агробіотехнології: альтернатива мінеральних добрив і пестицидів

Лабутова Н. М., к. б. н., старший науковий співробітник лабораторії біотехнології ВНДІ сільськогосподарської мікробіології

Описано біопрепарати на основі бактерій і нижчих грибів, що утворюють симбіоз з кореневої системою рослин, призначені для захисту рослин від хвороб, поліпшення їх мінерального живлення та стимуляції росту.

Key words: agrotechnology, plant protection, biopreparations, endomycorrhiza, symbionts.

New biopreparations for plant protection, growth stimulation and improvement of mineral nutrition are described. Preparations are based on bacteria and fungi, that form a symbiosis with plant rootage.

Двадцяте століття - це століття застосування мінеральних добрив. Однак на рубежі століть стало ясно, що, широко застосовуючи хімічні сполуки в сільському господарстві, людство риє собі яму планетарного масштабу. Присутність в продуктах харчування нітратів, нітритів, пестицидів, гербіцидів і т. д. негативно позначається на здоров'я населення планети і призводить до розвитку багатьох захворювань, перш за все - алергічного характеру. Накопичення в грунті хімічних сполук, що застосовуються у сільському господарстві, зумовлює різке погіршення її родючості незалежно від кліматичних зон і типів грунту. Утвориться замкнуте коло: погіршення родючості веде до зниження урожаїв і вимагає внесення все великих доз мінеральних добрив для забезпечення продуктивності сільськогосподарських культур. Це призводить до ще більшого зниження рівня родючості, що змушує знову збільшувати дози мінеральних добрив. У результаті перед людством, як і раніше, стоїть проблема забезпечення високої продуктивності сільськогосподарських культур та захисту рослин від хвороб.

Чи є альтернатива мінеральних добрив, а також хімічних протруйників насіння і фунгіцидів? Так, є. Це - біологічні препарати.

Чинним початком біопрепаратів є бактерії та мікроскопічні гриби, що живуть у грунті. Шляхом тривалої селекції з їх числа відбирають мікроорганізми, які добре приживаються в ризосфері або на коріння рослин і роблять позитивний дію на ріст і розвиток сільськогосподарських культур. Для людини і тварини такі мікроорганізми абсолютно безпечні, а при внесенні в грунт можуть істотно поліпшити її родючість.

Протягом багатьох років найбільшим розробником біопрепаратів є Всеросійський інститут сільськогосподарської мікробіології. Багато препаратів, розроблені під ВНІІСХМ, успішно конкурують на світовому ринку і викликають великий інтерес фірм з Німеччини, Франції, Щвецию, Китаю, В'єтнаму, Кореї, Індії, Ірану та ін

Однією з розробок колективу лабораторії грунтової мікології ВНІІСХМ є грибні біопрепарати, призначені для захисту рослин від хвороб, поліпшення їх мінерального живлення та стимуляції росту.

Біопрепарат Гліокладін був створений для захисту сільськогосподарських рослин від грибних хвороб, перш за все - від різноманітних кореневих гнилей. Основою біопрепарату є мікроскопічний гриб гліокладіум, який при внесенні в грунт активно розвивається між корінням рослини. Його захисна дія проявляється за рахунок виділення антибіотиків та специфічних ферментів, які руйнують структури грибів, які є збудниками хвороб. Гліокладін відмінно показав себе при випробуваннях під томати, огірки, салат, перець солодкий, ячмінь, пшеницю, - Захворюваність цих культур знижувалася на 20-60%. Біопрепарат виявився незамінний для захисту айстри, гвоздики і хризантеми у закритому грунті, де дуже висока загибель рослин від кореневих гнилей. Однак це ще не все - при випробуваннях Гліокладіна дослідників чекав сюрприз. Виявилося, що біопрепарат володіє потужним стимулюючу дію на розвиток рослин. Це пов'язано з тим, що мікроорганізм, що є основою біопрепарату, виділяє поблизу коренів велику кількість ростових речовин і вітамінів, які активно покращують ріст рослин. Незалежно від захисної дії Гліокладіна, прибавка врожаю сільськогосподарських культур в результаті стимуляції становить 15-25%. Самі ж дивовижні результати були отримані при використанні Гліокладіна під соняшник: ця культура виявилася найбільш вразливою до стимулюючого дії біопрепарату. Перш за все це позначається на швидкості появи сходів - при обробці Гліокладіном дружні сходи формуються на 4-5 днів раніше. середині вегетації висота рослин у порівнянні з необробленими зазвичай збільшується в півтора рази, а біомаса - вдвічі. Гліокладін починає робити захисну дію безпосередньо з моменту посіву, оскільки при нанесенні на насіння пригнічує насінні інфекції, а в подальшому, розвиваючись в грунті, запобігає почвообітающіх збудників хвороб. Стимулююче і захисну дію Гліокладіна забезпечує збільшення врожаю соняшника від 30 до 60%. Особливо слід підкреслити, що Гліокладін поки є єдиним препаратом, який ефективно захищає соняшник від фомопсису.

