Агробиотехнологии: альтернатива минеральным удобрениям и пестицидам
Агробиотехнологии:
альтернатива минеральным удобрениям и пестицидам
Лабутова Н. М., к. б. н., старший научный сотрудник лаборатории
биотехнологии ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии
Описаны
биопрепараты на основе бактерий и низших грибов, образующих симбиоз с корневой
системой растений, предназначенные для защиты растений от болезней, улучшения
их минерального питания и стимуляции роста.
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.
Двадцатое
столетие – это век применения минеральных удобрений. Однако на рубеже веков
стало ясно, что, широко применяя химические соединения в сельском хозяйстве,
человечество роет себе яму планетарного масштаба. Присутствие в продуктах
питания нитратов, нитритов, пестицидов, гербицидов и т. д. отрицательно
сказывается на здоровье населения планеты и приводит к развитию многих
заболеваний, прежде всего – аллергического характера. Накопление в почве
химических соединений, применяемых в сельском хозяйстве, обуславливает резкое
ухудшение ее плодородия вне зависимости от климатических зон и типов почвы.
Образуется замкнутый круг: ухудшение плодородия ведет к снижению урожаев и
требует внесения все больших доз минеральных удобрений для обеспечения
продуктивности сельскохозяйственных культур. Это приводит к еще большему
снижению уровня плодородия, что вынуждает снова увеличивать дозы минеральных
удобрений. В результате перед человечеством по-прежнему, стоит проблема
обеспечения высокой продуктивности сельскохозяйственных культур и защиты
растений от болезней.
Есть ли
альтернатива минеральным удобрениям, а также химическим протравителям семян и
фунгицидам? Да, есть. Это – биологические препараты.
Действующим
началом биопрепаратов являются бактерии и микроскопические грибы, обитающие в
почве. Путем длительной селекции из их числа отбирают микроорганизмы, которые
хорошо приживаются в ризосфере или на корнях растений и оказывают положительное
действие на рост и развитие сельскохозяйственных культур. Для человека и
животных такие микроорганизмы совершенно безопасны, а при внесении в почву
могут существенно улучшить ее плодородие.
В течение
многих лет крупнейшим разработчиком биопрепаратов является Всероссийский
институт сельскохозяйственной микробиологии. Многие препараты, разработанные во
ВНИИСХМ, успешно конкурируют на мировом рынке и вызывают большой интерес фирм
из Германии, Франции, Щвеции, Китая, Вьетнама, Кореи, Индии, Ирана и др.
Одной из
разработок коллектива лаборатории почвенной микологии ВНИИСХМ являются грибные
биопрепараты, предназначенные для защиты растений от болезней, улучшения их
минерального питания и стимуляции роста.
Биопрепарат
Глиокладин был создан для защиты сельскохозяйственных растений от грибных
болезней, прежде всего – от разнообразных корневых гнилей. Основой биопрепарата
является микроскопический гриб глиокладиум, который при внесении в почву
активно развивается между корнями растения. Его защитное действие проявляется
за счет выделения антибиотиков и специфических ферментов, которые разрушают
структуры грибов, являющихся возбудителями болезней. Глиокладин отлично показал
себя при испытаниях под томаты, огурец, салат, перец сладкий, ячмень, пшеницу,
– заболеваемость этих культур снижалась на 20–60%. Биопрепарат оказался
незаменим для защиты астры, гвоздики и хризантемы в закрытом грунте, где очень
высока гибель растений от корневых гнилей. Однако это еще не все – при
испытаниях Глиокладина исследователей ожидал сюрприз. Оказалось, что
биопрепарат обладает мощным стимулирующим действием на развитие растений. Это
связано с тем, что микроорганизм, являющийся основой биопрепарата, выделяет
вблизи корней большое количество ростовых веществ и витаминов, которые активно
улучшают рост растений. Вне зависимости от защитного действия Глиокладина,
прибавка урожая сельскохозяйственных культур в результате стимуляции составляет
15–25%. Самые же удивительные результаты были получены при использовании
Глиокладина под подсолнечник: эта культура оказалась наиболее восприимчивой к стимулирующему
действию биопрепарата. Прежде всего это сказывается на скорости появления
всходов – при обработке Глиокладином дружные всходы формируются на 4–5 дней
раньше. Внесение биопрепарата активно стимулирует развитие подсолнечника: в
середине вегетации высота растений по сравнению с необработанными обычно
увеличивается в полтора раза, а биомасса – вдвое. Глиокладин начинает оказывать
защитное действие непосредственно с момента посева, т. к. при нанесении на
семена подавляет семенные инфекции, а в дальнейшем, развиваясь в почве,
предохраняет и от почвообитающих возбудителей болезней. Стимулирующее и
защитное действие Глиокладина обеспечивает прибавку урожая подсолнечника от 30
до 60%. Особо следует подчеркнуть, что Глиокладин пока является единственным препаратом,
который эффективно защищает подсолнечник от фомопсиса.
