументом для применения повторной инокуляции, при возвращении бобовой культуры через год  является тот факт, что состав бактерий почвы регулируется в первую очередь составом корневых выделений растений. Таким образом, за счет предыдущей культуры севооборота возможно увеличение количества микроорганизмов, которые могут препятствовать эффективному проникновению ризобий в корни бобового растения-хозяина. И именно благодаря этому эффекту мы очень часто наблюдаем более активное формирование клубеньков при выращивании инокулированой сои по сое.  

Но главный аргумент состоит в том, что эффективность инокулянтов для сои выражается не в количестве сформированных клубеньков, а в их способности фиксировать азот и стимулировать рост и развитие растений. Эффективность фиксации азота у каждого клубенька может отличаться в несколько, а иногда и десятки раз. И называется этот параметр – удельная азотфиксирующая активность. Например, растения с 10 клубеньками и 50 могут фиксировать одинаковое количество азота. Объяснить этот феномен можно тем, что растение формирует такое количество клубеньков, которое необходимо для его устойчивого развития или которое оно может обеспечить продуктами фотосинтеза. Незначительное количество клубеньков не всегда свидетельствует о некачественном инокулянте для сои, а наоборот, это может быть признаком высокоэффективного штамма. И напротив – большое количество клубеньков может свидетельствовать о малоактивности микроорганизма-симбионта. Но истину в таком случае можно будет установить либо с помощью хроматографического анализа активности самого процесса азотфиксации, либо за счет анализа почв на содержание азота. Косвенным аргументом может служить и продуктивность растений, но тут уже существует влияние многих субъективных факторов, таких как климатические условия в период формирования зерна, токсический эффект от средств защиты растений или развитие болезней.

Почему-то у нас применение инокулянтов для сои обычно воспринимается как построение в почве фабрик биологического азота. На самом деле бактерии выполняют значительное количество дополнительных функций, которые помогают растению расти и выживать в условиях природных стрессов. Например, колонизируя корни, они не позволяют патогенам проникать в растения и вызывать заболевания, выступая, таким образом, в роли биопестицидов. А еще микроорганизмы продуцируют биологически активные вещества, которые не только стимулируют рост растений, но и повышают их устойчивость к засухе, низким и высоким температурам и другим стрессам, выполняя роль регуляторов роста и антистрессантов, причем с пролонгированным действием.  И эти свойства бактерий являются не менее важными, чем их способность фиксировать азот.

От теории к практике: Эффективность на поле

Но это все теория. Как это выглядит на практике, попытаемся представить на примере применения инокулянтов для сои крупнейшего украинского производителя микробных препаратов - компании «Энзим-Агро» - в среднестатистическом отечественном хозяйстве.

В 2016 году в ФХ «СадОК» с. Забелочье, Радомышльского района, Житомирской области для предпосевной обработки семян сои сорта Мэдисон, использовали инокулянт для сои БиоМаг Соя в дозировке (3 л/т), а также экстендер (1 л/т) производства «Энзим-Агро».

Следует отметить, что на опытном и контрольном поле уже неоднократно выращивалась соя с применением инокулянтов для культуры различных производителей. Посев проводили 20 мая. Предшественником была кукуруза на зерно, которая, в свою очередь, высевалась после сои. Площадь опытного участка – 8 га, площадь контрольного участка – 4 га. На контрольном и опытном участке были использованы общепринятые в хозяйстве технологии выращивания сои. Кроме того на старте давали сульфат аммония в дозе 100 кг/га.

Проведенный отбор растений сои в фазу цветения свидетельствует, что условия весны - начала лета 2016г. способствовали активному росту растений сои и формированию корневых клубеньков. При визуальном сравнении растений контрольного и опытного вариантов было отмечено лучшее развитие растений в варианте с дополнительным применением инокулянта для сои БиоМаг Соя (фото 1).

Фото 1. Влияние предпосевной обработки семян на развитие растений сои (1-контроль, 2 - опыт. В варианте с предпосевной обработкой инокулянтом BiNitro – Соя наблюдали формирование развитой корневой системы и интенсивное накопление вегетативной массы)

Фото 1. Влияние предпосевной обработки семян на развитие растений сои: 1 контроль, 2 опыт. В варианте с предпосевной обработкой инокулянтом БиоМаг Соя наблюдали формирование развитой корневой системы и интенсивное накопление вегетативной массы

В опытном варианте наблюдали лучшее развитие зеленой массы и формирование мощной и разветвленной корневой системы, что положительно влияет на процессы питания растения и способствует росту коэффициента усвоения макро- и микроэлементов из минеральных удобрений и почвы. Взвешивание растений подтвердило результаты визуального обследования посевов – в варианте с использованием инокулянта для сои отмечали прирост массы растения на 14,2% (рис. 1).

Рисунок 1. Влияние предпосевной обработки семян на накопление вегетативной массы растений сои (фаза цветения)

Рисунок 1. Влияние предпосевной обработки семян на накопление вегетативной массы растений сои (фаза цветения)

Благоприятные погодные условия положительно влияли на формирование корневых клубеньков, как в контрольном, так и опытном вариантах (фото 2). Детальный анализ формирования симбиотических систем свидетельствует о более интенсивном формировании клубеньков на растениях опытного варианта (табл. 1).

