БИОАКТИВ ЗА РАСТЕНИЯ

Биотехнологии за един по чист свят

Биоактив за растения не е типичен тор, той не обогатява почвата директно с биогенни елементи, а подпомага  разграждането на биологичните вещества чрез контролируемо отделяне  на кислород в почвата и по този начин  стимулира  аеробните бактерии в нея.

Как точно става това?   Защо кислорода е толкова важен за кръговрата на азота в природата?  Защо кислорода има пряка връзка с ръстежа и плодородието? Как действа БиоАктив  и как намалява азотните загуби при торене. Защо Био Актив подобрява азотната фиксация.

 Отговора на тези и много други въпроси ще намерите в тази статия.

Прочети и научи!

Приятно четене!

Въведение:

 Нитратните йони се използват от различни организми  в процеса на асимилаторната  нитратредукция. При нея (асимилаторната  нитратредукция) нитратните йони се трансформират до амониеви йони, като  последните се включват в синтезата  на аминокиселините.

При липса на кислород  нитратните йони могат да се използват от микроорганизмите като крайни акцептори на електрони от дихателните вериги. Този процес се нарича нитратно дишане или  дисимилаторна нитратредукция. Нитрата се трансформира  в различни редуцирани продукти по време на окислението на органичния субстрат. При липсата на кислород  дисимилаторната  нитратредукция позволява  асимилиране на органична материя с по-голям добив на енергия, отколкото ферментационните процеси. Има два типа дисимилаторна  нитратредукция Факултативните анаероби в безкислородна среда редуцират нитратите до нитрити, а тях до амониеви йони. Този процес се нарича нитратна амонификация. Втория тип дисимилаторна  нитратредукция  се нарича денитрификация и има много по - голямо значение от предходния процес.

Денитрификацията  е процес, при който нитратите се редуцират от  микроорганизми до газообразни съединения на азота при окислението на органичните субстанции. Съдържанието на азот е от решаващо значение за всички живи организми, тъй като е съставна част на редица органични съединения и компоненти – белтъчини, аминокиселини, нуклеинови киселини, хлорофил, ензими и пр., с изключително важни и незаменими роли за развитието на растенията. Тъй като в нормалните почви азотът е почти винаги дефицитен, азотното торене е основен фактор и двигател, който определя нивото на добивите от културните видове и тяхното качество. Същевременно азотното торене е свързано с редица трудни за решаване проблеми: правилно прогнозиране на необходимостта от торене; намаляване на азотните загуби, чрез които се замърсяват подпочвените води, водоемите (еутрофикация) и атмосферата, с възможно отрицателно влияние върху устойчивостта на растенията към стресови фактори, вероятно отрицателно влияние върху почвеното плодородие и върху качеството на растителната продукция. За да можем да управляваме процесите и да получим максимално добри резултати  трябва много добре да ги познаваме .

За това започваме от начало да разглеждаме въпросите един след друг.

 Азот

Азотът (на латински) Nitrogenium) е химичен елемент. Означава се с буквата N и е открит през 1772 г от Даниъл Ръдърфорд. Намира се в 5А група, във втори период. Той има пореден номер Z = 7. Названието 'азот' идва от гръцки и означава „безжизнен“.В ядрото си азотът има седем протона. Седемте електрона в електронната му обвивка са разположени в два електронни слоя, съответно два и пет. Молекулите на азота са двуатомни и неполярни. Между тях действат много слаби сили на привличане. В молекулата на азота атомите са свързани с много здрава тройна ковалентна химична връзка. Свободните атоми азот имат голяма химична активност. Много от съединенията на азота са много активни и нерядко са токсични. Наименованието му произлиза от гръцката дума “азоос”, която означава безжизнен. Азотът се среща във всички живи организми. Той е един от съставните елементи изграждащи аминокиселините  следователно влиза в състава  и на белтъците и на нуклеиновите киселини (ДНК и РНК). Около 0,03% от атомите на земната кора са на азота. Азотът е елемент, необходим за съществуването на животните и растенията, той влиза в състава на белтъците (16—18 % по маса), аминокиселините, нуклеиновите киселини, хлорофила, хемоглобина и др. В живите клетки азотът е около 2% по броя на атомите, а по маса — около 2,5 % (четвърто място след водорода, въглерода и кислорода). В следствие на това значително количество свързан азот се съдържа в живите организми, мъртвата органична материя и дисперсното вещество в моретата и океаните. В резултат на процесите на гниене и разложение на азотсъдържаща органична материя, при благоприятни условия могат да се образуват природни залежи на полезни изкопаеми, съдържащи азот, например чилийска селитра (NaNO₃), обикновена (индийска) селитра (KNO₃), норвежка селитра и др.