Інший препарат - Мікофіл - створений на основі почвообітающего ендомікорізного гриба, який проникає в корінь і утворює з рослиною симбіоз. Мікофіл, перш за все, забезпечує живлення рослин фосфором. Як це відбувається? При внесенні в грунт мінеральних фосфорних добрив рослини поглинають тільки 20-25% внесеного фосфору. Решта фосфор частково вимивається, а більша його частина переходить в нерозчинну форму, яка недоступна рослинам. У підсумку складається пародоксально ситуація: у грунті накопичується фосфор, приводячи до забруднення грунтів і акваторій, і в той же час рослини мають фосфорна голодування, тому що нездатні цей фосфор засвоїти. Мікроорганізм, що входить до Мікофіл, має унікальну властивість - він здатний поглинати фосфор як раз з цих недоступних рослині з'єднань і транспортувати в корінь. Таким чином, Мікофіл забезпечує надходження в рослини фосфору, який накопичився в грунті за багато років використання мінеральних добрив і що лежить там мертвим капіталом. Застосування Мікофіла замінює внесення 80-150 кг фосфорних добрив на гектар і гарантує практично повне засвоєння рослинами поставляється фосфору. У мікроорганізму, що лежить в основі біопрепарату, є ще одну корисну властивість - він регулює водний і сольовий обмін рослин, з якими утворює симбіоз. В результаті у рослин істотно збільшується стійкість до посухи, а також до теплового та сольовому стресів, що робить Мікофіл надзвичайно привабливим для використання в посушливих регіонах. Цей біопрепарат можна застосовувати як під овочеві, так і під зернові культури, виняток становлять тільки хрестоцвіті з яких ендомікорізний гриб не утворює симбіоз. Слід зазначити, що здатність Мікофіла забезпечувати рослини мікроелементами і підсилювати стійкість до водних стресів підвищує приживання розсади і саджанців на 50-60%. При використанні біопрепарату збільшення врожаю коливаються від 15 до 50% залежно від культури. Застосування Мікофіла під сорго стабільно забезпечує збільшення врожаю на 60-100%.

Якщо Мікофіл замінює внесення фосфорних добрив, то бактеріальний препарат ризоторфіном -- внесення азотних. Бактерії, що входять до ризоторфіном, оселився на коренях бобових рослин, утворюють бульби. Знаходяться в бульбочок мікроорганізми здатні фіксувати азот, який знаходиться у грунті у газоподібному стані, і постачати цей елемент живлення рослин прямо в корінь. Використання Ризоторфіном під бобові культури замінює внесення в грунт 80-100 кг мінеральних азотних добрив на гектар. Застосовувати ризоторфіном дуже просто -- його наносять на насіння перед висівом. Для кожної бобові культури підібрані специфічні штами бульбочкових бактерій, які найбільш ефективні на даному рослині. Суттєвий момент: ризоторфіном можна використовувати разом з Мікофілом. У цьому випадку сільськогосподарські культури отримують азот і фосфор за рахунок роботи біопрепаратів з ресурсів грунту, які недоступні рослинам.

Препарат Регрост розроблений для стимуляції росту і розвитку овочевих, зернових і плодових культур. При мікробіологічному розкладанні Регроста в грунті виділяється гормон зростання, що прискорює і стимулює розвиток рослин. Застосування цього препарату забезпечує отримання зеленних культур на 5-6 днів раніше, що особливо важливо при вирощуванні ранньої, а, отже, і дорогої продукції. Регрост допомагає вижити і нормально розвиватися рослин за несприятливих погодних умовах, як, наприклад, заморозки за посівам або цвітіння. Надбавка врожаю при використанні Регроста становить від 15 до 35% залежно від культури. Найбільш ефективний цей препарат для цибулинних: тут надбавки досягають 80-100%. Завдяки цій особливості Регрост незамінний для вирощування і вигонки тюльпанів, гіацинтів, лілій і інших цибулинних кольорів. Ще одне властивість препарату - сприяти дозріванню плодів. За допомогою Регроста можна довести до товарної кондиції томати, баклажани, солодкий перець, сливи і т. д., зняті в незрілому стані. По дії Регрост порівняємо з відомими препаратами на основі гібереліни і гетероауксином, але значно дешевше.

Всі препарати, про які йшла мова, не накопичуються ні в плодах, ні в зеленій масі рослин і гарантують одержання екологічно чистого врожаю. Більше того, застосування біопрепаратів забезпечує підвищення якості продукції за рахунок збільшення вмісту в плодах вітамінів і цукрів. У сільськогосподарської продукції не накопичуються нітрати та нітрити, що сприяє тривалій збереження зібраного врожаю.

Саме ж головне - використання біопрепаратів не тільки не шкодить грунті, а навпаки, підвищує її родючість. Судіть самі: використання ризоторфіном - це спосіб збагачення грунту азотом, що накопичується в корінні бобових рослин і таким чином залишається в грунті. Мікофіл «перекачує» забруднює грунт фосфор в рослини. Подальша оранки зеленої маси, збагаченої фосфором, забезпечить надходження цього елемента в доступній для мікрофлори і рослин формі.

На закінчення слід зазначити, що гектарній норма внесення біологічних препаратів істотно менше, ніж мінеральних добрив, і тому використання агробіотехнології обходиться значно дешевше. Скільки ж коштує здоров'я, кожен добре знає і сам.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://en.edu.ru/