Создание эффективного симбиоза — основа высокой продуктивности клевера

Получение высокой продуктивности бобовых культур обусловлено формированием эффективного симбиоза с клубеньковыми бактериями. Для активного функционирования микробно-растительной системы необходимы определенные условия внешней среды. Неблагоприятные условия среды оказывают влияние на вирулентность. Конкурентная способность и активность спонтанных и интродуцированных в почву ризобий снижаются при неблагоприятных условиях среды.

Установлено, что для формирования активных клубеньков на корнях растений оптимальная влажность должна составлять 60−70% от полной влагоемкости, минимальная — 16% от полной влагоемкости. При влажности ниже этого предела клубеньковые бактерии не размножаются, но длительное время сохраняются в неактивном состоянии. Недостаток влаги приводит и к отмиранию уже сформировавшихся клубеньков. Нередко в районах с недостаточным увлажнением многие бобовые растения развиваются, не образуя клубеньков. Избыточная влажность, как и ее недостаток, также неблагоприятна для симбиоза. Из-за снижения количества кислорода в зоне корней ухудшаются условия развития корневой системы растений. Недостаточная аэрация отрицательно влияет на жизнедеятельность клубеньковых бактерий и почвы. Повышенное содержание кислорода в почве приводит к снижению степени азотфиксирующей активности клубеньковых бактерий.

Продуктивность бобовых культур зависит от эффективности формирующегося симбиоза с клубеньковыми бактериями. Rhisobium trifolli являются специфичными клубеньковыми бактериями для Trifolium prаtense, они индицируют корневую систему клевера и формируют с ним симбиотический аппарат. Условия формирования эффективного симбиоза определяются как почвенно-климатическими условиями окружающей среды, так и эффективностью микросимбионтов (Тихонович, 1998).

Важную роль во взаимоотношениях клубеньковых бактерий и бобовых растений играет температурный фактор. Температурные характеристики разных видов бобовых растений различны. Штаммы клубеньковых бактерий различаются по устойчивости к понижению и повышению температуры. Следует отметить, что оптимальные температурные развития бобовых растений, образования клубеньков и азотфиксации не совпадают. Так, в природных условиях образование клубеньков может наблюдаться при температуре выше 0 °C. Температурный оптимум для азотфиксации — 10 °C и выше. Максимальной температурой, обеспечивающей азотфиксирующую способность клубеньковыми бактериям является температура равная 20−25 єС. Температура выше 30 °C отрицательно влияет на процесс азотнакопления (Libbert, 1998).

Большое значение в создании эффективного симбиоза между клубеньковыми бактериями и бобовыми растениями имеет фосфорное питание. При незначительном содержании фосфора в среде проникновение бактерий в корень происходит, но клубеньки при этом не образуются. У бобовых растений фосфор используется сравнительно равномерно при формировании всех органов, начиная с прорастания до образования семян с максимальным накоплением в корневой системе растения. Поэтому в ранние сроки развития бобовые растения, в отличие от злаковых, в большей степени удовлетворяют свои потребности в фосфоре за сет семядолей, а не запасов почвы (Муромцев, 1995). При симбиотическом способе существования, потребность бобовых растений в фосфоре выше чем при автотрофном. В связи с этим потребность в фосфоре увеличивается. При его недостатке потребность в фосфоре увеличивается у инокулированных производственным способом растений, ухудшается процесс формирования симбиотического аппарата и его функции. Таким образом, для повышения продуктивности бобовых культур необходимо создание оптимальных условий формирования эффективного симбиоза (Brewin, 1993).