 Азотът в природата

Азотът в природата е относително инертен. Под действие на електрични изпразвания (мълнии) само нищожна част  от него реагира с кислорода и в крайна сметка дава азотна киселина, падаща на  повърхността с валежите. Съществува и сложна директна фиксация на атмосферния азот от бактерии и водорасли, превръщащи го в нитрати. Малка част азотни съединения (NH3 и NO) идват с вулканични газове. Попадналият в почвата и водите азот се усвоява лесно от растенията и е важен градивен елемент на азотосъдържащите органични съединения. Азотът е елемент, който определя развитието на растителните организми, неговата концентрация във водите и океаните е силно ограничена, както и на друг биогенен елемент – фосфора (Р).

Растителните и животинки остатъци и екскрементите им отиват в почвата или в дънния бентос и там тези органични вещества стават храна на гъби, микроводорасли и бактерии, като при наличието на кислород се получават различни продукти – амоняк азотен оксид, нитрити или нитрати. Те се поемат от коренните системи на растенията и така продължава синтеза на нови градивни частици.

Антропогенната намеса в кръговрата на азота е една целенасочена дейност, датираща отпреди повече от 200 години. Изразява се в специално внасяне в почвата на азот и азотни съединения, главно нитрати или амониеви соли. За да се осигури необходимото количество свързан азот, развита е мощна промищленост, използваща различни химични процеси за свързване на атмосферния азот. Внасянето на азотни съединения в почвата довежда до значително повишаване на плодородието й.

Кръговрат на азота

Организмите се нуждаят от азот, за да произвеждат аминокиселини. Атмосферата се състои от 75% азот, но повечето организми не могат да използват тази форма на азот, а се нуждаят от свързан азот. Кръговратът на азота произвежда свързания азот, от който се нуждаят тези организми. Бактериите, осъществяващи свързването на азота, поемат азота от атмосферата и произвеждат амоняк (NH3).

Други бактерии използват амоняка за произвеждане на нитрати и нитрити.
Нитратите се използват от растенията за изграждане на аминокиселини, които след това се използват за създаване на растителни протеини. Други организми се хранят с растенията като използват растителните аминокиселини за създаването на свои аминокиселини. Разлагащите организми превръщат срещания в другите организми азот в амоняк и го връщат в почвата. Някои от тези видове бактерии също връщат азота в атмосферата.

Ролята на бактериите в кръговрата на азота

В почвата около 99% от азота се среща в органична форма (протеини, нуклеопротеиди, аминозахари, аминокиселини и карбамиди) и само около 1% под формата на минерали (NH3, NO3 и NO2). В атмосферата азота се намира или в елементарна форма или във формата на азотни окиси (N2, N2O, NO). Микробиологичното преобразуване на азота преминава през няколко фази, те обаче са части от азотния цикъл, при които постоянно и едновременно протичат процесите на минерализация и имобилизация. Минерализирането на органичните вещества (амонификацията) се извършва с помощта на амониевите йони -NH4+ и чрез тяхната оксидация се образуват нитрати (нитрификация). И двата процеса са много важни от гледна точка храненето на растенията и на аминоаутотрофните микроорганизми, които усвояват азота от амоняка и нитратите за да го вградят отново в органични азотни вещества. Една част от нитратите, при анаеробни условия се превръщат в газ и се отделят от почвата в атмосферата под формата на елементарен азот (денитрификация). В процеса на метаболизма микроорганизмите редуцират този елементарен азот и го вграждат в своите и на растенията протеини - (фиксиране на азота), с което азотния цикъл се затваря.

