Bakterie glebowe mogą pomóc rolnikom ograniczyć koszty nawożenia

Dr inż. Sabina Łukaszewicz-Chrzan z SMP Agro na wstępie przypomniała, że polityka rolna UE zmusza do szukania alternatyw dla wycofywanych substancji czynnych. Także wysokie ceny nawozów mineralnych są impulsem do stosowania takich elementów agrotechniki, które pozwalają oszczędzić na nawożeniu, prowadząc przy tym racjonalną produkcję roślinną osiągając przy tym zadowalający plon.

– Rozwiązaniem tych problemów są bakterie – mówi Sabina Łukaszewicz-Chrzan. – Współpraca roślin z różnego rodzaju mikroorganizmami, bakteriami i grzybami, niesie bowiem wiele korzyści.

I tak, bakterie asymilując azot z atmosfery i przyczyniając się do udostępniania form fosforu niedostępnych dla roślin, podnoszą produktywność. Pobudzając metabolizm i stymulując układ odpornościowy roślin, zwiększają ich odporność na czynniki stresowe. Stymulują wzrost systemu korzeniowego.

– Bakterie mogą też tworzyć niekorzystne warunki dla rozwoju różnego rodzaju patogenów – wyjaśnia Sabina Łukaszewicz-Chrzan. – Są nawet w stanie zniechęcać szkodniki do zasiedlania roślin i żerowania na nich.

Przybywa środków, których działanie wyokrzystuje te pozytywne właściwości mikroorganizmów. W 2014 r. było dziewięć takich preparatów zarejestrowanych jako środki ochrony roślin. W 2022 r. było ich już pięćdziesiąt.

• W podrzeszowskiej Jasionce prelekcjom przysłuchiwało się czterystu rolników

Jakie bakterie wiążą azot?

W atmosferze znajduje się 78% azotu, jednak całkowicie dla roślin niedostępnego. Ale do czasu. Otóż bakterie azotowe posiadające enzym nitrogenaza wiążą azot atmosferyczny i przekształcają do formy przyswajalnej dla roślin.

Są trzy grupy bakterii wiążących azot.

– Bakterie symbiotyczne są w stanie współdziałać tylko z jedną grupą roślin, czyli motylkowatymi – tłumaczy prelegentka. – Są np. wykorzystywane w produkcji zapraw nasiennych soi. Powodują powstawanie na korzeniu charakterystycznych brodawek.

Bakterie asymbiotyczne są w stanie współpracować ze wszystkimi gatunkami roślin.

– Sztandarowym przykładem jest bakteria azotobakter, najczęściej chyba występująca w produktach wykorzystywanych w uprawach – mówi Sabina Łukaszewicz-Chrzan. Stosowane na glebę bakterie asymbiotyczne zasiedlają korzeń i przez korzeń udostępniają azot roślinom.

Bakterie endofityczne, w przeciwieństwie do wspomnianych wcześniej, mogą występować także wewnątrz roślin, po uprzednim dostaniu się do wnętrza przez różnego rodzaju otwory znajdujące się w tkankach roślin. Uwalniają więc azot także w roślinach. Bakterie endofityczne mogą przedostawać się do ich wnętrza zarówno przez część naziemną, jak i przez korzeń.

– Kolejną cechą odróżniającą bakterie asymbiotyczne od endofitycznych jest to, jak radzą sobie w niesprzyjających warunkach – wyjaśnia prelegentka. Bakteria azotobakter (asymbiotyczna) wykorzystuje w strategii przetrwania grubą ścianę komórkową. Pozwala ona przetrwać w pewnym zakresie niekorzystnych warunków, po ich przekroczeniu bakteria ginie. Natomiast bakterie endofityczne (np. grupa bakterii Bacillus) w trudnych warunkach tworzą przetrwalniki, czyli formę bakterii, która nie jest aktywna metabolicznie. Po przeczekaniu niesprzyjających okoliczności wracają do formy wegetatywnej, co jest istotne w ich praktycznym zastosowaniu w agrotechnice.

Kiedy kolonia bakterii obumiera, azot jest udostępniany roślinom

Kolejną cechą istotną z punktu widzenia praktyk rolniczych, jest szybkość tworzenia kolonii bakterii przez podział a następnie ich obumierania.

– To ważne, bo dopiero w momencie, kiedy kolonia obumiera, azot jest udostępniany roślinom – zaznacza Sabina Łukaszewicz-Chrzan.

O czym jeszcze warto wiedzieć, zastanawiając się, jaki produkt wybrać do testów czy do użycia na własnej plantacji? Otóż na produkcie mogą się znajdować informacje o tym, jakie bakterie zostały użyte i w jakiej ilości. Ilość bakterii jest przedstawiana w liczbie przemnożonej przez 10 do potęgi. Towarzyszy jej skrót „jtk”, który po rozwinięciu brzmi „jednostki tworzące kolonię”.

