Ankštiniai augalai ir biologinė azoto fiksacija

Pupinis augalas gali gauti azoto įvairiais būdais

Pupelė ar žirnis gali iš šaknų zonos pasisavinti tinkamos formos mineralinį azotą. Daugelis žemės ūkyje auginamų pupinių augalų taip pat gali gauti azoto per simbiozę su suderinamomis bakterijomis. Šių būdų mechanizmai skiriasi, todėl jų nereikėtų suplakti į teiginį, kad pupinis augalas tiesiog pats pasigamina maisto medžiagas.

Atmosferoje azotas yra N₂ dujų pavidalu. Biologinės fiksacijos metu šių dujų azotas paverčiamas formomis, kurios gali dalyvauti organizmų medžiagų apykaitoje. Šis procesas nesukuria azoto atomų ir nepaverčia viso atmosferos azoto tiesiogiai augalams prieinamomis maisto medžiagomis.

Bendruosiuose pagrinduose aiškinama medžiagų apykaita ir ekologiniai ryšiai. Straipsnyje apie maisto medžiagas aiškinamas jų prieinamumas šaknų zonoje; čia dėmesį sutelkiame į pupinio augalo ir bakterijų sąveika grindžiamą azoto gavimo būdą bei jo praktinius apribojimus.

Suderinami partneriai užmezga veiksmingą ryšį

Įprastuose gumbelius sudarančiuose pupiniuose augaluose suderinamos gumbelinės bakterijos užmezga ryšį su augalu ir gali įsikurti specializuotuose šaknų gumbeliuose. Bakterijos fiksuoja azotą, o augalas jas aprūpina savo medžiagų apykaitos metu pagamintais anglies junginiais.

Suderinamumas svarbus. Vienam pupiniam augalui naudingas bakterijų štamas nebūtinai bus veiksmingas kitam, o pupinio augalo pavadinimas negarantuoja veiksmingo gumbelių susidarymo konkrečiomis aplinkybėmis. Auginamas augalas, bakterijų populiacija ir sąlygos turi būti tinkami šiai sąveikai.

Augalas ir bakterijos išlieka gyvi sąveikos dalyviai, kuriems reikia išteklių ir tinkamų sąlygų sveikatai palaikyti. Fiksacijai naudojama energija ir augalo anglis; ji nėra sąnaudų nereikalaujantis pakaitalas visiems kitiems aprūpinimo maisto medžiagomis būdams.

Gumbelių veikla priklauso nuo kontroliuojamų sąlygų

Azoto fiksacijos sistemai reikia sąlygų, kurios palaikytų bakterijų ir augalo medžiagų apykaitą ir kartu apsaugotų deguoniui jautrius procesus. Todėl deguonies kiekio reguliavimas šaknų gumbeliuose nėra tas pats, kas tiesiog sudaryti mikroorganizmams sąlygas gauti kuo daugiau oro.

Aprūpinimas vandeniu, sąlygos šaknų zonoje, maisto medžiagų tiekimas ir augalo vystymasis gali paveikti šią sąveiką. Prastas pasėlio augimas gali turėti kelias priežastis, todėl žuvusio ar silpno pasėlio būklės nereikėtų automatiškai aiškinti nepakankama azoto fiksacija.

Šaknų gumbelių buvimas ar spalva gali suteikti naudingos informacijos tinkamai vertinant pasėlį. Tačiau vien šie požymiai neleidžia kiekybiškai nustatyti per sezoną fiksuoto azoto kiekio. Azoto fiksacijai įvertinti reikia tinkamo matavimo metodo ir aiškiai nurodytų prielaidų.

Inokuliantas – gyva konkrečios paskirties priemonė

Inokuliantu įterpiami atrinkti organizmai nurodytam tikslui. Ar jis bus naudingas, priklauso nuo auginamo augalo, padermės suderinamumo su juo, esamos mikroorganizmų populiacijos ir sąlygų, leidžiančių įterptiems organizmams įsitvirtinti bei veikti.

Kadangi šie organizmai yra gyvi, laikymas, tvarkymas ir suderinamumas su kitomis naudojamomis priemonėmis gali paveikti jų gyvybingumą. Vadovaukitės naujausiomis konkretaus produkto instrukcijomis ir atitinkamo augalo auginimo rekomendacijomis; šiame paaiškinime nepateikiama naudojimo metodika.

