Азотфиксация: роль азотфиксирующих бактерий в питании растений и улучшении плодоношения

Азот — один из основных элементов питания растений, однако в воздухе он содержится в форме, недоступной для усвоения. Современные биопрепараты для растений от компании Life Biochem помогают максимально эффективно использовать природный потенциал азотфиксирующих бактерий.

Решить эту проблему природы помогают азотфиксирующие бактерии — микроорганизмы, способные преобразовывать атмосферный азот в соединения, пригодные для питания растений. Благодаря их деятельности почва естественным образом обогащается азотом без применения химических удобрений, что делает земледелие более экологичным и экономически выгодным. Понимание механизмов этого естественного взаимодействия поможет аграриям фиксировать изменения в плодородии почвы, планировать посевные площади и сокращать расходы на минеральное питание сельскохозяйственных культур.

Что такое азотфиксация и как она работает?

Азотфиксация — это биохимический процесс преобразования атмосферного азота (N₂) в аммиак (NH₃) или другие соединения, пригодные для усвоения живыми организмами. Главным инструментом этого преобразования является фермент нитрогеназа, вырабатываемый специальными микроорганизмами. Азотфиксация требует значительных затрат энергии в виде АТФ, поэтому бактерии часто вступают в симбиоз с растениями, получая от них углеводы в обмен на доступный азот. Именно поэтому азотфиксирующие бактерии по типу питания имеют преимущественно миксотрофный или гетеротрофный характер, сочетая использование органических веществ растения-хозяина с фиксацией азота из воздуха.

Азотфиксация: роль азотфиксирующих бактерий для растений и почвы

Какие бывают азотфиксирующие бактерии?

Азотфиксирующие бактерии — это обширная группа бактерий, отличающихся образом жизни и типом взаимодействия с растениями. Условно их делят на два вида.

Симбиотические (клубневые) бактерии

Наиболее известные представители — бактерии рода Rhizobium , которые обитают в корневых клубеньках бобовых растений. Азотфиксирующие бактерии живут во взаимовыгодном симбиозе: растения обеспечивают их питательными веществами и защитой, а бактерии снабжают растения связанным азотом. Это позволяет бобовым культурам почти полностью обеспечивать себя азотом без дополнительной подкормки.

Свободноживущие и ассоциативные бактерии

К азотфиксации способны также микроорганизмы, обитающие отдельно от растений, например, представители родов Azotobacter и Clostridium . Другая группа — ассоциативная микрофлора и бактерии, в частности Azospirillum и Herbaspirillum , которые оседают у корней злаковых культур, не образуя клубеньков, но положительно влияют на азотное питание растений.

Какие растения взаимодействуют с азотфиксирующими бактериями?

Наиболее тесная связь в таких культурах:

• зернобобовые и бобовые культуры — горох, соя, фасоль, люцерна, клевер, люпин;
• злаковые культуры — пшеница, кукуруза, рис, которые взаимодействуют с ассоциативными бактериями;
• некоторые деревья и кустарники — ольха, облепиха, акация.

Благодаря этой азотфиксации растения становятся естественным источником питания, который частично или полностью удовлетворяет потребность в азотных удобрениях.

Как азотфиксация влияет на растения и обоснована ли она?

Благодаря азотфиксирующим бактериям растения получают доступный азот, что улучшает синтез белков и пигмента хлорофилла, стимулирует рост зеленой массы, повышает урожайность, способствует развитию растений и увеличивает содержание белка в семенах. Для почвы этот процесс также ценен — после отмирания клубеньков или корневых остатков азот остается в почве и становится доступным для последующих культур в севообороте. Процесс биологической азотфиксации снижает потребность в минеральных удобрениях, уменьшает затраты хозяйства и улучшает структуру и плодородие почвы. Кроме того, развитая микрофлора положительно влияет на влагоудерживающую способность и устойчивость почвы к эрозии.

Стоит разобраться в распространенном мифе о том, наносят ли азотфиксирующие бактерии вред окружающей среде или агроценозам. В природных условиях эти азотфиксирующие микроорганизмы абсолютно безопасны и полезны. Потенциальные негативные последствия могут возникнуть только при нарушении баланса микробиоты или неправильном применении биопрепаратов, однако в сельском хозяйстве их положительный эффект превышает возможный риск.

Что влияет на эффективность азотфиксации?

Эффективность работы банков зависит от ряда факторов:

• обоснованность показателей кислотности и влажности;
• температуру воздуха и основания;
• наличие достаточного количества фосфора, калия и микроэлементов;
• совместимости штамма бактерий с конкретным сортом растения;
• уровень минерального азота в почве — при его избытке растение прекращает симбиоз.

Соблюдение этих условий позволяет извлечь максимальную выгоду из взаимодействия растений и микроорганизмов, а также повысить урожайность без значительного применения азотных удобрений.

Как получить азотфиксирующие бактерии?

Азотфиксация является одним из основных природных процессов, поддерживающих плодородие почв и обеспечивающих стабильное питание растений. Большое практическое значение в современном сельском хозяйстве имеют бактериальные препараты на основе азотфиксирующих микроорганизмов, которые применяются в качестве биоудобрений и инокулянтов. Это позволяет сократить расходы на минеральные удобрения, повысить урожайность и сделать земледелие более экологичным.

«Источник: lifebiochem.ua»