МІКРОДОБРИВО

Молібден та соя: можливості й проблеми

При успішній азотфіксації соя здатна накопичити до 400 кг/га азоту, правда, більша його частина використовує сама рослина. Однак, за даними різних авторів, після збирання урожаю сої в ґрунті для подальших культур залишається від 60 до 150 кг азоту в складі бульок та пожнивних залишків. Однак, на практиці ця “багатообіцяюча” картина має набагато менший ефект. Так, за даними спостережень, на більш ніж 35% площ утворення азот фіксуючих бульбочок (незважаючи на застосування сучасних інокулянтів) взагалі не відбуваються. На половині соєвих площ симбіотичні процеси настільки слабо виражені, що в період інтенсивного формування бульбочок навіть спостерігається азотне голодування. І лише трохи більше третини всіх соєвих площ набирають азот для наступних культур.


Мікро­е­ле­мен­ти ма­ють як­що не пря­мий, то опо­се­ред­ко­ва­ний вплив на азотфіксацію, на­пи­са­но в будь-яко­му підруч­ни­ку з фізіології рос­лин. Одні, на­при­клад, вхо­дять до скла­ду азотфіксу­ю­чих фер­ментів, інші — ство­рю­ють умо­ви для по­си­лен­ня про­цесів. Ко­жен аг­ро­ви­роб­ник не­од­но­ра­зо­во чув від спеціалістів, що молібден виз­на­чає ак­тивність про­це­су фіксації повітря­но­го азо­ту, про­те не­ба­га­ть­ом із них відо­ма роль заліза в цьо­му про­цесі. То­му роз­гля­не­мо цей фак­тор де­тальніше.

Роль молібдену у систезі ферментів

У мікро­ор­ганізмів є склад­ний фер­мент­ний ком­плекс — нітро­ге­на­за. Во­на скла­дається з двох білко­вих ком­по­нентів: пер­ший — це білок, що містить чо­ти­ри ато­ми заліза, зв’яза­но­го із сіркою (Fe-білок), дру­гий — білок, який містить два ато­ми молібде­ну та 30 атомів заліза, зв’яза­но­го з та­кою са­мою кількістю сірки (Fe-Мо-білок).

АНТАГОНИЗМ СЕРЫ И МОЛИБДЕНА В РАСТЕНИЯХ СОИ И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ СОВМЕСТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЙ

Fe-білок за­вдя­ки взаємодії з магнієм пе­ре­дає енергію, потрібну для ро­бо­ти Fe-Мо-білка. Без­по­се­реднє пе­ре­тво­рен­ня мо­ле­ку­ляр­но­го азо­ту на до­ступ­ну для рос­лин фор­му амонію відбу­вається за­вдя­ки ро­боті молібден-залізовмісно­го білка й пов’яза­не зі зміною ва­лент­ності молібде­ну. Пе­ре­тво­рен­ня азо­ту відбу­вається по­етап­но: з розірван­ням зв’язків (у мо­ле­кулі азо­ту їх містить­ся три) відбу­вається приєднан­ня до ньо­го атомів вод­ню з ут­во­рен­ням у про­цесі азотфіксації амонію. Ос­танній бе­ре участь у син­тезі аміно­кис­лот, які транс­пор­ту­ють­ся із буль­боч­ки в рос­ли­ну. Для кра­що­го ро­зуміння про­це­су по­даємо схе­му, за­про­по­но­ва­ну В.К. Шильніко­вою («Жит­тя рос­лин», т. 1).

Ос­таннім ча­сом  не­од­но­ра­зо­во до­во­ди­лось сти­ка­тись із до­волі су­пе­реч­ли­ви­ми по­гля­да­ми як на­уковців, так і прак­тиків що­до виз­на­чен­ня ролі молібде­ну на про­це­си фор­му­ван­ня й функціону­ван­ня буль­бо­чок. Для з’ясу­ван­ня цьо­го пи­тан­ня спро­буємо виз­на­чи­ти, яка ж на­справді участь молібде­ну в цьо­му про­цесі. От­же, на­га­даю: молібден вхо­дить до скла­ду ос­нов­но­го фер­мен­ту азотфіксації — нітро­ге­на­зи, він бе­ре участь у ро­боті фер­ментів, які за­без­пе­чу­ють транс­пор­ту­ван­ня азо­ту з ко­ренів у ли­ст­ки. Та­кож цей хімічний еле­мент потрібен для син­те­зу лег­ге­мог­лобіну — білка, який за­хи­щає нітро­ге­на­зу. За­зна­чу, що са­ме рівень лег­ге­мог­лобіну виз­на­чає ро­же­вий колір буль­бо­чок і вка­зує на ак­тив­ну ро­бо­ту нітро­ге­на­зи та пе­ребіг про­це­су азотфіксації.

