Частная физиология полевых культур стр.85

4.7. Азотфиксация и азотное питание растений

4.7.1. Симбиотическая фиксация азота бобовыми культурами

Зернобобовые и другие культуры семейства бобовых способны развиваться в симбиозе с азотфиксирующими бактериями рода Rhizobium, в который входит несколько видов. Для осуществления симбиоза и азотфиксации свободно живущие в почве или специально внесенные бактерии проникают в корни растения-симбионта. Такая инокуляция видоспецифична, т. е. данный вид ризобиума может инокулировать лишь определенный вид бобовой культуры или группу видов. Бактерии Bradyrhizobium japonicum инокулируют только сою, Rhizobium lupini инфицируют люпин, а Rh. leguminozarum вступают в симбиоз с горохом, кормовыми бобами, чиной и чечевицей. Существует и сортовая специфичность. Для успешного симбиоза штамм бактерий должен быть не только специфичным, но и вирулентным — хорошо внедряться в клетки корня растения, а также активным — интенсивно фиксировать азот воздуха. Если бобовую культуру давно выращивают в данном регионе, то в почве содержатся специфичные и конкурентоспособные штаммы бактерий. В этом случае дополнительная инокуляция, как правило, не дает эффекта. Если же культуру на данном поле высевают впервые, например люпин или сою, перед посевом надо обязательно проводить инокуляцию, иначе клубеньки на корнях не образуются.

Лимитирующим фактором для эффективного симбиоза и азотфиксации может оказаться кислотность почвы. У большинства, растений успешный симбиоз возможен при реакции почвенной среды, близкой к нейтральной (табл. 24).

24. Классификация зернобобовых культур по эффективности симбиоза в зависимости от кислотности почвы (Посыпанов)

Г руппа

Культура

рНсол

4,0

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

Люпин желтый

Люпин узколистный, горох полевой

Бобы кормовые, горох посевной, вика посевная

Люпин белый, соя

Фасоль, чина посевная, нут

Примечание. 0 — симбиоза нет; 1 — симбиоз очень слабый, единичные мелкие клубеньки на отдельных растениях; 2 — симбиоз слабый, более половины растений с мелкими бледно-розовыми клубеньками; 3 — все растения с клубеньками, преимущественно мелкими, розовыми; 4 — более половины клубеньков крупные, розовые; 5 — много крупных красных клубеньков.

Г орох полевой, люпин узколистный и особенно люпин желтый способны к эффективному симбиозу при выращивании на кислых почвах, а фасоль, чина и нут требовательны к нейтральной реакции почвенной среды.

Важными факторами эффективного симбиоза являются влажность и аэрация почвы. При засухе клубеньки быстро отмирают. В плохо аэрируемой почве в клубеньках снижается содержание леггемоглобина и резко уменьшается их азотфиксирующая способность. Зернобобовые культуры не следует выращивать на тяжелых заплывающих почвах, где отсутствуют условия для развития клубеньков.

Важны также и температурные условия. Для теплолюбивых культур (фасоль, соя, нут) оптимальная температура для азотфиксации 20—30 °С, а для культур длинного дня, произрастающих в умеренном климате, 15—20 °С.

Симбиотическая азотфиксация зависит также от условий питания. Особую роль в оптимизации азотфиксации наряду с фосфором и калием играют микроэлементы, особенно бор и молибден. Бор необходим на известкованных почвах, а молибден — на кислых. Любое нарушение питания может ограничить азотфиксацию и повлиять на содержание и накопление протеина в семенах и в зеленой массе.

В зависимости от региона азотфиксацию может лимитировать один из перечисленных факторов, а иногда и их сочетание. В этом случае бобовые растения испытывают недостаток азота и урожайность резко снижается.

Минеральный азот, как правило, подавляет симбиотическую азотфиксацию. Чем выше доза минерального азота, тем больше угнетается формирование клубеньков, снижается активность симбиоза. При высоких дозах азота клубеньки не образуются. Принято считать, что при создании благоприятных условий для симбиоза внесение минерального азота не повышает урожайность (табл. 25).


⇐ назад к прежней странице | | перейти на следующую страницу ⇒