Амонификация

Делът на азотните съединения съставляват около 5 –15% от всички органични вещества в почвата. Най-голямо е тяхното участие в простите и сложните протеини. Протеините са съставен елемент на всеки жив организъм. Особено голяма е концентрацията им в протоплазмата на микроорганизмите, но се срещат и в растителните и животинските клетки като при заораването импротеините попадат в почвения слой. В клетките с помощта на междуклетъчните протеази разлагат аминокиселините на амоняк, органична киселина и CO2. При анаеробни условия освен тези продукти се образоват още амини и H2S. Включването на амоняка в азотния цикъл може да бъде в различна форма, от това зависи най-вече от съотношението на въглерода и азота в почвата (C:N). Ако това съотношение е по-голямо от 25 : 1, микроорганизмите усвояват амоняка и го включват в биосинтезирането на протеин, като по този начин той не може да се отдели от клетките им.Това се получава при заораването на растителните отпадъци,с които в почвата се внасят значителни количества целулоза. При отсъствието на стартови  микробиални  култури (BIO-GAIN Tm справка www.ekomakc.com ) съотношението между    C : N се повишава до 80 : 1 и азота се губи за растенията.Ако съотношението въглерод- азот е в по-тесни граници (от 15-25:1), амоняка се отделя от клетките на микроорганизмите и става усвоим за растенията. Нуклеиновите киселини също участват в състава на нуклеопротеидите и за много микроорганизми представляват благоприятен източник на азот. Нуклеопротеидите са сложни протеини, с голямо молекулно тегло, а съставните им частица прости белтъчини с алкална реакция. В почвата попадат с растителните, животинските и микробиологични остатъци.

Разлагане на карбамидите (урея) Карбамида или уреята е просто по състав органично азотно вещество (NH2)2CO, което се въвежда в почвата най-често под формата на изкуствен тор или под формата на оборска тор, а също и под формата на растителни отпадъци смесени с животински екскременти. Преобразуването на уреята протича по два начина. Най-напред чрез хидролиза се образува амониев карбонат: (NH2)2CO + 2H2O – (NH4)2CO3, който в последствие се разпада на амоняк, въгледвуокис и вода. Разлагането на уреята до амониев карбонат става под влиянието на ензимите уреаза, като по-нататъшните процеси протичат и без участието на микроорганизми.

 Нитрификация

 Нитрификацията е част от азотния цикъл, при който по микробиологичен път протича преобразуването на амониевия азот в нитратна и нитритна форма.Ролята на микроорганизмите в този процес е била открита още от Пастьор през 1870 година. Процесът на нитрификация протича в две фази, които са свързани помежду си и протичат едновременно. През първата фаза амонякът се окислява до нитрити,което се нарича нитриция. Втората фаза обхваща окислителната реакция на нитрите, която се нарича нитрация.Енергията, която се освобождава при тези процеси микроорганизмите използуват за синтезирането от наличните CO2 и вода на органични вещества за своите собствени клетки, а азота от амоняка изполват за биосинтезирането на протеин. Такъв биосинтез се нарича хемосинтеза.

Нитрификацията има сезонен характер и нейната интензивност зависи от въздействието на външните екологични фактори и типа на почвата. Нитрификацията зависи най-вече от рН на почвата, съдържанието на органични вещества в нея, наличието на кислород, влагата и температурата. Реакцията на средата оказва значително върху образуването на нитратите. Нитрификацията протича най-бързо при неутрални почви, чието рН е 6,6 – 7. Ако почвите са алкални, амониевите йони (NH4+) се натрупват като пречат за преобразуването на NO2 в NO3 .

 Денитрификация

Денитрификация - (отделяне на нитратите от почвата).

