Естественно, что после открытия азотфиксирующих бактерий многих исследователей занимал, вопрос о том, как усилить азотфиксирующую способность почвы и повысить таким образом содержание в ней азота, а следовательно, и ее плодородие.
В начале XX века были сделаны первые попытки улучшить развитие бобовых растений, внося в почву клубеньковые бактерии. Это давало возможность получать высокие урожаи бобовых растений там, где клубеньковые бактерии в почвах отсутствуют или их местные расы малоэффективны. Опыты дали обнадеживающие результаты. Теперь внесение в почву культур клубеньковых бактерий (нитрагин) широко распространено. Разработаны специальные методы заражения семян нужными расами клубеньковых бактерий, в промышленном масштабе выпускаются стандартные препараты нитрагина.
При изготовлении нитрагина обычно используют только эффективные, приспособленные к каждой бобовой культуре расы клубеньковых бактерий. Нитрагин для клевера готовят, используя клубеньковые бактерии клевера, для гороха — клубеньковые бактерии гороха и т. д.
Семена бобовых культур в день посева обрабатывают (инокулируют) нитрагином, разбавленным водой. Зараженные семена нельзя держать на солнце (солнечный свет убивает бактерии) и хранить более суток, так как эффективность применения нитрагина при длительном хранении снижается.
Обычно нитрагином обрабатывают семена, но иногда инокулируют и проросшие бобовые растения, опрыскивая их большими количествами бактериальной суспензии.
Нельзя заражать нитрагином семена, обработанные дезинфицирующими веществами, так как большинство этих веществ ядовито для бактерий.
Успех применения нитрагина зависит от свойств самих клубеньковых бактерий и от тех условий внешней среды, в которых выращивают инокулированные растения. Дело в том, что местные неэффективные расы могут препятствовать проникновению в корни активных бактерий нитрагина, поэтому бактерии, используемые для приготовления препарата, должны не только активно усваивать азот, но быстро размножаться и проникать в корни, чтобы суметь опередить неэффективных «соперников», которые довольно широко распространены в почвах всего земного шара.
Следует учитывать, что при неблагоприятных почвенных условиях эффективные расы могут терять активность. Исследования, проведенные в лаборатории Е. Н. Мишустина, показали, например, что в зоне кислых почв превращение в неактивные формы (инактивация) клубеньковых бактерий происходит очень быстро.
Нитрагинизация бобовых культур, при соблюдении всех необходимых правил, приносит большую пользу, повышая урожай и обеспечивая его высокое качество. Количество белков в зеленой массе и зерне увеличивается в ряде случаев в 1,5— 2 раза.
Подсчитано, что для районов давнего применения бобовых культур прибавка урожая зерна от использования нитрагина составляет в среднем 2—3 ц/га. Для культур новых в данном районе или при освоении новых земель прибавка урожая может быть значительно выше.
Хороший эффект дает нитрагин на среднеплодородных и малоплодородных почвах, хотя целесообразно применять этот препарат и на высокоплодородных почвах. В последнем случае не только увеличивается урожай бобовых растений, но и сохраняются запасы азота в почве для последующих культур.
На эффективность нитрагина в почве большое влияние оказывают различные внешние условия: кислотность почвы, наличие доступных соединений кальция, фосфора и других элементов, присутствие азота и т. д.
В кислых почвах эффективность нитрагина снижается. Клубеньковые бактерии чувствуют себя здесь плохо. Известкование почв в этих случаях значительно улучшает дело. Эффективность нитрагина увеличивается также при добавочном снабжении растений фосфором, калием и микроэлементами — бором и молибденом.
Вот некоторые данные, свидетельствующие о пользе применения нитрагина под бобовые культуры.
В одном из опытов, поставленных в нашей стране, урожай зеленой массы люпина при применении нитрагина более чем в 2,5 раза превысил урожай, полученный в тех же условиях, но без нитрагина. Вес корней люпина при этом возрос на 60%.
В Англии увеличение урожаев люцерны в результате применения нитрагина возрастало до 235%. На опытных полях люцерны в Швеции в 99% случаев от заражения нитрагином получены результаты, выражающиеся прибавкой урожаев от 15 до 900%!
Несомненное увеличение урожая и накопления азота в почве, абсолютная безвредность нитрагина, простота его приготовления и применения, а также другие экономические преимущества привели к тому, что это бактериальное удобрение получило широкое распространение в нашей стране и за рубежом. Систематическое применение нитрагина при выращивании бобовых вошло в повседневную сельскохозяйственную практику многих стран. У нас и за рубежом созданы специальные институты, которые выводят активные расы клубеньковых бактерий, специфические для каждого вида бобовых.
В Советском Союзе нитрагинизация бобовых культур рассматривается как наиболее важный агроприем, обеспечивающий увеличение и улучшение качества урожаев бобовых культур. Это одно из самых крупных достижений сельскохозяйственной микробиологии, принесшее огромную пользу сельскохозяйственному производству.
Кроме нитрагина, у нас используется и другое бактериальное удобрение — азотобактерин. Этот препарат представляет собой чистую культуру азотобактера в сочетании с торфом и углекислым кальцием. Используются также агаровые и другие культуры азотобактера.
Теперь установлено, что при правильном применении азотобактерин значительно повышает урожай сельскохозяйственных культур. По данным Е. Н. Мишустина, эта прибавка урожая для полевых культур может составлять 10—13%. А на богатых органическим веществом почвах повышение урожайности растений достигает 25% и более. Таким образом, азотобактерин оказывается наиболее эффективным на высокоокультуренных почвах, обычно занимаемых овощными культурами.
Сущность положительного действия азотобактерина сводится к следующим трем основным положениям:
- фиксация азотобактером атмосферного азота, который поступает в распоряжение растений
- так называемый «санитарный эффект» азотобактерина. Прямыми опытами установлено, что азотобактер обладает фунгистатическим действием, т. е. препятствует развитию грибов. Следовательно, он оздоровляет почву вокруг корня и улучшает рост растений. Возможно также, что азотобактер стимулирует развитие микробов, подавляющих болезнетворную микрофлору.
- выделение витаминов и ростовых веществ, оказывающих на растения стимулирующее действие.
Итак, вопрос об эффективности, хотя и не очень высокой, вносимого в почву азотобактерина не вызывает сомнений. Целесообразнее использовать его на почвах высокого плодородия, так как, кроме повышения урожая, этот препарат ускоряет развитие растений и позволяет получать урожай в более ранние сроки. Однако считать азотобактерин заменителем минеральных удобрений нельзя. Даже невысокие дозы азотных и фосфорных удобрений дают прибавку урожая в 3 раза большую, чем азотобактерин.