Azot jest najważniejszym składnikiem pokarmowym dla wszystkich upraw. Niestety, ten z powietrza (N2) – którego zawartość sięga 78% – jest niedostępny dla roślin. Korzystają z niego tylko motylkowe z pomocą bakterii symbiotycznych z rodzaju Rhizobium. W związku z tym od ponad 120 lat trwają prace badawcze nad możliwością wykorzystania azotu atmosferycznego do odżywiania upraw. Efektem tych prac jest przełomowe rozwiązanie, którego skuteczność już została potwierdzona i w ramach doświadczeń, i w praktyce. Helena Moralejo Gárate/Ceres Biotics, Krzysztof Zachaj, Janusz Miecznik

Plantacja truskawek Allegro nawożona Rhizosum N plus, Karczmiska 20.05.2022 Podczas wspomnianych wyżej prac badawczych zauważono, że w środowisku uprawowym oprócz bakterii symbiotycznych zdolność wiązania azotu (N2) z powietrza mają endofity (Methylobacterium, Herbaspirillum, Gluconacetobacter) i bakterie asymbiotyczne (Azotobacter, Azospirillum, Pseudomonas, Azomonas). Natomiast spośród nich wyjątkową zdolnością wiązania N2 wyróżniają się wolnożyjące bakterie Azotobacter. W ich przypadku proces ten odbywa się przy udziale enzymu nitrogenaza. Przetworzony azot wykorzystywany jest przez rośliny do syntezy związków białkowych lub magazynowany w postaci glutaminy – aminokwasu zapasowego. Specjalnie wyselekcjonowany szczep bakterii Azotobacter salinestris dostępny jest dla producentów płodów rolnych w postaci preparatu Rhizosum N plus.

Bionawóz o potrójnym sposobie działania

Plantacja truskawek Allegro po zbiorach owoców, 5.07.2022 Rhizosum N Plus to poprawiający właściwości gleb bionawóz o potrójnym sposobie działania – promuje wzrost roślin na 3 poziomach, w tkankach roślinnych oraz w glebie: jako endofit dolistny (kolonizujący powierzchnię i tkanki wewnętrzne liści), jako endofit korzenia (kolonizujący powierzchnię i tkanki wewnętrzne korzenia), w ryzosferze (obszarze gleby wokół korzeni). Ten wyjątkowy, potrójny tryb działania sprawia, że Rhizosum N plus jest bardziej wydajny, elastyczny i wszechstronny w porównaniu do innych bionawozów na bazie mikroorganizmów, których mechanizm działania zawężony jest do aktywności nalistnej. Co ważne, na liściach wszystkie kolonizatory bakterii Azotobacter salinestris mają szerokie spektrum metaboliczne – do wzrostu i wiązania N2 wykorzystują wiele źródeł węgla i składników odżywczych (głównie alkohole cukrowe i mikroelementy, m.in. żelazo i molibden). Dla przykładu kolonizacja endofitami, wykorzystującymi tylko jedno źródło węgla (metanol), nie będzie pomyślna, gdy zostanie ono wyczerpane. W rzeczywistości w typowych okresach stresu (np. susza, zimno, mróz) bakterie, które spożywają tylko metanol, nie będą kolonizować i wiązać azotu, ponieważ uwalnianie tego alkoholu jest zahamowane. Ponadto bakteryjne wiązanie N, aby przebiegało optymalnie, wymaga nie tylko źródła węgla, ale także innych elementów z tkanek roślinnych, takich jak żelazo i molibden. Istotne jest to, że bakterie Azotobacter salinestris mają dużą łatwość tworzenia form przetrwalnikowych, tzw. cyst. To rodzaj

Maliny odmiany Polana w trakcie doświadczenia z Rhizosum N plus – 1/2 dawki N + Rhizosum N plus 25 g/ha w formie oprysku po ruszeniu wegetacji, Karczmiska, 5.07.2022 torbieli, która chroni je przed niekorzystnymi warunkami środowiskowymi, takimi jak ekstremalne temperatury, promieniowanie UV, niedobór składników odżywczych. Ta oporna forma bakterii, o spowolnionym procesie oddychania, zapewnia przetrwanie zimy i ekstremalnie wysokich temperatur latem oraz pozwala na mieszanie szczepu Azotobacter salinestris z wieloma powszechnie stosowanymi w uprawach sadowniczych agrochemikaliami, takimi jak herbicydy, insektycydy, fungicydy, i nawozami dolistnymi. W prowadzonych w Polsce doświadczeniach bakterie Azotobacter salinestris zawarte w preparacie Rhizosum N plus wiązały średnio 50–70 kg N/ha, a w wyjątkowo sprzyjających warunkach (wysoka zawartość próchnicy, wysokie pH gleby i długi okres wegetacji) – nawet ponad 100 kg N/ha.

W prowadzonych w Polsce doświadczeniach bakterie Azotobacter salinestris zawarte w preparacie Rhizosum N plus wiązały średnio 50–70 kg N/ha, a w wyjątkowo sprzyjających warunkach (wysoka zawartość próchnicy, wysokie pH gleby i długi okres wegetacji) – nawet ponad 100 kg N/ha.