След образуването на нитратите биологичният кръговрат на азота продължава с процесите на метаболизма на растенията и микроорганизмите. Този процес се нарича денитрификация. Обикновено под денитрификацията се разбира процеса на редукция на нитратите, който се извършва по различен начин. Асимилационна денитрификация извършват растенията, алгите, бактериите, и гъбите, които използуват нитратите като асимилати и ги преобразуват в амонячна форма, а след това ги включват в биосинтеза на аминокиселините. Дисимилационната денитрификация се извършва от бактериите, които използуват нитратите като приемници на водорода. При отсъствие на кислород, азотът преминава в нитритна или амонячна форма. При тези процеси азотът не излиза от системата, но се включва по-нататъшния биоситнез.Тъй като при процесите на дисималационната денитрификация микроорганизмите сами си осигуряват необходимата енергия, тези процеси се наричат още “нитратно дишане”. Такива способности имат само бактериите от семейство Pseudomonas. Истинската денитрификация е един ензимен процес, при който се извършва редукция на нитрата, който преминавайки през нитритната форма стига до газообразния азот, отделящ се от почвата (NO3--NO2--NO--N2O--N2).

 Фиксиране на азота

Газообразните форми на азота (NO, N2O, N2), които се съдържат в атмосферния въздух от гледна точка на земеделието са загубени за почвата. По-голямата част от тези газове са елементарен азот, чиято маса е няколко десетки хиляди тона над декар площ. Фиксирането на азота може да бъде симбиотично, свободно и асоциативно.

Симбиотичното фиксиране на азота означава симбиоза между някои бактерии от семейство Rhizobium и бобовите култури. Този тип бактерии връщат големи количества азот в почвата.

Асоциативното фиксиране на азота е преход между симбиотичното и свободното фиксиране на азота. Микроорганизмите образуват един тънък слизест слой по корените или листата като по този начин установяват тясна връзка с растенията. Основните асоциативни азот-фиксатори са: Azospirillum, Azotobacter, Pseudomonas.

Свободното фиксиране на азота се извършва в почвата, в корените на растенията, при което микроорганизмите са в състояние да фиксират елементарния азот без непосредственото участие на растенията. В зависимост от източника на енергия, който микроорганизмите използват за фиксирането на азота, те се делят на хетеротрофни и фототрофни. Свободно фиксиране на азота могат да извършват бактериите от семействата Pseudomonas, Bacillus и Azospirillum.

Аеробните свободни азот-фиксатори при анаеробни условия в почвата изискват по-малко кислород. В тези условия започва гниене, при което се образуват патогенни бактерии, вируси, гъби и денитрификатори. Имайки предвид това, трябва да се подържа добра почвена аерация чрез нейната редовна обработка и третиране с  БиоАктив.

 Азот в растенията

През вегетацията азотът в растенията е концентриран в растящите вегетативни органи (вегетационни върхове, млади листа), реутализира се многократно от по-старите органи в младите и накрая – в зърното като резервен белтък, който определя неговото качество. Нуждата от азот през вегетацията зависи от вида на растението, условията на средата и отглеждането, от прогнозните и реализираните добиви. В най-общи граници то варира  от  5–6 до 20 кг/дка. Дефицитът на азот в растенията се характеризира със слаб растеж, бледа жълто-зелена окраска на листата, преждевременно изсъхване на листата от долните етажи, слаб растеж и нисък добив. При достатъчно азот културите растат и се развиват нормално, формират голяма листна маса и допълнителни братя с нормално оцветяване. Добивът е висок с повишено съдържание на протеин. При изобилно снабдяване с азот се формират растения с много голяма надземна маса и относително слабо развита коренова система, които са много чувствителни на болести, полягане, ниски и високи температури, засушаване и изобщо към всички неблагоприятни условия. При зеленчуковите и фуражните растения се получава продукция с високо и токсично съдържание на нитрати, а при зърнените култури зърното е с биологично непълноценно качество.

 Азот в почвата

Съдържанието на азот в староразработените почви е ниско и недостатъчно за високи добиви – от порядъка на 0,050 до 0,200%. Азот не се съдържа в почвообразуващите скали и се акумулира в почвата от микроорганизми и висши растения. Огромната част от азота (до 95%) се намира в органична форма в хумуса и частично – в остатъците от растения и микроорганизми и е директно неусвоим от растенията.

