Przełom w odżywianiu roślin azotem potwierdzony naukowo

09.04.2024

Podnoszenie efektywności praktyk rolniczych w celu optymalizacji produktywności spowodowało wzmożoną intensyfikację technologii uprawy m.in. przez nadmierne stosowanie nawozów i pestycydów na obszarach rolniczych. Niestety często praktyki te nie sprzyjają zachowaniu odpowiedniej równowagi w glebie oraz stanowią zagrożenie dla jej płodności. 

W ostatnich kilkudziesięciu latach opracowano ekonomicznie opłacalne i jednocześnie ekologiczne podejście alternatywne, które ma na celu minimalizację wspomnianego problemu. W ramach tego działania wykorzystuje się w rolnictwie pożyteczne mikroorganizmy w celu poprawy jakości gleby i zwiększenia wydajności plonów. 

Nowoczesne rozwiązanie w odżywianiu roślin rolniczych

Spośród różnych rodzajów mikroorganizmów stosowanych w rolnictwie, szczególną uwagę przywiązuje się do bakterii wiążących wolny azot z powietrza. Taką innowacyjną bakterią jest Gluconacetobacter diazothrophicus (GD). 

Jest to bakteria znajdująca się w preparacie mikrobiologicznym Encera, wprowadzonym na polski rynek przez Sumi Agro. Bakteria posiada bogatą historię współzależności bakteryjno-roślinnych, funkcjonując jako endofit symbiotyczny zdolna jest do asymilacji azotu z powietrza. 

Potencjalne korzystny wpływ wynikający z zasiedlenia rośliny tą bakterią obejmuje zdolność wiązania azotu, produkcję fitohormonów, działanie przeciwko patogenom i solubilizację składników mineralnych. 

Jak działa Encera?

Encera zawiera unikatowy szczep bakterii GD wiążącej azot atmosferyczny. Bakteria w warunkach naturalnych kolonizuje różne gatunki roślin uprawnych. Wnika do rośliny żywicielskiej przez łodygi, liście i korzenie. Miejscem wnikania bakterii są aparaty szparkowe oraz mikrouszkodzenia tkanki roślinnej. 

Ponadto bakteria może wnikać do rośliny  przez wierzchołki korzeni (komórki czapeczki korzeniowej), w obszarach wyrastania korzeni bocznych i przez włośniki. W związku z tym preparat można aplikować na rośliny w formie oprysku lub doglebowo. 

Gluconacetobacter diazotrhopicus efektywnie rozwija się w roślinie, zasiedlając przestrzenie międzykomórkowe oraz wnętrze komórek roślinnych gospodarza. Dzięki temu bakteria szybko i skutecznie dostarcza roślinom znacznych ilości łatwo przyswajalnego azotu w formie amonowej (NH3). Wiązany przez bakterie azot cząsteczkowy dostarczany jest przez bakterie azotowe bezpośrednio do komórki roślinnej, gdzie szybko zostaje włączony w jej metabolizm. 

W związku z tym azot jako główny pierwiastek plonotwórczy może być efektywnie wykorzystywany do budowy białek, które mają kluczowe znaczenie dla tworzenia plonu. Ponadto azot jest ważnym elementem kwasów nukleinowych, co ma ogromne znaczenie dla podziałów komórkowych, będących podstawowymi procesami rozwojowymi roślin. Pierwiastek ten wchodzi także w skład chlorofilu, co wpływa na odpowiednie wybarwienie części naziemnych, a tym samym na procesy metaboliczne, od których uzależnione jest zdrowie i odporność  roślin. 

Wyższe plony dzięki bakteriom azotowym GD

W tym kontekście Encera staje się skutecznym narzędziem w zwiększaniu plonów roślin. Bakteria azotowa zawarta w preparacie Encera przy udziale enzymów, z których najważniejszym jest nitrogeneza. Związany przez bakterie azot jest w całości wykorzystywany przez rośliny bez ryzyka jego kumulacji w tkankach, w przeciwieństwie do azotu mineralnego, którego nadmiar gromadzi się w tkankach, powodując wzrost zawartości szkodliwych azotanów w roślinach. W związku z tym zaleca się stosowanie preparatu Encera w celu bardziej efektywnego wykorzystania naturalnego źródła azotu, bez ryzyka kumulacji jego pozostałości w roślinie. 

Wobec powyższego należy podkreślić, że innowacyjność w zastosowaniu preparatu Encera nie polega na zastąpieniu nawożenia azotowego tym preparatem, a jest swego rodzaju holistycznym podejściem docelowo regenerującym środowisko rolnicze ze szczególnym naciskiem na układ gleba-roślina, gdzie gleba jest stymulowana do odbudowy, natomiast roślina przy optymalnym nawożeniu intensyfikuje procesy biochemiczne, skutkujące zwiększonym plonem o pożądanej jakości użytkowej. 

Wyjątkowość preparatu Encera polega również na tym, że może być on stosowany we wszystkich uprawach roślin rolniczych, ponieważ bakteria GD nie wykazuje specjalizacji względem roślin, tak jak bakterie brodawkowe, które są stosowane tylko w uprawach roślin motylkowatych. A zatem bakteria azotowa GD może być aplikowana z powodzeniem we wszystkich uprawach roślin rolniczych, co zwiększa możliwości jej zastosowania. 