Без­за­пе­реч­ним є факт ко­ре­ляційної за­леж­ності між роз­вит­ком буль­боч­ко­вих бак­терій та інтен­сивністю фо­то­син­те­зу, зо­к­ре­ма син­те­зом і транс­пор­том цукрів. Це пов’яза­но з тим, що для азотфіксу­ю­чих мікро­ор­ганізмів потрібне до­статнє по­ста­чан­ня цу­к­ра­ми та інши­ми вуг­ле­во­да­ми. По­си­лен­ню фо­то­син­те­зу, от­же й на­ко­пи­чен­ню вуг­ле­водів, спри­я­ють магній, мар­га­нець, мідь, залізо, а бор по­си­лює рух цукрів із ли­с­тя до ко­ре­не­вої си­с­те­ми. При­чо­му чис­ленні ек­с­пе­ри­мен­ти як вітчиз­ня­них, так і за­кор­дон­них дослідників засвідчу­ють, що сумісне за­сто­су­ван­ня молібде­ну та бо­ру дає кра­щий ре­зуль­тат, ніж за ок­ре­мо­го їхньо­го ви­ко­ри­с­тан­ня. Сірка та­кож має по­зи­тив­ний вплив на життєздатність буль­боч­ко­вих бак­терій, що, відповідно, поліпшує азотфіксацію. Ко­бальт, своєю чер­гою, підви­щує вміст лег­ге­мог­лобіну в буль­боч­ках, вміст яко­го виз­на­чає інтен­сивність їхньо­го ди­хан­ня. За на­яв­ності ко­баль­ту про­цес фіксації азо­ту про­хо­дить ак­тивніше.

Крім то­го, молібден вхо­дить до скла­ду не менш як 20 фер­ментів, бе­ре ак­тив­ну участь у білко­во­му та фо­с­фор­но­му обмінах, уп­ли­ває на інтен­сивність ди­хан­ня, син­тез хло­рофілу, пев­ною мірою до­­лу­чається до ре­гу­ляції рос­то­вих про­цесів то­що. Ек­с­пе­ри­мен­таль­но вста­нов­ле­но, що ра­зом із поліпшен­ням рос­то­вих про­цесів молібден сприяє син­те­зу про­теїну. Вплив молібде­ну на син­тез білка пов’яза­ний із йо­го уча­с­тю в про­це­сах аміну­ван­ня та пе­раміну­ван­ня аміно­кис­лот, вклю­чен­ням аміно­кис­лот до поліпеп­тид­но­го лан­цю­га, з асоціацією і-РНК та ри­бо­сом. Молібден не ли­ше збільшує кількість білка в насінні, а й підви­щує йо­го якість шля­хом збільшен­ня кількості йо­го во­до­роз­чин­них фракцій.

Вплив молібдену на коріння

На ранніх ета­пах роз­вит­ку рос­ли­ни молібден мо­же спри­я­ти на­ро­с­тан­ню ко­ре­не­вої си­с­те­ми, при­ско­рю­ва­ти та сти­му­лю­ва­ти роз­ви­ток ак­тив­ності буль­боч­ко­вих бак­терій. Хо­ча в своїх ек­с­пе­ри­мен­тах ми спо­с­теріга­ли про­ти­леж­ну кар­ти­ну: за об­роб­ки насіння сої молібда­том амонію рос­тові про­це­си пригнічу­ва­лись і схо­ди з’яв­ля­лись на один-два дні пізніше. І ли­ше у варіан­тах з од­но­ча­сним уне­сен­ням молібде­ну та сти­му­ля­то­ра рос­ту гу­мат­но-аміно­кис­лот­но­го ха­рак­те­ру інгібу­ван­ня молібде­ну ніве­лю­ва­лось. В інших ек­с­пе­ри­мен­тах, із ви­ко­ри­с­тан­ням насіння сої, що сфор­му­ва­лось в умо­вах молібде­но­дефіци­ту, інгібу­ван­ня молібде­ном прак­тич­но не про­яв­ля­лось.

