Белок сои требует азота
Соя - белковая культура и поэтому требует очень много азота. Так, при урожайности 20 ц/га необходимо, как минимум, 180 кг/га действующего вещества азота. Такой объем соответствует 530 кг/га аммиачной селитры.
Можно задать вопрос, а как же соя за десятки миллионов лет при такой потребности в азоте сохранила популяцию без какой-либо аммиачной селитры. Ответ простой – природа. Ее величество природа обеспечила симбиоз сои с почвенными бактериями, которые, питаясь выделениями корневой системы сои, обеспечивали растение аммонийным азотом. Но поскольку дикие формы сои росли только в одном месте нашей планеты (территория нынешнего Китая), то на вновь освоенных территориях ризобии-аборигены могут вообще отсутствовать в почве, а если они и имеются в каком-то количестве, то интенсивность «работы» их намного ниже необходимого.
Искусственно созданные инокулянты решают проблему. Применение инокулянтов актуально на всех зернобобовых культурах (горохе, сое, нуте, чечевице, вике, люпине и пр.), а также на бобовых травах (люцерне, клевере, доннике и пр.). Но каждая бобовая культура может вступать в симбиоз только с определенным видом бактерий. Для сои это Bradyrhizobium Japonicum. Соя сегодня является самым важным источником биологически фиксированного азота (77%), при этом она составляет 66% от мирового производства бобовых культур.
Инокуляцию необходимо выполнять ежегодно, ибо ризобии в почве трудно выживают – пестициды их угнетают. Если этого не делать, то соя после себя может, вообще, не оставлять азота и становиться при этом худшим предшественником. В Бразилии и Аргентине даже при двух урожаях в год инокуляцию делают каждый раз.
Количественной оценкой качества инокулянта является титр. Титр – количество жизнеспособных бактерий на единицу препарата (млрд./г или млрд./мл).
Замечена устойчивая связь между фактическим количеством клубеньковых бактерий и количественным показателем клубеньков и окончательным урожаем [1]. Фиксация атмосферного азота начинается через 3-4 недели после сева и продолжается до дозревания семян. Поэтому соя нуждается на старте либо в органике, либо в минеральном азоте.
Сложный процесс взаимодействия ризобий с растением выглядит в упрощенном виде следующим образом. Поставляемая растением сахароза превращается в органические кислоты, которые транспортируются в бактероиды в качестве источника углерода. Бактерии используют энергию для фиксации азота и возвращают растению аммиак, который потом преобразуется в уреиды для транспортировки по растению [1]. Уреиды отличаются высоким соотношением азота и углерода и, следовательно, являются эффективным соединением для транспортировки азота по растению.
Клубеньки, образующиеся на корнях сои, становятся основой жизнедеятельности микроорганизмов в прикорневом объеме. Большую роль в этом сообществе играют микоризообразующие грибы (о них отдельный разговор). Между микроорганизмами происходит обмен продуктами жизнедеятельности при активном симбиозе с корневой системой растения, выделениями которой они питаются.
Защитная оболочка клубенька не пропускает кислород, поскольку биологическая фиксация азота требует безкислородных условий. В то же время, аэрация почвы в прикорневом объеме крайне необходима для активной жизнедеятельности почвенной биоты.
Только при эффективной инокуляции и «комфортных» условиях жизнедеятельности и размножения ризобий ими производится аммонийного азота значительно больше требуемого самим растением - в этом и есть исключительность сои в севообороте. Ризобии связывают атмосферный азот под действием фермента нитрогеназы. Это связывание происходит в корневых клубеньках и требует большого количества энергии (реакция, катализируемая мультиферментом).
Кроме того, этот процесс требует участия фосфора, именно поэтому инокуляцию сои ризобиями целесообразно сочетать с фосфатмобилизирующими бактериями [1]. Снижение температуры воздуха, равно как и высокие температуры его, снижают активность азотфиксации.
Получается так, что все, что благоприятно действует на развитие растений – начальная незначительная подкормка азотом на старте, умеренный полив (или своевременные осадки), хорошая аэрация почвы, отказ от химобработки, инокуляция эффективными штаммами также обеспечивает и эффективность азотфиксации.
В поле после сои остается корневая система (около 2 т/га) и опавшие листья (около 1 т/га) - это и объясняет то, что после сои последующей культуре остается не только азот, но и фосфор, калий и органический углерод. Оставшиеся корни и опавшие листья являются пищей почвенной биоты и дождевых червей, разрыхляющих почву, обеспечивающих аэрацию ее, что повышает инфильтрацию и влагоудерживающую способность почвы. Повышение активности усвоения питательных веществ корневой системой позволяет снизить нормы внесения минеральных удобрений как азотных, так и фосфорных.
В качестве инокулянтов сои используют активные расы бактерий – Нитрагин. Эффективность такого препарата проявляется на полях, где соя не выращивалась, и на этих полях либо отсутствуют азотфиксирующие микроорганизмы, либо они малоактивны.
