Биостимуляторы для кукурузы ‒ актуальность применения и эффективность

20.02.2024
Удобрения
459

Чтобы удовлетворить растущий спрос на продукты питания и при этом сохранить природную среду, в последнее десятилетие как ученые, так и аграрии во всем мире стали интересоваться использованием биоудобрений, особенно на основе почвенных микроорганизмов, стимулирующих развитие растений.

© Владимир Исаенко/ Glavagronom.ru
Основными факторами, ограничивающими рост и продуктивность кукурузы, являются засуха и засоление почв

Что влияет на рост и продуктивность растений

Основными факторами, ограничивающими рост и продуктивность растений, являются абиотические стрессы. Двумя наиболее разрушительными из них являются засуха и засоление почв. Они ограничивают рост сельскохозяйственных культур и оказывают негативное влияние на урожайность и качество растениеводческой продукции. В Европе, например, проблема засоления затрагивает более 17,3% сельхозугодий (рис. 1).

Площадь всех сельскохозяйственных угодий на различных континентах, где встречаются засоленные почвы (FAO 2019)
© Владимир Исаенко/Glavagronom.ru
PGPB бактерии способны вырабатывать фитогормоны, которые положительно влияют на прорастание семян, развитие корневой системы, рост стебля, процесс цветения и завязывание плодов

Бактерии для стимуляции роста и развития растений

Plant Growth-Promoting Bacteria (PGPB) ‒ это группа бактерий, обладающих необычайными свойствами стимулировать рост и развитие растений. Они действуют как природные биостимуляторы, улучшая усвоение питательных веществ и повышая устойчивость растений к стрессовым факторам, таким как засуха, засоление, болезни и вредители. Эти микроскопические организмы, живущие в симбиозе с корнями растений, положительно влияют на их рост, содержание хлорофилла, здоровье и продуктивность. Это делает растения более устойчивыми к экстремальным условиям окружающей среды, болезням и другим негативным факторам. Эти бактерии, известные как Azotobacter, Bacillus, Mesorhizobium, Paenibacillus, Pseudomonas, Rhizobium, Serratia, являются частью почвенной экосистемы, по-разному влияя на растения.

Одним из ключевых механизмов стимулирующего действия бактерий является способность вырабатывать фитогормоны (ауксины, цитокинины и гиббереллины), которые положительно влияют на многие процессы жизнедеятельности растений, в том числе на прорастание семян, развитие корневой системы, рост стебля, процесс цветения и завязывание плодов.

Известно, что азот является одним из важнейших питательных веществ, необходимых для роста всех живых организмов. Несмотря на его высокое содержание в атмосфере Земли (около 78%), он остается недоступным для растений, поскольку они не способны преобразовать атмосферный азот в доступную форму для использования его для построения собственных тканей. Некоторые бактерии, вырабатывающие фермент нитрогеназу, способны переводить атмосферный азот в доступную для растений форму.

PGPB предоставляют растениям и другие преимущества. Они способны растворять такие минералы, как фосфор, кальций, цинк и железо, что облегчает усвоение растениями этих важных питательных веществ. Эти микроэлементы необходимы растениям для строения клеточной структуры, деления клеток, активации ферментов, фотосинтеза и общего состояния растений. Поддержание надлежащего уровня этих микроэлементов в почве и обеспечение их усвоения растениями имеет решающее значение для роста и развития сельскохозяйственных культур, повышения урожая и его качества.

© Владимир Исаенко/Glavagronom.ru
Использование микробных антагонистов против фитопатогенов сельскохозяйственных культур является потенциальной альтернативой химическим фунгицидам

Потенциальная альтернатива химическим фунгицидам

В последние годы в связи с необходимостью внедрения более экологических альтернатив химическим фунгицидам интерес к биологическому контролю фитопатогенов значительно возрос.

PGPB способны повышать устойчивость растений к фитопатогенам, вырабатывая антибактериальные и противогрибковые вещества, конкурируя с патогенами и активируя защитные системы растений (рис. 2). Поэтому использование микробных антагонистов против фитопатогенов сельскохозяйственных культур является потенциальной альтернативой химическим фунгицидам. Наиболее известные и коммерчески доступные препараты с противогрибковой активностью содержат штаммы бактерий родов Bacillus и Pseudomonas.