Це яви­ще по­яс­нюється, оче­вид­но, рівнем за­без­пе­че­ності насіннєвих діля­нок цим еле­мен­том. По­каз­ни­ком до­стат­нь­о­го (або ж не­до­стат­нь­о­го) за­без­пе­чен­ня ним сої є вміст еле­мен­та в насінні, що за­ле­жить від кількості до­ступ­но­го молібде­ну під час ве­ге­тації. Як­що в насінні йо­го містить­ся менш як 2,5 мг/кг — ефек­тивність за­сто­су­ван­ня молібде­но­вих до­б­рив бу­де ви­со­кою. І на­впа­ки — за збільшен­ня йо­го вмісту до 5 мг/кг і ви­ще за­сто­со­ву­ван­ня молібде­новмісних до­б­рив не­доцільне, по­за­як цьо­го еле­мен­та повністю ви­с­та­чає для за­без­пе­чен­ня по­треб рос­ли­ни на по­чат­ко­вих ета­пах он­то­ге­не­зу. Цей факт зай­вий раз засвідчує, що до ви­бо­ру спо­со­бу та доцільності за­сто­су­ван­ня молібде­ну під час ви­ро­щу­ван­ня сої потрібно підхо­ди­ти ду­же зва­же­но.

 Доцільність, спо­со­би та ефек­тивність за­сто­су­ван­ня молібде­ну під час ви­ро­щу­ван­ня сої ста­ли те­ма­ти­кою ба­га­ть­ох досліджень і пред­ме­том постійних дис­кусій між аг­раріями. Найвідоміший та най­простіший ме­тод за­без­пе­чен­ня сої цим еле­мен­том — пе­ред­посівна об­роб­ка насіння. При­хиль­ни­ки цьо­го аг­ро­прий­о­му за­пев­ня­ють, що у та­кий спосіб мож­на не ли­ше по­си­ли­ти азотфіксацію, а й до­сяг­ти 10–15% при­ро­с­ту вро­жаю. Од­нак слід за­зна­чи­ти, що та­кий спосіб за­без­пе­чен­ня сої молібде­ном має свої ню­ан­си.

Інокулянти – за чи проти?

Ек­с­пе­ри­мен­таль­но до­ве­де­но, що пе­ред­посівна об­роб­ка насіння сої молібде­ном за ви­ро­щу­ван­ня куль­ту­ри на луж­них ґрун­тах у по­су­ш­ливі ро­ки при­зво­ди­ла до зни­жен­ня вро­жаю. До речі, най­мен­ший шкідли­вий вплив молібде­ну бу­ло зафіксо­ва­но на ділян­ках із до­дат­ко­вим уне­сен­ням сірки (довідко­во: сірка є ан­та­гоністом молібде­ну).

Аби за­сте­рег­ти від подібних не­га­раздів, ми про­по­нуємо аг­раріям, окрім по­каз­ників схо­жості насіння, виз­на­ча­ти в ньо­му ще й уміст золь­них еле­ментів. Як­що та­кої мож­ли­вості не­має, слід пе­рей­ти на по­ча­ст­ко­ве за­сто­су­ван­ня молібде­ну (та й інших еле­ментів), тоб­то 30–50% ре­ко­мен­до­ва­них доз — шля­хом об­роб­ки насіння і ре­ш­ту, 50–70% — у по­за­ко­ре­не­ве піджив­лен­ня. На особ­ли­ву ува­гу за­слу­го­ву­ють насіннєві посіви. Об­роб­лені в та­кий спосіб рос­ли­ни здатні за­без­пе­чи­ти фор­му­ван­ня насіння відповідної якості. Крім то­го, та­ка схе­ма дасть змо­гу уник­ну­ти ан­та­гонізму еле­ментів сірка — молібден, оскільки ос­танній уже пе­ре­бу­ва­ти­ме в білковій фракції насіння й не ви­с­ту­па­ти­ме кон­ку­рен­том сірки.За даними опитувань на більш як 35% площ бульбочкотворні процеси (незважаючи на застосування «модних» інокулянтів) зовсім не відбуваютьсяЗа даними опитувань на більш як 35% площ бульбочкотворні процеси (незважаючи на застосування «модних» інокулянтів) зовсім не відбуваються

Невід’ємною ча­с­ти­ною тех­но­логії ви­ро­щу­ван­ня сої є за­сто­су­ван­ня іно­ку­лянтів. Од­нак на прак­тиці та­ка об­роб­ка не завжди за­до­воль­няє аг­раріїв: ніби­то все зро­би­ли пра­виль­но, а ре­зуль­тат — ну­ль­о­вий. По­шук при­чин, як пра­ви­ло, зво­дить­ся до вис­нов­ку про по­ру­шен­ня тех­но­логії об­роб­ки іно­ку­лян­та­ми (се­лянсь­ка «залізна логіка»: ад­же в сусіда все в по­ряд­ку!), і зовсім за­бу­ваємо, що роз­ви­ток симбіотич­но­го апа­ра­ту в кон­крет­но­му аг­ро­це­нозі за­ле­жить не ли­ше від іно­ку­лян­та, а й від ге­но­ти­пу рос­ли­ни-гос­по­да­ря. До­ка­зом то­му є низ­ка досліджень, які підтвер­д­жу­ють, що інтен­сивність азотфіксації виз­на­ча­лась тільки сор­то­ви­ми особ­ли­во­с­тя­ми рос­ли­ни-гос­по­да­ря.

