Zaopatrzenia rzepaku jesienią w azot

Azot jest najważniejszym składnikiem pokarmowym dla wszystkich roślin uprawnych. Od ponad 120 lat trwają prace badawcze nad możliwością wykorzystania azotu z powietrza niedostępnego dla roślin do ich odżywiania. Spektakularnym odkryciem w tej dziedzinie są wolnożyjące bakterie Azotobacter, mające wyjątkową zdolność wiązania azotu atmosferycznego N2 do amoniaku NH3, który uprawy wykorzystują do budowy aminokwasów i białek.

Helena Moralejo Gárate/Ceres Biotics, Krzysztof Zachaj

Jedynie rośliny motylkowe z pomocą bakterii symbiotycznych z rodzaju Rhizobium korzystają z azotu z powietrza. Natomiast dzięki bakteriom Azotobacter salinestris, które redukują azot atmosferyczny do form przyswajalnych przez rośliny, ten najważniejszy plonotwórczy składnik pokarmowy jest dostępny dla wszystkich upraw. Proces wiązania azotu przez specjalnie wyselekcjonowany szczep odbywa się z pomocą enzymu nitrogenazy. W preparacie Rhizosum N plus, poprawiającym właściwości gleb, znajduje się co najmniej 1,3 x 106 jtk/g bakterii Azotobacter salinestris, a także 0,45% żelaza i 4,5% manganu rozpuszczalnych w wodzie oraz 80% substancji organicznej w suchej masie.

Potrójny tryb działania i inne atuty Rhizosum N Plus

Rhizosum N Plus to bionawóz promujący wzrost upraw na 3 poziomach, w tkankach roślinnych i glebie, poprzez zasiedlanie:
a) powierzchni i tkanek wewnętrznych liści (endofity dolistne),
b) powierzchni i tkanek wewnętrznych korzenia (endofit korzenia),
c) ryzosfery (obszaru gleby wokół korzeni).

Ten wyjątkowy, potrójny tryb działania sprawia, że środek Rhizosum N plus jest bardziej wydajny, elastyczny i wszechstronny w stosunku do innych bionawozów na bazie mikroorganizmów, które są przeznaczone wyłącznie do stosowania na liście.

Ogromnym atutem Azotobacter salinetris jest szerokie spektrum metaboliczne – bakterie te do wzrostu i wiązania N wykorzystują wiele źródeł węgla i składników odżywczych (głównie alkohole cukrowe i mikroelementy, np. żelazo i molibden). Jeśli bakterie wykorzystują tylko jedno źródło węgla, takie jak metanol, kolonizacja nie będzie pomyślna, gdy zostanie ono wyczerpane. W rzeczywistości w typowych okresach stresu (np. susza, zimno, mróz) bakterie, które spożywają tylko metanol, nie będą kolonizować i wiązać N, ponieważ uwalnianie alkoholu jest zahamowane. Ponadto wiązanie azotu przez bakterie wymaga nie tylko źródła węgla, ale także innych elementów z tkanek roślinnych, takich jak żelazo i molibden.

Co ważne, bakterie Azotobacter salinestris mogą zwiększać grubość swojej ściany bakteryjnej, w wyniku czego powstaje forma bakteryjna zwana cystą. To rodzaj torbieli chroniącej bakterie przed niekorzystnymi warunkami środowiskowymi, takimi jak ekstremalne temperatury czy niedobór składników odżywczych. Ta oporna forma bakterii zapewnia przetrwanie zimy i ekstremalnie wysokich temperatur latem oraz pozwala na mieszanie szczepu Azotobacter salinestris CECT 9690 z wieloma agrochemikaliami (herbicydy, insektycydy, fungicydy) i nawozami dolistnymi powszechnie stosowanymi w rolnictwie.

W prowadzonych w Polsce doświadczeniach bakterie Azotobacter salinestris zawarte w preparacie Rhizosum N plus wiązały średnio 50–70 kg N/ha, a w wyjątkowo sprzyjających warunkach (wysoka zawartość próchnicy, wysokie pH gleby i długi okres wegetacji) nawet ponad 100 kg N/ha.

Tabela 1. Wpływ Rhizosum N plus na plonowanie rzepaku ozimego Quincy, IUNG, RZD Grabów, 2021 rok

Obiekt  Plon t/ha
kontrola – pełne NPK, 180 N/ha  2,81
 Rhizosum N plus – pełne NPK, 180 N/ha + Rhizosum N plus (25 g/ha) jesienią w fazie 4 liści, pełne NPK  3,77
 Rhizosum N plus – jesienią i wiosną po ruszeniu wegetacji (25 g/ha), pełne NPK  4,09
 Rhizosum N plus – jesienią i wiosną po ruszeniu wegetacji (25 g/ha), ½ N, pełne PK  3,44

Wykonane nawożenie NPK: obornik (33 t/ha) + Polifoska 6 (330 kg/ha), I dawka azotu – RSM 26 (300 l/ha), II dawka azotu – RSM 26 (150 l/ha)