Inokuliacija yra galimas atsakas į nustatytą poreikį, o ne gumbelių susidarymo, azoto fiksacijos ar derliaus garantija. Įrašuose atskirai nurodykite, koks produktas naudotas, kokia buvo jo būklė ir koks pasėlio rezultatas stebėtas.

Fiksuotas azotas pirmiausia tenka ankštinio augalo sistemai

Per šią sąveiką gautas azotas naudojamas ankštinio augalo audiniams. Dalis jo gali būti išnešta iš lauko su nuimtu grūdų derliumi ar kitu produktu. Šaknys ir lauke paliktos liekanos vėliau gali papildyti azoto kiekį vykstant skaidymuisi ir medžiagų apytakai dirvožemyje.

Greta auginami augalai automatiškai negauna viso fiksuoto azoto iš karto. Jo perdavimo kelias, kiekis ir laikas priklauso nuo sistemos ir turi būti pagrįsti duomenimis. Lauke paliktose liekanose esantis azotas taip pat nėra iš karto lygiavertis augalams prieinamam mineraliniam azotui.

Iliustraciniame augalo azoto apskaitos pavyzdyje dėl fiksacijos į augalą patenka 40 g N, o įsiurbiant iš šaknų zonos – 10 g N; pradinis azoto kiekis augale ir kiti srautai neįtraukiami. Bendras 50 g N kiekis padalijamas į 30 g N, išnešamus su derliumi, ir 20 g N, liekančius šaknyse ir augalinėse liekanose. Tai aiškiai apibrėžtas apskaitos pavyzdys, o ne pasėlio azoto fiksacijos sparta ar dydis, kuriuo galima sumažinti azoto trąšų normą.

Įvertinkite pasėlį ir visas auginimo sąlygas

Klauskite, kuris pupinis augalas auginamas ir kokiai produkcijai gauti, ar simbiozė veiksminga ir kiek azoto pašalinama ar paliekama. Atsakymas priklauso nuo augalų vystymosi ir pasirinkto derliaus nuėmimo, taip pat nuo bakterijų buvimo.

Vertindami sėjomainą ar mišrų pasėlį, atsižvelkite į procesų laiką, mineralizaciją, nuostolius ir vėlesnį azoto pasisavinimą augaluose. Kitos maisto medžiagos, vanduo ir anglies ištekliai tebėra būtini. Šie sistemos lygmens klausimai siejasi su dirvožemio, vandens ir maisto medžiagų sistemomis bei išteklių šaka.

Naudingame paaiškinime pripažįstama biologinės azoto fiksacijos svarba, kartu išlaikant įrodymus, reikalingus tikrajam jos indėliui įvertinti. Venkite ir besąlygiškų garantijų, ir atmetimo, grindžiamo vienu nepalankiu stebėjimo rezultatu.

Išnagrinėti pavyzdžiai

Pasitikrinkite supratimą

1. Ar fiksuojant azotą sukuriami azoto atomai?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Fiksuojant atmosferos azotas paverčiamas biologiškai panaudojamomis formomis, išsaugant patį elementą.

2. Ar padermė, veiksminga su vienu pupiniu augalu, būtinai bus veiksminga ir su kitu?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Svarbūs suderinamumas su augalu šeimininku ir aplinkos sąlygos.

3. Ar paliktose augalų liekanose esantis azotas iš karto prilygsta kitam pasėliui prieinamam mineraliniam azotui?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Jo indėliui įtakos turi skaidymasis, mineralizacija, nuostoliai ir vėlesnis pasisavinimas.

Svarbiausios mintys

• Azoto fiksacija ir mineralinio azoto pasisavinimas yra skirtingi būdai.
• Suderinamos bakterijos, augalo anglis ir tinkamos sąlygos palaiko simbiozę.
• Gumbeliai ir inokuliacija negarantuoja išmatuoto fiksuoto azoto kiekio.
• Prieš teigdami, kad tai naudinga sistemai, atsekite azoto išnešimą su derliumi ir vėlesnę liekanų medžiagų apytaką.