Úvod / Informácie / Rastlinná výroba / Strukoviny

Inokulácia osiva ako súčasť pestovania strukovín

31-03-2014
Ing. Danica Šariková, CSc. | sarikova@minet.sk

Z ekonomických a ekologických dôvodov je potrebné regulovať dávky dusíkatých hnojív k pestovaným plodinám. Preto je dôležité venovať pozornosť iným spôsobom inputu dusíka do pôdy. Takouto alternatívou je predovšetkým biologická fixácia atmosférického dusíka mikroorganizmami u strukovín. Strukoviny patria medzi tie plodiny, pri ktorých z aspektu výšky, stability a kvality úrody má veľký význam biologická fixácia vzdušného dusíka. Samotný proces sa deje prostredníctvom špecifických hrčkotvorných baktérií - rizóbií na koreňoch rastlín.

Na koreňoch strukovín sa približne do troch týždňov po vzídení tvoria hrčky, ktoré rýchle nadobúdajú konečnú veľkosť a ich tvar i veľkosť sú pre jednotlivé druhy typické. Hrčky vyvoláva infekcia koreňovej sústavy hrčkotvornými baktériami z rodu Rhizobium, ktoré žijú voľne v pôde. Sú schopné pútať vzdušný dusík, ktorý využíva hostiteľská rastlina poskytujúca baktériám ako náhradu energetický zdroj vo forme glycidov. Vzájomný vzťah medzi baktériami a hostiteľskou rastlinou možno označiť za symbiózu. Maximálna fixácia vzdušného dusíka je obyčajne na začiatku kvitnutia.

Rizóbiá majú niektoré charakteristické vlastnosti. Na prvom mieste je to druhová špecifickosť, to je vzťah len k určitému druhu alebo skupine druhov strukovín. Rovnaké rizóbiá infikujú hrach, bôb, viky a šošovicu. Špecifické rizóbiá majú fazuľa, lupina a sója. Ďalšia charakteristická vlastnosť rizóbií je účinnosť, t. j. schopnosť viazať vzdušný dusík. Nie menej významnou vlastnosťou je virulencia baktérií, t.j. schopnosť prenikať do koreňových buniek. Virulenciu a účinnosť určitých kmeňov rizóbií môžu veľmi významne ovplyvniť podmienky prostredia. Dobrý priebeh symbiózy ovplyvňuje hlavne pôdna reakcia. Pre symbiotické procesy je najvhodnejšia pôdna reakcia (pH) približne 7, pri lupine však baktérie pútajú dusík pri pH 5 - 6. Ďalej musí byť pôda dostatočne vlhká, optimum je 40 - 80 % a dostatočne vzdušná. Teplota pôdy nemá klesnúť pod 13 - 14°C. Obsah minerálneho dusíka v pôde môže tiež ovplyvniť priebeh fixácie vzdušného dusíka. Príčiny zníženej aktivity hrčkotvorných baktérií pri vyššom obsahu minerálneho dusíka v pôde sa vysvetľuje zhrubnutím epidermy na koreňoch, a tak sťaženým prenikaním baktérií, alebo celkovým virulenčným oslabením rizóbií pri vyššej koncentrácií dusíka v pôde. Fixáciu vzdušného dusíka priaznivo ovplyvňujú aj minerálne živiny ako draslík, fosfor a niektoré mikroelementy, najmä molybdén. Pri ich dostatku nastáva plný rozvoj symbiózy a rizóbiá plne prejavia svoje biologické vlastnosti.

V podmienkach, kde sa nepredpokladá výskyt voľných rizóbií v pôde, sa pristupuje k inokulácii (bakterizácii) osiva. Na využitie symbiotického efektu pri pestovaní strukovín je potrebné inokulovať (očkovať) osivo príslušným druhom rizóbií a to najmä na pôdach, na ktorých sa dlhší čas daná strukovina nepestovala. Prednosťou očkovaných rastlín je dlhšia doba využitia asimilačnej plochy listov a fixácia vzdušného dusíka. Odráža sa to na tvorbe väčšieho počtu strukov a semien na rastline, a tým i v celkovej vyššej produkcii na hektár.

Inokulácia osiva hrčkotvornými baktériami rodu Rhizobium a Bradyrhizobium sa stala významnou súčasťou pestovania strukovín. Biologicky fixovaný dusík pozitívne vplýva na úrodu, ako aj zlepšenie výživového stavu nasledujúcej plodiny. Tým sa zvyšuje v osevnom postupe hodnota strukovín ako predplodín v komplexnom systéme biologickej racionalizácie.