Tajemnica skuteczności Azotobacter salinestris

Szczep Azotobacter salinestris jest tak skuteczny, ponieważ

  • działa natychmiast po aplikacji – w ciągu kilku godzin następuje penetracja i kolonizacja roślin oraz ryzosfery systemu korzeniowego, wytwarzany jest biofilm i zaczyna się wiązanie azotu oraz dostarczanie go roślinom,
  • wykazuje optymalną zdolność adaptacji do wysokiego zasolenia (NaCl), co jest ważne w przypadku stanowisk, na których zastosowano wyższe dawki nawozów, szczególnie w okresach deficytu wody,
  • działa w szerokim zakresie pH – 5,0–9 (optymalny to 5,5–8,5),
  • charakteryzuje się optymalną tolerancją na węglan wapnia (< 20 g/l),
  • bakterie są aktywne i wiążą azot z powietrza w szerokim zakresie temperatur (4–35ºC),
  • bierze udział w syntezie hormonów wzrostu, szczególnie IAA – auksyny, stymulując wzrost roślin,
  • obniża poziomu etylenu, a w konsekwencji stresu roślin,
  • wykazuje dobrą kompatybilność z najczęściej wykorzystywanymi agrochemikaliami i nawozami (Uwaga! Nie wolno stosować go z fungicydami miedziowymi).

Tabela 2. Wpływ Rhizosum N plus na plonowanie rzepaku ozimego, Pamiątkowo(prof. Witold Szczepaniak), 2021 rok

 Obiekt Plon
nasion (t/ha)
 Plon
słomy (t/ha)
 Akumulacja całkowita azotu
w roślinach (kg/ha)
 Zawartość azotu mineralnego
NO3 + NH4 (mg/l gleby)
po zbiorach roślin
 kontrola – pełne NPK, 224 kg N/ha  3,821  8,033  259,4  81
 kontrola – ½ N,
pełne PK-20 + 102 kg N/ha
 3,661  8,11  243,3  76
 Rhizosum N plus – pełne NPK,
224 N/ha + 25 g/ha Rhizosum N plus
jesienią w fazie 4 liści
 3,92  7,82  256,1  87
 Rhizosum N plus – jesienią i wiosną
po ruszeniu wegetacji 25 g/ha, pełne
NPK, 224 kg N/ha
 4,089  8,66  259,9  100
 Rhizosum N plus – jesienią i wiosną
po ruszeniu wegetacji 25 g/ha,
½ N-20 + 102 kg N/ha, pełne PK
 3,795  7,29  223,7  66

Wykonane nawożenie: jesień – NPKS 8-20-30-5 (250 kg/ha) + Kizeryt (150 kg/ha) + Korn-Kali (300 kg/ha – wszystkie obiekty; wiosna – Saletra amonowa (102 kg N/ha) (wszystkie obiekty) + 102 kg N /ha (obiekty z pełną dawką N)

Regulowana równowaga

Związek między Azotobacter salinestris a roślinami uprawnymi jest ściśle regulowaną równowagą, która pozwala na odżywianie upraw azotem i przetrwanie szczepu.

Tabela 3. Wpływ Rhizosum N plus na plonowanie rzepaku ozimego Chrobry, IUNG, RZD Grabów, 2020 rok

 Obiekt  Plon (t/ha)
 kontrola – pełne NPK  2,38
 Rhizosum N plus – pełne NPK – 180 N/ha + Rhizosum N plus (25 g/ha) jesienią w fazie 4 liści  2,86

System wiązania azotu Azotobacter salinestris jest aktywowany natychmiast po ich dotarciu do tkanek roślinnych. Tam nitrogenaza bakterii może wiązać N do amoniaku (NH3) przy użyciu wydzielin roślinnych (źródła węgla i mikroelementy), a utrwalona forma azotu amonowego może być pobierana przez roślinę bezpośrednio przez syntetazę glutaminy do syntezy białek roślinnych. Gdy rośliny nie potrzebują więcej amoniaku do biosyntezy białka roślinnego, szlak metaboliczny syntetazy glutaminowej rośliny jest blokowany, a związany amoniak zaczyna się gromadzić w otoczeniu Azotobacter salinestris. Ta utrwalona akumulacja amoniaku NH3 dezaktywuje enzym azotazę, ponieważ nie jest konieczna do syntezy większej ilości NH3. Kiedy rośliny ponownie potrzebują azotu i zaczyna się pobieranie amoniaku, nitrogenaza Azotobacter salinestris jest znów aktywowana w celu wiązania N i dostarczenia (NH3) do biosyntezy białek roślinnych.
Ten mechanizm zapewnia pełne bezpieczeństwo stosowania Rhizosum N plus jesienią w uprawach rolniczych, takich jak rzepak, pszenica ozima, jęczmień ozimy, ponieważ zapewnia dobre zaopatrzenie roślin w azot na optymalnym poziomie i zgromadzenie rezerw tego składnika w glebie i roślinach na okres startu wiosennej wegetacji.
Wprowadzenie Rhizosum N plus do jesiennego nawożenia rzepaku jest, oprócz poprawy zaopatrzenia w azot i uzyskania wysokich plonów, doskonałym sposobem na obniżenie kosztów nawożenia i poprawę opłacalności produkcji. Obecnie, w sytuacji drastycznego wzrostu cen nawozów azotowych, ma to ogromne znaczenie.