Чому бажане не стає дійсним?

Перш за все слід усвідомити, що біологічна фіксація азоту соєю — це складний біохімічний процес, який протікає при певних умовах, зокрема при сприятливих — за достатнього забезпечення вологою, температурному, світловому та мінеральному режимах та дотриманні технологій вирощування.

Не варто забувати і про залежність процесів азотфіксації від реакції ґрунтового розчину. Зокрема, встановлено, що кислотні ґрунти (з pH нижче 5,0) — несприятливі для утворення азотних бульбочок. У такій ситуації вчені одностайно пропонують проведення хімічної меліорації. Однак на практиці провести вапнування не завжди вдається. Як альтернативу цьому агрономічному прийому ми пропонуємо внесення 50-100 кг/га (у фізичній вазі) двох-, трьох-компонентних кальцієвмісних мінеральних добрив, таких як нітрат кальцію (кальцієва селітра), суперфосфат та ін. Проведення цього агрозаходу повинно бути досить обережним, оскільки лужне середовище також гальмує розвиток бульбочкових бактерій. Крім того, висока концентрація таких добрив у прикореневій зоні може негативно впливати на врожайність зерна.

Не менш важливі аспекти — аерація землі та рівень забезпечення вологою. Бульбочкові бактерії не утворюються в сухому ґрунті, якщо на момент початку вегетації вологість складає менше 50-60% від повної ґрунтової вологоємкості. На більш пізніших стадіях розвитку рослин недостатня кількість води може навіть викликати зникнення бульбочок. Тому для вирощування сої деяке перезволоження (крім довгих затоплень) є менш шкідливим, ніж дефіцит вологи. Оптимальна кількість вологи для ефективного розвитку бульбочок — близько 60-80% повної вологоємності ґрунту.

У мікроорганізмів є складний ферментний комплекс — нітрогеназа. Вона складається з двох білкових компонентів: перший — це білок, що містить чотири атоми заліза, пов’язані з сіркою (Fe-білок), другий — білок, який містить два атоми молібдену та 30 атомів заліза, пов’язаних з тією ж кількістю сірки (Fe-Мо-білок) Fe-білок завдяки взаємодії з магнієм передає енергію, необхідну для роботи Fe-Мо-білка. Безпосереднє перетворення молекулярного азоту на доступну для рослин форму амонію відбувається завдяки роботі молібден-залізовмісного білка і пов’язана зі зміною валентності молібдену. Перебудова азоту відбувається поетапно: при розірванні зв’язків (в молекулі азоту їх вміщено три) відбувається приєднання до нього атомів водню з утворенням в процесі азотфіксації амонію. Останній приймає участь  в синтезі амінокислот, який транспортується з бульбочок у рослину.

Останнім часом виникає інформація з досить протилежними поглядами на визначення ролі молібдену на процеси формування та функціонування бульбочок. Для з’ясування цього питання спробуємо визначити, яка роль молібдену у цьому процесі. Отже, молібден входить до складу основного ферменту азотфіксації — нітрогенази, він бере участь у роботі ферментів, що забезпечують транспортування азоту з коріння в листки. Також цей хімічний елемент потрібен для синтезу леггемоглобіну – білка, який захищає нітрогеназу. Саме рівень леггемоглобіну визначає рожевий колір бульбочок і вказує на активну роботу нітрогенази та хід процесу азотфіксації.

Враховуючи значну роль молібдену у формуванні врожаю  сої ПРОПОНУЄМО ПРИДБАТИ ДОБРИВО З МОЛІБДЕН ДЛЯ ПІДЖИВЛЕННЯ.

Молібден також входить до складу не менше 20 ферментів, активно бере участь у білковому та фосфорному обміні, впливає на інтенсивність дихання, синтез хлорофілу, в певній мірі приєднується до регуляції ростових процесів. Експериментально встановлено, що разом з покращенням ростових процесів молібден сприяє синтезу протеїну. Вплив молібдену на синтез білка пов’язаний з його участю в процесах амінуванні амінокислот, включенням амінокислот в поліпептидний ланцюжок. Молібден не тільки збільшує кількість білка в насінні, але і підвищує його якість шляхом збільшення кількості водорозчинних фракцій.

Джерела:

data-matched-content-ui-type="image_sidebyside" data-matched-content-rows-num="2" data-matched-content-columns-num="1" data-ad-format="autorelaxed">

Метки: , ,