Азотофіксація і продуктивність сої

Для вияснення залежності між фотосинтезом і азотним обміном у сої цікаві результати одержані Т.Ч. Нгуеном, Т.Ф. Андреевой, Л.Е. Строгановой (1983). Рослини, заражені Phizobint, вирощували при 0,5 і 1 мМ азоту (табл. №2). Протягом 20 днів рослини росли при інтенсивності освітлення 80 Вт/м2, потім їх перемістили на 15 днів на світло високої інтенсивності (200 Вт/м2)

Таблиця №6.

Вплив азоту та інтенсивності освітлення на фотосинтез та азотофіксацію сої

В даних умовах освітлення кількість фіксованого рослиною атмосферного азоту було недостатнім при такій забезпеченості мінеральним азотом, рослини відчували нестачу в азотному живленні. Це підтверджується незначним збільшенням сухої біомаси рослин, зниженням азоту в листках при вирощуванні при інтенсивному освітленні. Нестача мінерального азоту в грунті обмежує фотосинтетичну активність рослин. Фактори, які підвищують фотосинтез (світло, концентрація СО2, температура) в умовах азотного "голоду" не здійснюють позитивного впливу на інтенсивність фотосинтезу (L.Williams, D.Phillips, 1980). Разом з тим було доведено на рослинах сої, що фотосинтез в умовах нестачі азоту в грунті можна підвищувати шляхом інокуляції активним штамом Rhizobium (R. Maiet, W.Brill, 1978). В результаті підвищення фотосинтетичної діяльності рослин збільшується приріст їх біомаси, ріст бульбочок і фіксація азоту в розрахунку на одну рослину.

Таким чином, інтенсивність освітлення здійснює суттєвий вплив на формування бульбочок на рослинах сої. Різні умови освітлення не приводять до зміни питомої активності азотофіксації. Посилення росту бульбочок являється основною причиною збільшення азотофіксації рослин. У вегетативний період росту і розвитку сої, а також при утворенні бобів у умовах дефіциту азоту рослини формують неповноцінний фотосинтетичний апарат з низькою інтенсивністю фотосинтезу, яку не вдається підвищити за допомогою кращої освітленості. Стає очевидним, що поліпшення азотного живлення у вказані періоди поліпшує активність фотосинтетичного апарату і забезпечує більш високу азотофіксацію рослин. Основним завданням підвищення продуктивності рослин сої являється поліпшення азотного живлення шляхом активізації процесу фіксації молекулярного азоту за рахунок використання активних штамів Rhizobium, або внесення невеликих доз азотних добрив.

В практиці рослинництва часто застосовують загущені посіви, а також змішані посіви сої із злаковими культурами, які нерідко відрізняються інтенсивним ростом і займають верхній ярус травостою. В цих випадках часто погіршуються умови освітлення, що приводить до значних змін ростових процесів, накопичення біомаси і звичайно на продуктивність посівів.

Аналіз літературних джерел показує, що затінення рослин часто приводить до утворення в кореневих бульбочках бобових метаболічних змін, які схожі із старінням (I. Soronen, 1970, T.Ching, S. Headtke, S.Russel, 1975) При нестачі світла знижується вміст. Спостерігається зниження загального вмісту аскорбінової кислоти в кореневих бульбочках, що спостерігається при нормальному вмісту гемоглобіну в бульбочках сої, що свідчить про значні зміни в функціонуванні клітин рослини-господаря (К. Swaraj, O. Gard, 1976).

Вивченню дії затемнення різної тривалості на відносну ефективність азотофіксації, виділення вуглекислоти і води кореневими бульбочками присв'яені дослідження К. Сквардж, П.Н. Дуброво, С.В. Шищенко (1985). При тривалому затемненні знижується нітрогенезна активність на 60-80% (табл.№1). Паралельно спостерігається зниження дихання бульбочок, що пов'язано з зменшенням кількості синтезованих продуктів, які б могли бути у вигляді субстратів дихання. Однією з причин різкого зниження нітрогенезної активності при затіненні може бути зниження доступності АТФ, так як процес азотофіксації проходить при значних витратах енергії.

Соя, на відміну від інших зернобобових рослин має високу ступінь зворотних змін в кореневих бульбочках при поліпшенні світлового режиму. Експериментальні дані свідчать про відновлення азотофіксації на високому рівні, на відміну від порушення умов водного дефіциту, коли після проведення поливу азотофіксуюча активність бульбочок не відновлюється до зворотнього рівня (S.Edie, D. Phillips, 1983).

Таблиця №7.

Вплив тривалості теплового періоду на ацетилен відновлюючи активність, виділення СО2 і Н2 бульбочками.