Усвоими за растенията са минералните форми на азота – амоний (NH4+) и нитрати (NO3-), които са обикновено от порядъка до около 5% от общото му съдържание и съдържанието им е подчинено на определена сезонна динамика. При системно и интензивно торене в почвата могат да се акумулират повишени количества на азот, главно в по-горните хоризонти, които упражняват значително последействие.  БиоАктив помага на растението да стане силно и жизнено чрез стимулиране на асимилацията най-вече на азот и магнезий.

Основни процеси на азота в почвата

Почвеният и торов азот са подложени на сложни и динамични превръщания в почвата, които могат да бъдат представени с няколко основни процеса:

1. Минерализация на органичния азот. Азотът от органичното вещество на почвата, микроорганизмите и растителните остатъци се подлагат на минерализация, която протича в две фази. През първата се образува амониев азот, т.е. протича амонификация, който през втората фаза се окислява до нитрати (нитрификация) под действието на специфични нитрифициращи микроорганизми. Първият процес протича при въздействието на широк диапазон от условия – температура, влажност и аерация на почвата, докато вторият е много по-чувствителен към тези фактори. Оптималната температура е 20–30оС и се ограничава силно под 10–5оС. Киселата почвена реакция и ниската влажност потискат нитрификацията. Интензивната нитрификация е присъща на плодородните почви.

2. Иммобилизация на минералния азот от почвените микроорганизми при внасянето на растителни остатъци с ниско азотно съдържание (т.е. отношение С:N < 25), каквито са слама, царевичак и др. При минерализацията на такива материали от почвените микроорганизми не се освобождава минерален азот в почвата, тъй като азотът се усвоява от самите тях. Обратно, минералният почвен и торов азот се иммобилизира, т.е. превръща се в неусвоима за растенията органична форма. Консумираният от микроорганизмите азот не е безвъзвратно загубен за растенията, тъй като с течение на времето и с напредване степента на разлагане отношението С:N се стеснява и започва процес на освобождаване на минерален азот. От гледна точка на екологията и баланса на азота процесът е полезен, тъй като предпазва от необратими загуби, но може да причини временен азотен дефицит в ранни фази от растежа.

3. Измиване на нитрати. Нитратният азот, който обикновено преобладава в състава на минералните форми, не се поглъща от почвата и е подложен на измиване от гравитационната влага. Измиването му под коренообитаемия слой го прави недостъпен за растенията и може да замърси подпочвените питейни води. Измиване на нитрати е възможно и чрез повърхностния воден оток.

Измиването на нитратите е един от основните екологични проблеми на съвременното земеделие. Той може да се контролира чрез оптимизиране на азотното торене по норма и срок на внасяне в зависимост от релефа, мощността и механичния състав на почвата.

4. Денитрификация на нитратите. При условия на преовлажняване (анаеробни условия), наличие на растителни остатъци и повишена температура в почвата протича т.н. денитрификация, при която нитратите се превръщат до азотни окоси (NOx), които излитат в атмосферата. Тези загуби са необратими и могат да достигнат 10 до 30% от торовия азот.

5. Амонячно излитане. Загубите чрез излитане на амонячен азот (NH3) в атмосферата са опасни главно при съчетанието на повърхностно торене (подхранване) с карбамид, повишена температура (>10о), ниска влажност и съдържание на карбонати (алкална реакция) в почвата.

5. Амониева фиксация. Това е процес на т.нар. необменно поглъщане на амония от глинести минерали на почвата. Процесът забавя и удължава процесът на освобождаване и усвояване на амониевия азот, но не е необратим и дори в известна степен е полезен, тъй като намалява необратимите азотни загуби. При използване на БиоАктив за растения  броят на полезните почвени бактерии нараства и на базата на дейността на аеробните микроорганизми почвата става значително по-топла, рохкава и може да поема и задържа повече вода и азот. Значително нараства и образуването на хумус.

