Uprawy bobowate i bakterie brodawkowe – 4 warunki konieczne do produkcji azotu

Jedną z najczęściej wymienianych korzyści uprawy roślin bobowatych jest ich znaczna samowystarczalność azotowa oraz fakt, że zostawiają po sobie bardzo dobre stanowisko, zaopatrzone w azot mineralny, dla uprawy następczej. Jeśli stworzy się korzyst­ne warunki do tego, by zaszła symbioza pomiędzy rośliną bobowatą a bakteriami brodawkowymi, efekty w postaci związanego azotu atmosferycznego mogą być ogromne.

Iwona Janda-Malina

Na początek krótkie przypomnienie, na czym polega proces zawiązywania symbiozy roślin bobowatych z bakteriami brodaw­kowymi. Symbioza to zależność, która przynosi korzyści przynajmniej jednej ze stron, a w omawianym przypadku obu. Rośliny bobowate, żyjąc w symbiozie z bakteriami brodawkowymi, korzystają ze zgromadzonego przez nie azotu. Natomiast bakterie czerpią energię z roślinnych produktów asymilacji. Cały proces jest kontrolowany przez liczne geny po stronie i roślin, i bakterii. Jednak, żeby symbioza została zawiązana, a co za tym idzie – azot wyprodukowany, musi zostać spełnionych wiele warunków.

Poszczególne gatunki roślin bobowatych żyją w symbiozie z określonym szczepem bakterii brodawkowych (tabela). Nasiona wysiewanego gatunku roślin należy zaszczepić odpowiednimi bakteriami lub kupić już zaszczepione nasiona kwalifikowane.

Szczep bakterii	Roślina będąca gospodarzem
Bradyrhizobium japonicum	soja
Rhizobium leguminosarum	groch (peluszka), bób, bobik
Rhizobium meliloti	lucerna
Rhizobium trifolii	koniczyna
Rhizobium phaseoli	fasola
Rhizobium lupini	łubin

Wydajność wiązania azotu przez poszczególne gatunki bakterii jest różna, dla przykładu naukowcy określają zdolność redukcji N2 przez Rhizobium leguminosarum bv. phaseoli na poziomie 40–70 kg/ha w ciągu roku, natomiast w przypadku bakterii Rhizobium leguminosarum bv. viceae, żyjących w symbiozie z bobem, efekt wiązania azotu atmosferycznego kształtuje się na poziomie 45–552 kg/ha/rok. Jak widać, zwłaszcza na drugim przykładzie, zakres jest szeroki. Od czego zależy efektywność sym­biozy roślin bobowatych z bakteriami brodawkowymi?

1. Odpowiednie stanowisko

Jeśli gleba jest bogata w azot mineralny, to roślina nie ma potrzeby wchodzenia w energochłonną dla niej symbiozę z bakteriami brodawkowymi. Dlatego warto wykonywać analizy gleby pod kątem zawartości tego składnika i pod zasiewy upraw bobowatych wybierać stanowiska uboższe w azot oraz o przynajmniej średniej zasobności w potas i fosfor, których te uprawy potrzebują dużo.

2. Azot we właściwym momencie

Rośliny bobowate rozpoczynają proces tworzenia brodawek korzeniowych w fazie kilku liści właściwych (na przykładzie soi jest to faza 2–3 liści właściwych), a proces najintensywniejszego wiązania azotu atmosferycznego przypada na okres krótko przed kwitnieniem. Stosowanie mineralnego nawożenia azotowego przed siewem lub na początku wegetacji może znacznie ograniczyć symbiozę roślin z bakteriami, co jest zjawiskiem bardzo niepożądanym. Jednak łany o wysokim potencjale produkcji lub miej­sca, gdzie nie zaobserwowano aktywnych (czerwonych) brodawek korzeniowych, należy zaopatrzyć w azot, zazwyczaj w ilości 30–50 kg/ha. W takiej sytuacji doskonale sprawdzi się preparat Rhizosum N plus, zawierający bakterie Azotobacter salinestris CECT 9690, wiążące azot atmosferyczny. Azot powstały w wyniku aktywności Azotobacter salinestris będzie pojawiał się w stanowisku stopniowo, przez co nie zakłóci współpracy roślin uprawnych z bakteriami brodawkowymi, skutecznie zwiększając potencjał plonowania bobowatych. Rekomendowana dawka Rhizosum N plus to 25 g/ha.

3. Regulacja odczynu gleby

Odczyn pH gleby przeznaczonej pod zasiewy upraw bobowatych powinien mieścić się w zakresie 6,6–7,2. Zbyt duża koncen­tracja jonów glinu i manganu oraz niedostateczna podaż wapnia i fosforu w glebach kwaśnych ograniczają symbiozę pomiędzy roślinami i bakteriami brodawkowymi. Regulacja odczynu gleby jest zalecana bezpośrednio po zbiorze przedplonu lub pod przedplon.

