Wysokie ceny nawozów mineralnych, ograniczenie nawożenia organicznego i pogłębiający się deficyt wielu składników pokarmowych w glebach, a także konieczność poprawy efektywności zastosowanego azotu nawozowego zmusza do poszukiwania nowych rozwiązań zwiększających możliwość wykorzystania naturalnych zasobów składników pokarmowych w produkcji roślinnej, w tym głównie azotu.
Ograniczenie zużycia nawozów azotowych wynika również z konieczności dostosowania się do założeń Europejskiego Zielonego Ładu i Wspólnej Polityki Rolnej.
Powszechnie wiadomo, że azot odgrywa kluczową rolę w produkcji roślinnej i jako makroskładnik pobierany jest przez większość roślin w największych ilościach. Jest pierwiastkiem o najwyższej efektywności plonotwórczej, a jego oddziaływanie na wielkość i jakość plonu jest najsilniejsze z uwagi na fakt, iż modeluje on wartość wszystkich składowych plonu. Rośliny znacznie wyraźniej reagują na niedobór lub nadmiar azotu w glebie niż na glebowe zasoby innych składników pokarmowych.
Głównym źródłem azotu dla roślin jest azot glebowy dostarczany w postaci nawozów doglebowych, w których azot może występować w formie amonowej, azotanowej (saletrzanej), względnie amidowej. Mniejsze ilości tego składnika rośliny mogą również pobierać droga pozakorzeniową, poprzez stosowanie nawozów dolistnych, między innymi mocznika, bądź też nawozów wieloskładnikowych, które poza azotem dostarczają roślinom innych makroelementów (na przykład magnezu czy siarki), bądź też mikroelementów.
W ostatnim okresie coraz większego znaczenia nabierają zabiegi umożliwiające wykorzystanie azotu atmosferycznego. Azot atmosferyczny stanowi olbrzymie źródło tego pierwiastka, niemniej jednak w warunkach naturalnych jest dostępny tylko dla wybranych gatunków roślin, między innymi roślin bobowatych żyjących w symbiozie z bakteriami brodawkowymi. W uprawie tych roślin ważnym zabiegiem jest szczepienie nasion odpowiednim szczepem lub szczepami bakterii brodawkowych. Szczepienie wpływa na wytwarzanie brodawek przez rośliny. Szczepionki bakteryjne zawierają żywe kultury bakterii brodawkowych tworzących układy symbiotyczne z roślinami. Bakterie mają zdolność wiązania azotu atmosferycznego z powietrza, którego część przekazują następnie roślinie. Z kolei w zamian otrzymują od rośliny związki energetyczne, głównie cukry. Szczepienie nasion najlepiej jest przeprowadzić bezpośrednio przed planowanym siewem lub na dwa – trzy dni przed jego terminem.
Coraz większą popularnością cieszą się innowacyjne produkty mikrobiologiczne zawierające wolnożyjące szczepy bakterii zdolnych do wiązania azotu atmosferycznego, w tym między innymi preparaty zawierające bakterie zasiedlające część nadziemną roślin. Mechanizm wiązania azotu atmosferycznego jest analogiczny jak w przypadku bakterii brodawkowych żyjących w symbiozie z roślinami bobowatymi, jednak bakterie te, między innymi Methylobacterium symbioticum są w stanie przeprowadzić ten proces u wielu gatunków roślin uprawnych, które w warunkach naturalnych nie mają możliwości korzystania z tej formy azotu. Asymilacja azotu następuje poprzez blaszkę liściową z wykorzystaniem nitrogenazy. Obecne w nalistnej szczepionce bakteryjnej bakterie tworzą w roślinie różowo zabarwione kolonie produkujące metylobaminę, która absorbuje światło UVA i UVB wspomagając proces fotosyntezy roślin. Bakterie działają jako antyoksydant w reakcji na stres związany z promieniowaniem UV. Zwiększona intensywność procesu fotosyntezy zwiększa ilość energii dostępnej dla roślin, niezbędnej między innymi do aktywowania kompleksu nitrogenazy, co umożliwia przekształcenie przez bakterie azotu atmosferycznego w dostępną dla roślin formę amonową.
Produkty mikrobiologiczne zawierające bakterie wiążące azot atmosferyczny dostarczają roślinom azotu w sposób efektywny i kontrolowany na wszystkich etapach ich wzrostu i rozwoju. Stosując te bakterie można dostarczyć roślinom co najmniej 30 kg dodatkowego azotu, który szybko wbudowywany jest w struktury białkowe lub magazynowany w postaci glutaminy, stanowiącej aminokwas zapasowy. W przypadku upraw o dłuższym okresie wegetacji zysk może wynosić nawet od 50 do 100 kg dodatkowego azotu dla roślin, który nie jest uwzględniany w bilansie nawożenia tym składnikiem pokarmowym. Istotną zaletą tego typu produktów mikrobiologicznych jest możliwość ich stosowania w gospodarstwach ekologicznych.
Umożliwia to dostarczenie roślinom dodatkowego, czystego ekologicznie i przyjaznego dla środowiska oraz „bezpłatnego” azotu, zwiększając tym samym opłacalność produkcji rolniczej. Umożliwia utrzymanie potencjału plonowania roślin przy mniejszej dostępności azotu w glebie, bądź też wpływa na zwiększenie plonu przy pełnej dostępności azotu mineralnego.
dr hab. Marzena S. Brodowska, prof. uczelni