Inokulácia je proces aplikácie baktérií na osivo, aby bolo zaistené dostatočné množstvo najúčinnejších kmeňov. Tie sú dodávané v živej forme za účelom vytvorenia aktívnych hrčiek na koreňoch plodiny. Inokulanty sú očkovacie látky pre osivo strukovín a poľných plodín, ktoré zároveň predstavujú lacný a ekologický zdroj dusíka a fosforu. Práškové alebo granulované preparáty obsahujú aktívne baktérie, ktoré sú schopné na koreňovom systéme rastlín a v pôde viazať zo vzduchu na ploche 1 hektára až 150 kg čistého dusíka. Z tohto množstva sa časť ukladá v pôde a je použiteľná pre plodiny pestované v nasledujúcich rokoch. Okrem významnej úspory priemyselných hnojív a nákladov na ich aplikáciu zlepšujú mikrobiologické procesy v pôde a zvyšujú kvalitu pestovaných produktov.

Spoločnosť Agrokomp, spol. s r.o. Modra ponúka v súčasnosti tieto inokulanty: "Rizobin LF" sa používa na inokuláciu osiva bôbovitých plodín. Vyrába sa v Anglicku (firma Legume technology Ltd). Má vysoký obsah živých baktérií - až 5x109. Ako spojivo je v preparáte použitý organický polymér. Inokulácia osiva sa môže vykonávať jednoduchým premiešaním priamo v sejacom stroji. Je potrebné ho skladovať pri teplote pod 25°C a chrániť pred slnečným svetlom. "Nitrazon" je očkovacia látka určená tiež pre bôbovité plodiny, vyrába sa v ČR. Na jej prípravu sa požívajú dlhodobo preverené kmene hrčkotvorných baktérií. Ich použitie bolo overované v mnohých pokusoch a praxi v ČR i SR pod pôvodným názvom Rizobin. Od roku 2007 sa vyrába na modernizovanej výrobnej linke pod označením Nitrazon. Nitrazon obsahuje vysoký obsah živých baktérií - až 5x108. Priamo zvyšuje obsah bielkovín v pestovaných plodinách. Prispieva ku zvýšeniu úrod a lepšej mikrobiálnej činnosti pôdy. Tieto inokulanty sa dodávajú pre nasledovné plodiny: sója, ďatelina, lucerna siata, hrach siaty, peluška, vika, bôb, fazuľa, lupina, šošovica. Inokulácia osiva okrem priameho premiešanie v sejacom stroji sa môže robiť aj vlhkou metódou podľa návodu. "Nitrazon + N", okrem všeobecne známej fixácie vzdušného dusíka pomocou rizóbií v koreňových hrčkách zabezpečuje dva spôsoby ukladania dusíka a sprístupňuje fosfor. Je schopný ušetriť až 30 kg.ha-1 dusíka pred sejbou. Pôsobením baktérií sa uvoľní 40 kg fosforu, a pritom sa urýchľuje rozklad pozberových zvyškov v pôde. Ak sa pred sejbou nehnojí, Nitrazon + N zvyšuje výnos o 10 - 20 %. Uvedené vlastnosti vyplývajú z vyváženej kombinácie základného Nitrazonu s baktériami Azotobacter a Bacillus megatharium. Tieto nesymbiotické baktérie dokážu samostatne fixovať vzdušný dusík a uvoľniť z pôdy uvedené množstvo fosforu. Ich potravou sú rozpustné formy uhlíka z rastlinných zvyškov. Hneď po zapravení do pôdy začnú kmene Azotobacteru ukladať dusík do pôdy, čím podporujú rozvoj koreňového systému. Súbežne s tým začína asi po 8 týždňoch fixácia dusíka pomocou rizóbií, s ktorými žije Azotobacter v metabióze. Zároveň dochádza k rozkladu rastlinných zvyškov a celkovej aktivácií pôdy. Inokulant sa člení podľa druhu motýľokvetých plodín rovnako ako základný Nitrazon. Podobný svojím účinkom je aj nový prípravok "Azotobag", ktorý je vhodný pre všetky plodiny. Tento granulovaný substrát (nosičom baktérií je samotný substrát seramis) obsahuje 3 druhy baktérií vo vysokej koncentrácii. Azotobacter spp. - fixuje vzdušný dusík v pôde a pomáha rozkladu celulózy v rastlinných zvyškoch. Bacillus magatherium - rozpúšťa fosfor obsiahnutý v pôde do formy prístupnej pre rastlinu. Rhizobium spp. - žije s predchádzajúcimi v metabióze a podporuje rozvoj ďalších užitočných mikroorganizmov. Využitie je možné pre všetky plodiny. Baktérie žijú voľne v pôde a nie sú závislé na rastline. Podmienkou úspešného použitia je obsah humusu v pôde najmenej 1,5 %, rastlinné zvyšky a pH viac ako 5,8. Skúšky ukázali, že Azotobag dokáže nahradiť asi 80 kg dusíka a sprístupniť pre rastliny až 50 kg fosforu na ha. Azotobag je možné použiť celoplošne na jar alebo po zbere. Aplikuje sa ľahkým rozmetadlom hnojív pri príprave pôdy. Podmienkou je, že prípravok musí byť čo najskôr zapravený do pôdy, aby nedošlo k inaktivácii baktérií slnkom.