4. Nawożenie doglebowe, dolistne i biostymulacja

Proces zawiązywania symbiozy oraz później czas wymiany pomiędzy roślinami a bakteriami to dodatkowe zapotrzebowanie na energię u rośliny uprawnej. Im więcej ma ona energii, tym więcej azotu zostanie związanego. Dlatego racjonalne nawożenie doglebowe, odżywianie dolistne i biostymulacja są bardzo istotne, zwłaszcza gdy warunki atmosferyczne nie sprzyjają rozwojo­wi uprawy.

Gatunki bobowate mają duże zapotrzebowanie na mikroelementy, zwłaszcza miedź, molibden, bor i żelazo. Żelazo z molibde­nem są niezbędne do wiązania wolnego azotu, ponieważ wchodzą w skład białka nitrogenazy. Utrzymanie aktywnego komplek­su nitrogenazy wymaga również obecności jonów wapnia i magnezu. Proces wiązania wolnego azotu w kompleksie nitrogenazy zachodzi w warunkach beztlenowych. W brodawkach korzeniowych kompleks niktrogenazy jest zabezpieczony przed dostępem tlenu leghemoglobiną (dlatego aktywna brodawka ma kolor czerwony), w skład której wchodzi miedź. Z kolei bor warunkuje powstawanie wiązek przewodzących w brodawkach korzeniowych. Ich brak oznacza brak korzyści dla roślin, wynikających ze współpracy z bakteriami. Bardzo istotne są również fosfor, ponieważ dostarcza roślinom energii, oraz potas, dzięki któremu roślina intensyfikuje proces fotosyntezy, a co za tym idzie – ma sporo węglowodanów, a z nich siłę do działania czerpią bakterie brodawkowe.

Niska dostępność tych składników ogranicza pozyskiwanie azotu atmosferycznego oraz słaby rozwój uprawy. Dlatego, poza zbilansowanym pod potrzeby gatunkowe i dostosowanym do warunków stanowiska nawożeniem doglebowym, należy rośli­ny bobowate nawozić dolistnie i biostymulować. Do tego celu sprawdzi się wieloskładnikowy nawóz dolistny ASX Complex, zawierający wszystkie potrzebne roślinom mikroelementy. Aplikuje się go w dawce 1–1,2 kg/ha, od fazy 4–5 liści właściwych, zabieg można powtórzyć po mniej więcej 2 tygodniach. W przypadku stanowisk bardzo ubogich w bor ilość tego mikroelemen­tu w zabiegu dolistnym można zwiększyć, aplikując łącznie z ASX Complex nawóz Bolero (0,5 l/ha). Podobnie można postąpić w przypadku miedzi, dodając do zabiegu ASX Chelat miedzi (0,2–0,4 kg). W początkowych fazach rozwojowych wskazany jest zabieg nawozem z molibdenem – wówczas sprawdzi się produkt ASX Molibden w dawce 0,2 l/ha.

Rośliny bobowate zwiększają swój wigor po aplikacji aminokwasów, zwłaszcza tych pochodzenia roślinnego, o bardzo wysokiej aktywności, jak w przypadku produktu Protaminal. Podaje się go w łanie dolistnie, w dawce 1–3 l/ha, nawet trzykrotnie w okre­sach intensywnego wzrostu. Na polach o wysokim potencjale plonowania zaleca się aplikację biostymulatora Maral w dawce 1 l/ha, w fazie tworzenia pąków kwiatowych, tak by zintensyfikować proces kwitnienia oraz zawiązywania strąków i nasion.

Jeśli dzięki korzystnym warunkom roślina bobowata wejdzie w symbiozę z bakteriami asymilującymi wolny azot z powietrza, to – w zależności od gatunku uprawy – może w ciągu roku wprowadzić do gleby od kilkudziesięciu do kilkuset kilogramów azotu mineralnego na hektar w postaci resztek pożniwnych i wydzielin korzeniowych. Zastosowana technologia nawożenia ma duży wpływ na efektywność wiązania azotu oraz na plonowanie roślin bobowatych.

Zastosowana technologia nawożenia ma duży wpływ na efektywność wiązania azotu oraz na plonowanie roślin bobowatych.

Warto wiedzieć, że…

…FAO (Organizacja Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywienia i Rolnictwa) szacuje, iż wiązanie azotu na drodze biolo­gicznej jest zdecydowanie większe niż ogólnoświatowa produkcja nawozów azotowych przeliczona na ilość tego składnika.