Рис. 2. Ингибирующее действие бактериального штамма (z15) в отношении фитопатогенов растений (Sclerotinia и Botrytis cinerea)
© Владимир Исаенко/Glavagronom.ru
Развитие сектора бактериальных препаратов с PGPB снижает зависимость от химических удобрений

Бактериальные препараты с PGPB снижают зависимость от химических удобрений

В последнее время развитие сектора бактериальных препаратов с PGPB набирает обороты благодаря их потенциалу по снижению зависимости от химических удобрений. На рынке появляется все больше готовых препаратов, содержащих микроорганизмы и/или их метаболиты, благотворно влияющие на рост и урожайность разных сельскохозяйственных культур. Эти продукты содержат:

  • азотфиксирующие микроорганизмы,
  • микроорганизмы, мобилизующие фосфаты из органических и неорганических источников,
  • бактерии, мобилизующие калий,
  • бактерии, продуцирующие фитогормоны.

Данные продукты чаще всего выпускаются в жидкой форме и могут наноситься на растения или непосредственно на почву. Срок внесения зависит от культуры. Чаще всего их рекомендуют использовать весной, после начала вегетации, и в период вегетации. Обработку следует проводить опрыскивателем, предварительно растворив рекомендованную производителем дозу препарата в 200-400 л воды. Лучше всего вносить препараты во влажную почву вечером или перед ожидаемыми дождями. Эти продукты также можно смешивать с обычными минеральными удобрениями.

П. Шульц / Журнал Наше сельское хозяйство
Фото:П. Шульц / Журнал Наше сельское хозяйство
Выполненный початок кукурузы после применения бактериальных препаратов PGPB
П. Шульц / Журнал Наше сельское хозяйство
Фото:П. Шульц / Журнал Наше сельское хозяйство
Использование бактериальных препаратов PGPB при выращивании кукурузы защищает растения от раннего высыхания

Положительный эффект подтвержден исследованиями

Многие научные исследования подтверждают благоприятное влияние микробиологических препаратов на урожайность кукурузы (табл.), пшеницы, сои, картофеля и других культурных растений как в лабораторных, так и в полевых условиях.

Предполагается, что в ближайшем будущем благодаря стимуляторов роста на основе бактерий аграрии смогут повысить урожайность сельскохозяйственных культур, минимизировав негативное воздействие сельского хозяйства на экосистемы и стимулируя здоровье почвы.

Примеры новейших работ, описывающих влияние применения бактериологических препаратов на кукурузе в полевых условиях

Штаммы PGPB

Результаты

Bacillus amyloliquefaciens

Заболеваемость B. maydis снизилась на 61,38%. Урожайность выросла на 7,28-10,89%.

Azospirillum brasilense

При инокуляции растений A. brasilense получен такой же урожай зерна, как и при внесении азота. Урожайность зерна увеличилась на 29% после внесения A. brasilense и азота по сравнению с применением только азотных удобрений.

Paenibacillus Polymyxa WLY78

Увеличение параметров роста растений.

Pseudomonas putida KT2440, Sphingomonas sp. OF178, Azospirillum brasilense Sp7, i Acinetobacter sp. EMM02

Увеличение биомассы растений в условиях засухи.

Azospirillum lipoferum, Azospirillum brasilense, Azotobacter chroococcum

Azotobacter и Azospirillum повысили сухое вещество растений на 115%.

Pseudomonas sp., Bacillus sp., Azotobacter chroococcum

Увеличенная высота (до 17,15%) и сухое вещество (до 35,48%) растений. Максимальное сухое вещество и урожайность получены при трехкратной обработке.

Herbaspirillum seropedicae

Опрыскивание в стадии ВВСН 18 увеличило урожайность зерна на 38%.

Lysinibacillus sphaericus, Paenibacillus alvei, Bacillus. safensis, B. pumilus, Brevundimonas vescularis

Урожайность увеличилась с 24 до 34% за два вегетационных сезона.

Bacillus megaterium, Azotobacter chroococcum, Bacillus subtilis

B. subtilis повысила содержание сухого вещества в семенах (92%) и сырой клетчатки (46%). Урожайность зерна увеличилась от 5,5 до 13,4%.

Bacillus mojavensis, B.subtilis, B.pumilus, B.pseudomycoides

B. mojavensis повысила урожайность на 16%, B. subtilis ‒ на 13,8%, B. pumilus ‒ на 11,8%, a B. pseudomycoides ‒ на 9,8%.

Источник: подборка на основе опубликованных исследований.

Статья опубликована в журнале "Наше сельское хозяйство", выпуск №23.

LIDEA о планах и перспективах на локализацию производства семян в России

Стоит ли вносить кремний на кукурузе?

Узнавайте первыми актуальные агрономические новости России и мира на наших страницах

Больше об Удобрениях

Всё об Удобрениях
VK_DMCA