W praktyce wybór może wyglądać np. tak: produkt mający zawartość bakterii 10 do 6, 10 do 8 i 10 do 9. Wbrew pozorom, produkt mający najwięcej bakterii, czyli ten z opisem 10 do 9, wcale nie musi dawać roślinie najwięcej azotu. Dlaczego? Otóż bakterie tej samej wielkości a różnych szczepów mogą wiązać różne ilości azotu. Mogą też mieć identyczną zdolność do wiązania azotu, ale różnić się wielkością. W takim przypadku można założyć, że preparat zawierający tyle samo bakterii, ale większych, będzie skuteczniejszy, bo duże bakterie zasymilują więcej azotu i więcej go udostępnią.

Jaki z tego wniosek? Chyba taki, że nie mając pewności czy dysponujemy pełną wiedzą na temat porównywalnych produktów i wszystkich implikacji wynikających z ich składu, najlepiej na polach produkcyjnych używać preparatów sprawdzonych producentów oraz przetestowanych wcześniej na poletkach doświadczalnych na własnych plantacjach.

Podczas konferencji zorganizowanej przez Wialan, do zapoznania się z możliwościami produktów mikrobiologicznych wspomagających nawożenie azotowe zachęcał Łukasz Michalak z SMP Agro. Pierwszy z nich to Fortis BacN Soil.

Gdy bakterie przechodzą do formy wegetatywnej rozpoczyna się asymilacja azotu

– Produkt doglebowy, którego działanie oparte jest na bakteriach azotobakter z grupy asymbiotycznej, dostarczanych w „uśpionej” formie przetrwalnikowej. Po aplikacji czekają na korzystne warunki pogodowe – mówi Łukasz Michalak. – Gdy te nastąpią, bakterie przechodzą do formy wegetatywnej, rozpoczyna się asymilacja azotu. W przypadku pogorszenia warunków część bakterii obumiera, dostarczając azot roślinie, część, dzięki grubej ścianie komórkowej, jest w stanie trudne warunki przetrwać i po ich polepszeniu wrócić do wiązania azotu.

– Z licznych przeprowadzonych doświadczeń wynika, że produkt jest w stanie związać w zmiennych warunkach środowiskowych ekwiwalent ok. 24 kg czystego składnika N – mówi Łukasz Michalak. – I to jest minimum. Jeśli trafimy na dobry dla bakterii zakres dwóch podstawowych czynników, czyli wilgotności i temperatury, skuteczność preparatu będzie wyższa. Przy wczesnym zastosowaniu tego produktu w każdym przypadku (pszenica ozima, kukurydza) odnotowywaliśmy wzrosty plonowania.

Drugi z omawianych produktów, to Fortis BacN Leaf, oparty o dwa szczepy bakterii endofitycznych z rodziny Bacillus. Może byś stosowany nalistnie i doglebowo. Także te bakterie są aplikowane w formie przetrwalnikowej. W przypadku tego preparatu wystąpienie niekorzystnych warunków skutkuje obumarciem części generacji i dostarczeniem azotu. Część przechodzi do formy przetrwalnikowej i w niej czeka na nowe okno pogodowe.

– Rozwiązanie z dwoma szczepami bakterii charakteryzującymi się różnymi czasami życia poszczególnych generacji sprawia, że preparat niejako dostosowuje się do zmiennych warunków pogodowych – tłumaczy Łukasz Michalak. – W danym oknie pogodowym lepiej będzie pracował jeden szczep, w odmiennych warunkach drugi.

Producent podaje, że preparat zwiększa koncentrację N zarówno w strefie korzeniowej, jak i w strefie nadziemnej rośliny. A dodatkowo m.in. odblokowuje fosfor w strefie korzeniowej, wspomaga aktywność metaboliczną rośliny na poziomie korzeni, poprawia pobieranie składników odżywczych z gleby i wytwarza siderofory.

• Sabina Łukaszewicz-Chrzan

Każdy preparat bakteryjny podaje się w swoim czasie

Bakterie glebowe wykazują aktywność metabolityczną w niższych temperaturach niż bakterie endofityczne, wyokrzystane w drugim z preparatów. Dlatego BacN Soil warto włączyć już z pierwszą dawką azotu, BacN Leaf powinien poczekać na wyższe temperatury.

Preparaty można łączyć z konwencjonalnymi środkami ochrony roślin. Wyjątki to preparaty z natury bakteriobójcze, czyli miedziowe albo oparte o siarkę. W przypadku użycia tych produktów producent rekomenduje możliwość ograniczenia wiosennego nawożenia azotem (na przykładzie pszenicy ozimej przy normalnym rozkładzie opadów) o 30 do 60 kg N/ha. Ważne – ograniczenie nie dotyczy dawki startowej.

– Podajemy przedział, a nie konkretną liczbę z poczucia odpowiedzialności – wyjaśnia Łukasz Michalak. – To, jak pracują bakterie jest uzależnione od przebiegu pogody, która jest przecież chimeryczna.

• Łukasz Michalak 

fot. Krzysztof Janisławski

Artykuł ukazał się w Tygodniku Poradniku Rolniczym 11/2023 na str. 32. Jeśli chcesz czytać więcej podobnych artykułów, już dziś wykup dostęp do wszystkich treści na TPR: Zamów prenumeratę.