Za účelom overenia účinku inokulácie osiva na úrodu a kvalitu strukovín boli v podmienkach fluvizemí na Výskumnom ústave agroekológie Michalovce založené poľné pokusy s očkovacou látkou Rizobin (v súčasnosti pod názvom Nitrazon). Účinok bol sledovaný pri bôbe obyčajnom, odrode Omar, sóji fazuľovej, odrode Korada, hrachu siatom, odrode Olivin a lupine bielej, odrode Amiga. Pri pestovaní strukovín bola použitá konvenčná technológia. Osivo bolo inokulované tesne pred sejbou suchým spôsobom premiešaním priamo v sejačke.

Dosiahnuté úrodové a kvalitatívne ukazovatele sledovaných strukovín sú uvedené v tabuľke 1.

Tabuľka 1: Dosiahnuté výsledky s inokuláciou osiva strukovín.

Plodina
Variant
Úroda semena
Výška rastlín
cm
HTS
g
Dusíkaté látky
%
t.ha-1
zvýšenie, t.ha-1
zvýšenie, %
Lupina biela
inokulácia
2,24
0,41
22,4
45,7
277,3
33,5
bez inokulácie
1,83
x
x
42,3
250,6
29,1
Sója fazuľová
inokulácia
2,97
0,22
8,0
79,9
216,8
33,1
bez inokulácie
2,75
x
x
72,3
209,3
32,4
Hrach siaty
inokulácia
3,51
0,34
10,7
56,2
310,4
22,0
bez inokulácie
3,17
x
x
48,5
306,7
19,5
Bôb obyčajný
inokulácia
3,19
0,36
12,7
82,1
534,3
25,9
bez inokulácie
2,83
x
x
75,2
518,1
24,8

Najvyšší prírastok úrody pri inokulácii osiva v porovnaní s neinokulovanou kontrolou sa dosiahol u lupiny bielej +22,4 % (+0,41 t.ha-1), potom pri bôbe obyčajnom +12,7 % (+0,36 t.ha-1), mierne nižší bol pri hrachu siatom +10,7 % (+0,34 t.ha-1) a najnižší bol dosiahnutý pri sóji fazuľovej 8,0 % (0,22 t.ha-1).

Rovnako významne sa inokuláciou osiva zvýšila aj hmotnosť tisíc semien (HTS), najviac pri lupine bielej(o 26,7 g) a bôbe o 16,2 g. Nižšie hodnoty sa dosiahli pri hrachu (o 3,7 g) a sóji (o 7,5 g). V priemere sa HTS zvýšila o 13,5 g. Inokuláciou osiva sa dosiahol aj mierny nárast výšky rastlín sledovaných strukovín.

Obsah dusíkatých látok v semene, v závislosti od inokulácie osiva, sa v priemere za strukoviny použité v pokuse zvýšil o 2,17 % (pri lupine o 4,4 %, sóji o 0,7 %, hrachu o 2,5 % a bôbe o 1,1 %). Účinnosť inokulácie osiva je závislá na vzájomnej interakcii rizobií a vplyvu prostredia, predovšetkým vlhkosti a teploty pôdy a obsahu nitrátov v pôde.

Záver

Inokulácia osiva strukovín prináša mnohé ekonomické i ekologické výhody: lacný zdroj dusíka, obohatenie pôdy dusíkom pevne viazaným na pôdny komplex a zlepšenie mikrobiálnej činnosti pôdy, úsporu na dávkach priemyselných hnojív i pre následné plodiny, zvýšenie úrody a kvalitatívnych ukazovateľov dopestovanej produkcie, ochranu životného prostredia a je vhodná aj do systému ekologického poľnohospodárstva.

Vystavené: 19.6.2012