Tak skuteczny, ponieważ…

Szczep Azotobacter salinestris jest tak skuteczny, ponieważ:

• działa natychmiast po aplikacji – w ciągu kilku godzin następuje kolonizacja środowiska systemu korzeniowego i roślin, wytwarzany jest biofilm i zaczyna się wiązanie azotu oraz dostarczanie go roślinom,
• wykazuje zdolność adaptacji do wysokiego zasolenia (NaCl), co jest ważne w przypadku stanowisk, na których zastosowano wyższe dawki nawozów, szczególnie w okresach deficytu wody,
• działa w szerokim zakresie odczynu – pH 5,0–9 (optymalny to 5,5–8,5),
• bakterie są aktywne i wiążą azot z powietrza w szerokim zakresie temperatur (4–35oC),
• pobudza syntezę hormonów wzrostu, szczególnie auksyn (IAA), giberelin i cytokinin,
• obniża poziomu etylenu, a w konsekwencji stresu roślin,
• wykazuje dobrą kompatybilność z najczęściej stosowanymi agrochemikaliami i nawozami (Uwaga! Nie wolno stosować go z fungicydami miedziowymi).

Tabela 1. Doświadczenie w jabłoni odmiany Szampion – wyniki analizy liści z kombinacji, w której zastosowano Rhizosum N plus, 2022 rok   Tabela 2. Doświadczenie w jabłoni odmiany Szampion – wyniki analizy liści z kombinacji, w której nie stosowano Rhizosum N plus (kontrola), 2022 rok

Regulowana równowaga

Związek między Azotobacter salinestris a roślinami uprawnymi jest ściśle regulowaną równowagą, która pozwala na odżywianie upraw azotem i przetrwanie szczepu. Gdy rośliny osiągną pełne zapotrzebowanie na azot do biosyntezy białka roślinnego, szlak metaboliczny syntetazy glutaminowej rośliny jest blokowany, a związany amoniak zaczyna gromadzić się w otoczeniu Azotobacter salinestris. Ta utrwalona akumulacja amoniaku NH3 dezaktywuje enzym azotazę, ponieważ nie jest już konieczny do syntezy większej ilości NH3. Kiedy rośliny ponownie potrzebują azotu i zaczyna się pobieranie amoniaku, nitrogenaza Azotobacter salinestris jest znów aktywowana w celu wiązania N i dostarczenia amoniaku (NH3) do biosyntezy białek roślinnych. Ten mechanizm zapewnia pełne bezpieczeństwo stosowania Rhizosum N plus w uprawach sadowniczych (maliny, truskawki, porzeczki, jabłonie, grusze, czereśnie), ponieważ gwarantuje dobre zaopatrzenie roślin w azot na optymalnym poziomie oraz zgromadzenie jego rezerw w glebie na start wiosennej wegetacji.

Efektywność potwierdzona doświadczeniem

Zdjęcie 1. Jabłoń odmiany Szampion
– kombinacja z Rhizosum N plus, 30.06.2022 W uprawach sadowniczych Rhizosum N plus można stosować w formie oprysku doglebowego pasów herbicydowych, fertygacji i nawożenia dolistnego. Doglebowo aplikację przeprowadza się wczesną wiosną, w dawce 25 g/ha, dolistnie – od ukazania się pierwszych liści właściwych. W 2022 roku przeprowadzono doświadczenie wdrożeniowe w ekologicznej uprawie jabłoni odmiany Szampion. W dwóch kombinacjach – 1. z nawożeniem doglebowym Rhizosum N plus w dawce 25 g/ha i 2. kontrolnej, bez Rhizosum N plus – oceniano stan odżywienia drzew, badając zawartość N w liściach.

Zdjęcie 2. Wiśnia odmiany Łutówka
– kombinacja z Rhizosum N plus, 16.09.2022 Analiza liści przeprowadzona 30.06 (zdjęcie 1) nie wykazała istotnych różnic w zawartości azotu, w obu opcjach była ona na poziomie optymalnym, choć w kombinacji z Rhizosum N plus ilość składnika była nieznacznie wyższa. W wynikach kolejnej analizy liści – zebranych 16.09.2022 – zaznacza się już istotna różnica w poziomie zawartości azotu pomiędzy kombinacją z Rhizosum N plus (tabela 1) a kontrolą (tabela 2). Świadczy to o wysokiej aktywności bakterii Azotobacter salinestris w przyswajaniu azotu z powietrza. Podobne doświadczenie przeprowadzono na wiśniach odmiany Łutówka (zdjęcie 2), prowadzonych w sposób konwencjonalny. Pomiędzy kombinacją kontrolną a kombinacją z zastosowaniem doglebowym Rhizosum N plus wystąpiły nieznaczne różnice, ale uzasadniające wprowadzenie Rhizosum N plus do programu nawożenia. Reasumując, można stwierdzić, że Rhizosum N plus to bardzo dobry sposób na obniżenie kosztów nawożenia azotem i poprawę opłacalności uprawy drzew i krzewów owocowych. Oprócz korzyści ekonomicznych dużą zaletą stosowania Rhizosum N plus jest obniżenie śladu węglowego. A to aspekt, którego znaczenie rośnie w związku z wymogami UE dotyczącymi ograniczenia emisji CO2 przez rolnictwo i przyszłymi płatnościami za to działanie. Tabela 3. Wpływ stosowania Rhizosum N plus na jakość owoców i wzrost roślin truskawki odmiany Allegro, dr Paweł Krawiec, Karczmiska, 2022 rok   Tabela 4. Wpływ stosowania Rhizosum N plus na plonowanie truskawki odmiany Allegro, dr Paweł Krawiec, Karczmiska, 2022 rok Tabela 6. Zawartość azotu w glebie (mg/l) w okresie wegetacji po zastosowaniu nawozów stabillizujących przemiany azotu w glebie, Instytut Agronomiczny Fertico, 2019 rok