Encera w  badaniach

Doświadczenia prowadzone przez Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie w uprawach pszenicy ozimej, buraka cukrowego, ziemniaka, rzepaku ozimego i kukurydzy, kolonizowanych bakteriami GD z użyciem preparatu Encera, wykazały wzrost zawartości chlorofilu w organach zielonych roślin w różnych fazach ich rozwoju  tj. w pszenicy od ok. 3% do ok. 6%, w buraku ok. 7%; w ziemniaku od ok. 15% do ok. 18%, w rzepaku od ok. 5% do ok. 9% oraz w kukurydzy od ok. 3% do ok. 13%. 

Wzrost zawartości chlorofilu koreluje się z obserwowanym wzrostem wartości wskaźnika wegetacyjnego NDVI (znormalizowany różnicowy wskaźnik wegetacji), wskazując na poprawę kondycji roślin w uprawie. Z uwagi na możliwość wystąpienia licznych zakłóceń środowiskowych w dostępności azotu w glebie np. w wyniku suszy czy wahań temperatury, w roślinach hamowane są procesy metaboliczne, skutkujące pogarszającą się kondycją upraw i związaną z tym obniżką plonów. Natomiast Encera, dostarczając azot bezpośrednio roślinom, oferuje stabilne i efektywne rozwiązanie tego problemu. 

Liczne badania naukowe wykazały również, że bakteria azotowa GD, poza wiązaniem azotu, pomaga roślinom żywicielskim na kilka różnych sposobów. Stwierdzono, że bakteria zawarta w preparacie Encera dostarcza roślinom żywicielskim fitohormonów (m.in. kwas indolilo-3-octowy, gibereliny A1 i A3) niezbędnych do normalnego wzrostu i rozwoju rośliny.

Wyjątkowość preparatu Encera polega również na tym, że zawarta w nim bakteria ma zdolność rozpuszczania fosforu i cynku, a zatem istnieje możliwość łatwiejszego przyswajania tych składników przez roślinę. Zdolność bakterii do zwiększania dostępności fosforu wiąże się również ze stymulacyjnym wpływem pierwiastka na system korzeniowy roślin. Nie od dziś wiadomo, że im lepiej rozwinięty system korzeniowy, tym większa zdolność korzeni do penetracji gleby i łatwiejszego pobierania składników pokarmowych, co poprawia wzrost, rozwój i plon roślin. 

Bakterie azotowe Gluconacetobacter diazothrophicus – zwiększają odporność roślin

Preparat Encera wyróżnia się na tle innych preparatów tym, że zwiększa również odporność roślin na stres i przyczynia się do rozwoju silniejszego systemu korzeniowego. W efekcie rośliny wykazują wyższą tolerancję na suszę i mają lepsze warunki do wykorzystania składników odżywczych, co bezpośrednio przekłada się na jakość plonu.

W badaniach prowadzonych Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie wykazano, że uprawy, w których stosowano preparat mikrobiologiczny Encera zaobserwowano przyrost plonu odpowiednio o ok. 960 kg dla pszenicy ozimej, o ok. 9-11 ton w uprawie buraka cukrowego, o ok. 5 ton w uprawie ziemniaka i o ok. 750 kg w uprawie kukurydzy. 

Ponadto zastosowanie adiuwantu takiego jak Slippa umożliwiło dodatkowo zwiększenie efektywności preparatu Encera co potwierdziły wzrosty plonów w badanych układach doświadczeń uprawowych. Wytłumaczenie pozytywnych rezultatów wynika z faktu, że adiuwant pozwala na uzyskanie lepszej przyczepność cieczy opryskowej do powierzchni rośliny. Tym samym umożliwia lepszą absorpcję produktu przez samą roślinę. Adiuwant ogranicza straty produktu w czasie aplikacji i rezultaty było widać po wynikach plonowania.

Encera przyszłością dla upraw rolniczych

Wykorzystanie Encery w uprawach roślin to przełomowy krok w rolnictwie, otwierający nowe perspektywy. Badania wykazują, że ten innowacyjny preparat mikrobiologiczny nie tylko zwiększa plony, ale także redukuje negatywny wpływ działalności rolniczej na środowisko. 

Dzięki wykorzystaniu azotu przez Encerę możliwe jest zmniejszenie zanieczyszczenia wód azotanami, a unikanie intensywnego nawożenia mineralnego zapobiega zakwaszeniu gleb. Dzięki pozytywnym efektom przyszłość Encery kształtuje się obiecująco, oferując potencjał zwiększenia plonów przy jednoczesnym zachowaniu zdrowia i jakości upraw. 

To podejście może długoterminowo przyczynić się do poprawy wydajności rolniczej, harmonizując z potrzebą troski o środowisko. Encera może być wykorzystywana zarówno w uprawach konwencjonalnych, jak i w rolnictwie ekologicznym. 

dr hab. Agnieszka Jamiołkowska, dr hab. Radosław Kowalski

Przeczytaj również artykuł: Encera w uprawie ziemniaków – jak zwiększyć plon?