Свойства на различните азотни торове

Като азотни торове се използват различни продукти на химичния синтез, които представляват химично чисти съединения. Основният технологичен процес в азотноторовите заводи е синтез на амоняк от атмосферен азот и водород от природния газ под налягане и висока температура, в присъствието на катализатори. Амониевият нитрат (33–34% N) е основният азотен тор, произвеждан и използван универсално у нас. Характеризира се с висока хигроскопичност, поради което поглъща влага от въздуха и се втечнява и втвърдява. За да се запази в рохкаво състояние, се произвежда в гранулирано състояние и се съхранява в полиетиленови торби. Амониевият азот се поглъща от почвата, но впоследствие се нитрифицира лесно. Поради това торенето трябва да бъде съобразено с възможните загуби чрез измиване и денитрификация, т.е. да се внася в съответствие с динамиката на усвояване на азот от растенията.

Карбамид (урея,46% N). Това е най-концентрираният твърд азотен тор. Има по-ниска себестойност от амониевия нитрат и по-добри физически качества. В почвата се подлага бързо на амонификацияа, при което амоният се абсорбира от почвата и не подлежи на измиване при ниски температури. При взаимодействие с почвата карбамидът се превръща в амониев карбонат, който алкализира средата и създава условия за загуби чрез излитане на амоняк. Поради това карбамидът не е подходящ за повърхностно торене през топлите сезони (повърхностно есенно и пролетно торене). Подходящ е за предсеитбено торене чрез инкорпориране в почвата и повърхностно подхранване на есенните посеви при ниски зимни температури.

БиоАктив за растения  решава всички проблеми:

Броят на полезните почвени бактерии нараства и на базата на дейността на аеробните бактерии почвата става значително по-топла, рохкава и може да поема и задържа повече вода. Значително нараства и образуването на хумус.

При растенията и културите това осигурява по-силен растеж на корените, по-бързо узряване и увеличен добив до 20%.(Например при картофи, отглеждани с БиоАктив са получени до 220 кг. повече на декар).

Неприбраните остатъци след реколтата се разграждат по-бързо и пораженията от гъбичките(фузарий) се редуцират значително.

 Жизненост и енергия

Когато растението има проблеми се редуцира растежа като мярка за оцеляване. Асимилацията и образуването на енергия намаляват.
БиоАктив помага на растението да стане силно и жизнено чрез стимулиране на асимилацията най-вече на азот и магнезий.

Баланс/Равновесие на хранителните вещества

Проблемите на подхранването на растенията се дължат често на нарушеното равновесие на хранителните вещества. Чрез БиоАктив се получава изравняване между излишък и недостиг.

Поемане на хранителни Вещества

Хранителни вещества могат да действат само, ако се поемат и не увреждат листата и корените. Концепцията на БиоАктив е ясна и ефикасна. БиоАктив поставя нови  стандарти  по отношение на полза и безвредност на растенията.

  Защо е много важно използването на БиоАктив

 Защото причините за уврежданията при растения и култури често се откриват трудно и са свързани със скъпи изследвания.

БиоАктив лекува, оздравява и стимулира почвата и растенията, независимо дали се касае за смущения в растежа, недостиг на хранителни вещества, неблагоприятни климатични явления или увреждания на корените или листата. БиоАктив има решение за всички проблеми.

 Баланс/Равновесие на хранителните вещества

Проблемите на подхранването на растенията се дължат често на нарушеното равновесие на хранителните вещества. Чрез БиоАктив се получава изравняване между излишък и недостиг.

Поемане на хранителни Вещества

Хранителни вещества могат да действат само, ако се поемат и не увреждат листата и корените. Концепцията на БиоАктив е ясна и ефикасна. БиоАктив поставя нови мащаби по отношение на полза и безвредност на растенията.

Приложение

БиоАктив за растения се прилага след поникването на първите 3-4 листа при отделните култури, като се разтваря във вода. Възможно е и комбинация с хербициди, фунгициди и инсектициди, които обаче се прибавят след това.

За един декар са нужни 100 грама БиоАктив за растения, разтворени в 20-40 литра вода.

Заключение

В заключение може да кажем.че използването на Био Актив за растения може да реши много от проблемите в селското стопанство. Той е икономически изгоден за сметка на високата активност на препарата в ниски концентрации (100 грама на декар). Използването на Био Актив е сигурен начин за повишаване на ефективността на вашето земеделско стопанство.