Другой препарат
– Микофил – создан на основе почвообитающего эндомикоризного гриба, который
проникает в корень и образует с растением симбиоз. Микофил, прежде всего,
обеспечивает питание растений фосфором. Как это происходит? При внесении в
почву минеральных фосфорных удобрений растения поглощают только 20–25%
вносимого фосфора. Остальной фосфор частично вымывается, а большая его часть
переходит в нерастворимую форму, которая недоступна растениям. В итоге
складывается пародоксальная ситуация: в почве накапливается фосфор, приводя к
загрязнению грунтов и акваторий, и в то же время растения испытывают фосфорное
голодание, т. к. неспособны этот фосфор усвоить. Микроорганизм, входящий в
Микофил, обладает уникальным свойством – он способен поглощать фосфор как раз
из этих недоступных растению соединений и транспортировать в корень. Таким
образом, Микофил обеспечивает поступление в растения фосфора, который накопился
в почве за многое годы использования минеральных удобрений и который лежит там
мертвым капиталом. Применение Микофила заменяет внесение 80–150 кг фосфорных
удобрений на гектар и гарантирует практически полное усвоение растениями
поставляемого фосфора. У микроорганизма, лежащего в основе биопрепарата, есть
еще одно полезное свойство – он регулирует водный и солевой обмен растений, с
которыми образует симбиоз. В результате у растений существенно увеличивается
устойчивость к засухе, а также к тепловому и солевому стрессам, что делает
Микофил чрезвычайно привлекательным для использования в засушливых регионах.
Этот биопрепарат можно применять как под овощные, так и под зерновые культуры,
исключение составляют только крестоцветные, с которыми эндомикоризный гриб не
образует симбиоз. Следует отметить, что способность Микофила снабжать растения
микроэлементами и усиливать устойчивость к водным стрессам повышает
приживаемость рассады и саженцев на 50–60%. При использовании биопрепарата
прибавки урожая колеблются от 15 до 50% в зависимости от культуры. Применение
Микофила под сорго стабильно обеспечивает увеличение урожая на 60–100%.
Если Микофил
заменяет внесение фосфорных удобрений, то бактериальный препарат Ризоторфин –
внесение азотных. Бактерии, входящие в Ризоторфин, поселяясь на корнях бобовых
растений, образуют клубеньки. Находящиеся в клубеньках микроорганизмы способны
фиксировать азот, который находиться в почве в газообразном состоянии, и
поставлять этот элемент питания растениям прямо в корень. Использование
Ризоторфина под бобовые культуры заменяет внесение в почву 80–100 кг
минеральных азотных удобрений на гектар. Применять Ризоторфин очень просто –
его наносят на семена перед высевом. Для каждой бобовой культуры подобраны
специфичные штаммы клубеньковых бактерий, которые наиболее эффективны на данном
растении. Существенный момент: Ризоторфин можно использовать вместе с
Микофилом. В этом случае сельскохозяйственные культуры получают азот и фосфор
за счет работы биопрепаратов из ресурсов почвы, которые недоступны растениям.
Препарат Регрост
разработан для стимуляции роста и развития овощных, зерновых и плодовых
культур. При микробиологическом разложении Регроста в почве выделяется гормон
роста, который ускоряет и стимулирует развитие растений. Применение этого
препарата обеспечивает получение зеленных культур на 5–6 дней раньше, что
особенно важно при выращивании ранней, а, следовательно, и дорогой продукции.
Регрост помогает выжить и нормально развиваться растениям при неблагоприятных
погодных условиях, как, например, заморозки по всходам или цветению. Прибавка
урожая при использовании Регроста составляет от 15 до 35% в зависимости от
культуры. Наиболее эффективен этот препарат для луковичных: здесь прибавки
достигают 80–100%. Благодаря этой особенности Регрост незаменим для выращивания
и выгонки тюльпанов, гиацинтов, лилий и других луковичных цветов. Еще одно
свойство препарата – способствовать дозреванию плодов. С помощью Регроста можно
довести до товарной кондиции томаты, баклажаны, сладкий перец, сливы и т. д.,
снятые в незрелом состоянии. По действию Регрост сравним с известными
препаратами на основе гиббереллинов и гетероауксинов, но значительно дешевле.
Все препараты,
о которых шла речь, не накапливаются ни в плодах, ни в зеленой массе растений и
гарантируют получение экологически чистого урожая. Более того, применение
биопрепаратов обеспечивает повышение качества продукции за счет увеличения
содержания в плодах витаминов и сахаров. В сельскохозяйственной продукции не
накапливаются нитраты и нитриты, что способствует длительной сохранности
собранного урожая.
Самое же
главное – использование биопрепаратов не только не вредит почве, а наоборот,
повышает ее плодородие. Судите сами: использование Ризоторфина – это способ
обогащения почвы азотом, который накапливается в корнях бобовых растений и
таким образом остается в почве. Микофил «перекачивает» загрязняющий почву
фосфор в растения. Последующая запашка зеленой массы, обогащенной фосфором,
обеспечит поступление этого элемента в доступной для микрофлоры и растений
форме.
В заключение
следует отметить, что гектарная норма внесения биологических препаратов
существенно меньше, чем минеральных удобрений, и поэтому использование
агробиотехнологий обходиться значительно дешевле. Сколько же стоит здоровье,
каждый хорошо знает и сам.
Список
литературы
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта http://en.edu.ru/