Соя надзвичайно рентабельна культура. Згідно технологічних карт затратна частина, фактично, окуповуюється однією тонною врожаю. А  враховуючи, що у погодно складному 2015 році, середня врожайність сої склала 1,6-1,7 т/га, про рентабельність менше 60% й мови немає.

Соя позитивно впливає і на ґрунт. За рахунок кореневих і пожнивних залишків вона збагачує ґрунт органічною речовиною, сприяє поліпшенню його структури та шпаруватості. Її корені не лише покращують фізичні та хімічні властивості ґрунту, але і полегшують проникнення в глибші горизонти кореневої системи наступних культур. Доведено, що соя не лише збагачує ґрунт гумусом, покращує фосфорно-калійний режим ґрунту, підвищує вологоємність і водопроникність, збільшує буферність і ємність поглинання, посилює аерацію, в наслідок чого зростає кількість корисних мікроорганізмів і посилюється їх життєдіяльність. І головне, успішна азотфіксація допомагає сої накопичити до 400 кг/га азоту, щоправда більша частина якого використовується самою ж рослиною. Однак, за даними різних авторів, після збору урожаю сої в ґрунті, для наступних культур, залишається від 60 до 150 кг азоту в складі бульбочок, кореневих і пожнивних решток.

3

Збагачення ґрунту азотом у результаті біологічної фіксації молекулярного азоту є альтернативним шляхом забезпечення сільськогосподарських культур цим елементом. Це єдиний шлях забезпечення рослин азотом, який не порушує екологію і не потребує значних енергетичних затрат на виробництво. Невичерпним джерелом азоту є атмосфера: над 1 га земної поверхні міститься понад 80 тис. т молекулярного азоту. Рослини самі не можуть його поглинати у такій формі, проте завдяки утворення симбіозу із спеціальними мікроорганізмами-азотфіксаторами, можуть засвоювати атмосферний азот. Лише окремі рослини можуть утворювати симбіоз із бактеріями, до таких належить і соя, яка утворює симбіоз із бульбочковими бактеріями.  У результаті симбіозу на коренях рослин утворюються бульбочки у яких проходить фіксація атмосферного азоту.

У кожній молекулі азоту повітря міцно зв’язані потрійним зв’язком два атоми азоту. Розрив цих зв’язків та перетворення азоту у аміак у неприродних умовах відбувається за температури 500оС та тиску 300-350 атм., тоді як мікроорганізми-азотфіксатори функціонують у звичайних умовах. Це пов’язано із тим, що у цих мікроорганізмів є складний ферментний комплекс – нітрогеназа. Нітрогеназа складається із двох залізосірковмісних білків: Fe-білку та Fe-Мо-білку. Безпосереднє перетворення молекулярного азоту у доступну для рослин форму амонію відбувається за рахунок роботи молібдензалізовмісного білку і пов’язане із зміною валентності молібдену. А Fe-білок за рахунок взаємодії з магнієм передає енергію необхідну для роботи  Fe-Мо-білку. Джерелом енергії для  зв’язування атмосферного азоту бактеріями є продукти фотосинтезу, що надходять із рослини.  Азотфіксація як процес потребує затрат великої кількості енергії, але завдяки симбіозу бактерії мають можливість використовувати енергію світла, яка під час фотосинтезу перетворюється рослинами.

Засвоєння молекулярного азоту проходить відносно повільно: для перетворення однієї молекули молекулярного азоту у доступу для рослин форму нітрогеназі необхідно 1,5 секунди, тоді як інші ферменти, які функціонують у рослині, щосекунди здійснюють тисячі перетворень.

Особливістю нітрогенази є те, що кисень призводить до зупинки її роботи. Тому, щоб її захистити бактерії спільно із рослинами утворюють унікальний білок – леггемоглобін, який надає бульбочці рожевого кольору. Леггемоглобін зв’язує кисень, захищаючи нітрогеназу, та передає його бактеріям, забезпечуючи їх дихання.

143281082880578

Відомо, що на одному гектарі соя засвоює до 250 кг атмосферного азоту. Траплялись випадки, коли під час вегетаційних дослідів фіксація азоту зростала до 600-700 кг/га. Але для ефективного і раціонального функціонування бульбочкових бактерій, потрібно створити для них оптимальні умови життєдіяльності.

Перш за все, варто відзначати чутливість процесів азотфіксації до реакції ґрунтового розчину. Кислі ґрунти (pH нижче 5,0) – несприятливі для формування бульбочок, тому одним з важливих заходів покращення азотфіксація вважають вапнування. Проте з цим моментом також потрібно бути досить обережними, оскільки лужне середовище засолених ґрунтів також відчутно гальмує розвиток бульбочкових бактерій. Найкращим рівнем кислотності для протікання симбіотичної азотфіксації є pH = 6.0-7.5. Окрім цього, ще один важливий момент-вимога до ґрунту. У ньому повинна міститися достатня кількість бульбочкових бактерій, специфічних до виду рослини, що сіється, у нашому випадку, для сої. Якщо відповідні бактерії не присутні у ґрунті доведеться звернутись по допомогу до бактеріальних препаратів. Особливо це актуально пр. посіві сої на новому полі, або повернення на поле після тривалої перерви у вирощуванні.

Вагому роль також грає аерація ґрунту і рівень забезпечення вологою. Бульбочкові бактерії не утворюються в сухому ґрунті, якщо на момент початку вегетації волога у ґрунті складає менше 50-60% від повної польової вологоємкості. У більш пізніх стадіях розвитку рослини недостатня кількість вологи може навіть спричинити відмирання бульбочок. Тому, для вирощування сої деяке перезволоження (окрім тривалих затоплень) менш шкідливе, аніж нестача вологи. Оптимальна кількість вологи для ефективного розвитку бульбочок близько 60-80% від повної вологоємкості ґрунту.

Значний вплив на симбіотичну азотфіксацію має і мінеральне живлення. Дефіцит калію чи фосфору, як і надлишок азоту – дуже пагубні для розвитку бульбочкових бактерій. Цілком логічно, що при внесенні великих доз мінерального азоту рослина залюбки поглинає його, і переходить на живлення виключно ним. Мінеральний азот – інгібітор азот фіксуючих процесів. Адже коли рослина відчуває повне забезпечення азотом з ґрунту, просто на просто не формується потреба і необхідність поглинати ще й атмосферний азот, і бульбочкові бактерії не утворюються. Потрібно бути обережним, та уникати вирощування сої після інтенсивно удобрювальних цукрових буряків чи кукурудзи.

Найкращим індикатором створення оптимальних умов азотфіксації є колір бульбочок. Якщо вони рожеві, значить все зроблено правильно, а ось якщо забарвлення зелене чи сіре, азотфіксація протікати не буде. Ледь не забули і ще одну надважливу умову ефективного симбіозу – забезпечення сої мікроелементами. Бор, залізо, магній, молібден здатні відчутно покращити інтенсивність з якою відбувається азотфіксація. Зокрема, за їхній рахунок відбувається збільшення розміру та кількості бульбочок, що може збільшити обсяги азоту, поглинутого з повітря до десяти разів. 

 Інститут живлення рослин – Институт питания растений