Фото 2.  Влияние предпосевной обработки семян сои на формирование корневых клубеньков  (1 - опыт, 2 - контроль. В опытном варианте отмечали формирование большего количества клубеньков, которые в основном размещались на главном корне в опытном варианте лишь единичные клубеньки размещались на главном корне)

Фото 2.  Влияние предпосевной обработки семян сои на формирование корневых клубеньков: 1 опыт, 2 контроль. В опытном варианте отмечали формирование большего количества клубеньков, которые в основном размещались на главном корне, а в опытном варианте лишь единичные клубеньки размещались на главном корне

 

В случае применения инокулянта БиоМаг Соя было отмечено увеличение количества клубеньков в 2,1 раза, а их масса возрастала в 3,4 раза в сравнении с контролем.

Также следует отметить, что в варианте с обработкой семян инокулянтом для сои формирование клубеньков происходило в основном на главном корне. На контрольном участке образование клубеньков на главном корне отмечено лишь у единичных растений.

Таблица 1. Влияние инокулянта на формирование симбиотической системы у сои

Таблица 1. Влияние инокулянта на формирование симбиотической системы у сои

Более активное клубенькообразование способствовало увеличению азотфиксирующей активности у сои – активность азотфиксации при предпосевной обработке семян инокулянтом возрастала в 3,1 раза, что, соответственно, повышало эффективность обеспечения растений биологическим азотом (рис. 2).

Рисунок 2 - Влияние предпосевной обработки семян сои на активность азотфиксации корневых клубеньков.

Рисунок 2 - Влияние предпосевной обработки семян сои на активность азотфиксации корневых клубеньков

Об активности клубеньков контрольного и опытного вариантов свидетельствует их красно-бордовый цвет на разрезе (фото 3).

При этом у клубеньков, отобранных из растений варианта с обработкой инокулянтом БиоМаг Соя, наблюдали более интенсивную окраску, что указывает на их более высокую активность.

Фото 3. Влияние предпосевной обработки семян сои инокулянтом БиоМаг СОЯ на активность корневых клубеньков (1 - опыт, 2 - контроль. В опытном варианте отмечали более интенсивную окраску клубеньков, что свидетельствует о более высокой их активность).

Фото 3. Влияние предпосевной обработки семян сои инокулянтом БиоМаг Соя на активность корневых клубеньков (1 - опыт, 2 - контроль. В опытном варианте отмечали более интенсивную окраску клубеньков, что свидетельствует о более высокой их активность)

Дополнительное внесение азотфиксирующих микроорганизмов в варианте с применением инокулянта БиоМаг Соя также положительно повлияло на продуктивность растений (табл. 2).

Так в случае обработки семян сои азотфиксирующими бактериями прирост урожая зерна составил 2,7 ц/га (или 14,1%) при урожайности в контроле на уровне 19,2 ц/га.

Учитывая достаточно высокую азотфиксацию в контроле, прирост урожая сои на опытном участке можно объяснить дополнительным благоприятным влиянием бактерий на растения.

Таблица 2. Влияние инокулянта на урожайность сои сорта Мэдисон

Таблица 2. Влияние инокулянта на урожайность сои сорта Мэдисон

Экономическая эффективность 

Теперь переведем сухие цифры в деньги.

И так, использование инокулянта для сои БиоМаг Соя компании «Энзим-Агро» в 2016г. в ФХ «СадОК» обеспечило следующие результаты:

  • прирост массы растения на 14,2%;
  • повышение активности азотфиксации в 3,1 раза;
  • увеличение количества клубеньков в 2,1 раза
  • увеличение массы клубеньков в 3,4 раза.

Но главным эффектом действия инокулянта для сои было повышение урожайности сои на 2,7 ц/га (или 14,1%), что обеспечило дополнительную прибыль в размере 2798,00 грн/га (из расчета цены на сою 10 980 грн/т). Это полностью компенсирует дополнительные затраты по обработке семян инокулянтом (+166,5 грн/га).  Кроме того, серьезным бонусом является гораздо большее накопление в почве соединений азота для последующих культур севооборота.

Нужен ли инокулянт, если сеем сою по сое?

В заключение

На сегодня эффективность использования инокулянтов на сое при первом посеве уже не требует доказательств. Дилемма состоит в необходимости их повторного применения. Пример, приведенный в статье, не для всех хозяйств будет актуальным. Разница в урожае, во многих случаях не превышает 2-3%, что у нас считается погрешностью опыта.

Однако если верить статистике, составленной зарубежными экспертами, даже незначительная прибавка урожая после повторной инокуляции фиксируется в более чем 90% случаев. Кроме того, если эти 2% прибавки перевести в денежный эквивалент, то при средней урожайности сои в Украине на уровне 20 ц/га дополнительный сбор сои с гектара составит около 40 кг. Умножьте эту цифру на стоимость 1 кг (около 11 грн.) дополнительный заработок составит более 400 грн. Уверен, этот аргумент может стать наиболее убедительным.

 

Максим Комок, 

кандидат  сельскохозяйственных наук, руководитель отдела исследований и разработок ООО ТД «Энзим-Агро»