16. Реакцiя сiльськогосподарських культур на екологiчний стан полів

У сучасних умовах для отримання якісної продукції рослинництва і тваринництва недостатньо застосування технологій, вільних від надмірної хімізації. Рослини засвоюють з грунту лише ті поживні речовини які їм потрібні. Від рослинництва люди повині мати лише якісну продукцію. Для її одержання слід використовувати якомога менше енергоресурсів тобто рослинництво як провідна галузь сільського господарства повина заощаджувати енергію і бути екологічною доцільним виробництвом.

17. Азотфiксацiя зернобобовими культурами та їi величини фактори які iх

зумовлюютъ.

Джерелом азоту, який входить в склад всіх живих організмів, являється азот атмосфери. Запаси його в атмосфері надзвичайно великі: над кожним гектаром землі піднімається стовп повітря, містивший біля 80 тис. т азоту, що приблизно в 10 тис. раз більше, ніж в гектарі ґрунту. Однак ні людський, ні тваринний організм, ні більша частина рослин не здатні засвоювати молекулярний азот повітря. Людина і тварина отримують азот з продуктами у вигляді білків рослинного і тваринного походження, що стосується рослинних організмів, то вони володіють властивістю синтезувати білок із вуглекислого газу, води і неорганічних джерел азоту – аміаку і солей азотної кислоти, являючись в кінцевому результаті первинним джерелом білку на нашій планеті. Але аміак і солі азотної кислоти (нітрати), в свою чергу утворюються із молекулярного азоту атмосфери завдяки життєдіяльності особливої групи азотфіксуючих мікроорганізмів, населяючи ґрунт і водойми.

Таким чином, життя на нашій планеті залежить від цих мікроорганізмів. Існуючі в природі азотфіксуючі мікроорганізми можна розділити на дві групи: вільноживучі і симбіотичні, які живуть в симбіозі з вищими рослинами або грибами, забезпечуючи їх різноманітними сполуками азоту, утвореними в процесі фіксації молекулярного азоту повітря.

Історія вивчення азотфіксуючих мікроорганізмів розпочинається з 1893 року, коли С.М. Виноградський вперше виділив із ґрунту анаеробну азотфіксуючу бактерію клостридіум (Closridium pasterianum). Пізніше, в 1901 році М. Бейєрінком була виділена аеробна азотфіксуюча бактерія азотобактер (Azotobacter). На протязі півстоліття ці дві вільноживучі бактерії були єдиними азотфіксуючими мікроорганізмами в ґрунті.

Розробка нового методу визначення азотфіксуючої активності за допомогою N¹⁵ дозволила виявити в ґрунті та водоймах багато мікроорганізмів, володіючих здатністю зв’язувати азот атмосфери. Це, крім клостридіуму і азотобактера, вільноживучі мікобактерії, актиноміцети, дріжджі, гриби, вібріони і спірили, спірохети, фотосинтезуючі бактерії, синьозелені водорості, а також симбіотичні мікроорганізми: бульбочкові бактерії (рослина-господар – бобові), актиноміцети (рослина-господар – вільха, обліпиха).

Засвоюють молекулярний азот в симбіозі з мікроорганізмами не тільки бобові, але і багато інших рослин, в тому числі ряд деревних видів. Однак особливо велике практичне значення для сільського господарства мають бобові культури. К.А. Тімірязєв писав: ,,Мало знайдеться прикладів де так чітко визначилась взаємна роль теорії і практики, як в тих дослідженнях, в яких наукове питання про походження азоту рослини нерозривно пов’язане з суто практичним питанням про користь вирощування конюшини і взагалі бобових рослин".

Важливо відмітити наявність в бульбочках, інокульованих ефективними штамами, легоглобіну, якого, зазвичай, не міститься в неефективних бульбочках. Легоглобін – обов’язкова складова частина симбіотичної азотфіксуючої системи. Прямий його зв'язок між вмістом в бульбочках та інтенсивністю фіксації азоту була встановлена уже з перших років вивчення цього білка. Утворення легоглобіну в бульбочках починається в період формування бактероїдів і його вміст досягає максимуму в період найбільшої інтенсивності азотфіксації, співпадаючої з періодом бутонізації рослин. В кінці періоду цвітіння, коли інтенсивність азотфіксації зменшується, легоглобін піддається розпаду, перетворюючись в своє попереднє ‑ зелений пігмент.

Молекула газоподібного азоту дуже міцна і хімічно інертна. Тому для перетворення молекулярного азоту в аміак необхідно дуже великі затрати енергії. Кількість енергії, витраченої на синтез кожної тони аміаку, рівна кількості енергії, виділеної при спалюванні 5 т кам’яного вугілля. Мікроорганізми, подібні азотобактеру і бульбочковим бактеріям, здійснюють фіксацію молекулярного азоту при звичайному атмосферному тиску і кімнатній температурі, що пояснюється вмістом в клітинах цих мікроорганізмів специфічних і дуже ефективних ферментів, каталізуючих окремі реакції складного процесу фіксації азоту.

Вивчення процесу симбіотичної фіксації азоту показало, що продуктивність цього процесу в значній мірі залежить від факторів, визначаючих взаємовідносини між бульбочковими бактеріями і бобовими рослинами, а також від удобрення [3].

Внесення мінеральних добрив позитивно вплинули на біологічну фіксацію азоту. В середньому, за 2010-2011 роки дослідження, біологічна фіксація азоту горохом сорту Харківський еталонний на удобрених варіантах досягала 59,1-99,7 кг/га, а в контролі – 52,5 кг/га.

Найбільша його кількість була виявлена в 2011 році у варіанті, де вносили N₄₅Р₉₀К₉₀ і складала 104,5 кг/га, що на 49,3 кг/га більше, ніж в контролі. Найменший цей показник був характерний для удобрених варіантів, де вносилися лише фосфорні добрива – 55,2 кг/га. Але порівняно з контролем застосування фосфорних і фосфорно-калійних добрив сприяло активізації фіксації азоту повітря.

Доза азотних добрив більше 60 кг/га пригнічує активність азотфіксації, вона негативно впливає на вірулентність бульбочкових бактерій, бульбочкові бактерії мають низьку нітрогеназну активність.