Исследователи под руководством эколога Эвана Горы выяснили, что некоторые тропические деревья, такие как Dipteryx oleifera из семейства бобовых, не только выживают после ударов молний, но и получают от этого пользу. Эти деревья оказались наиболее устойчивыми к электрическим разрядам.

После изучения 93 деревьев в панамских тропиках выяснилось, что все представители Dipteryx oleifera перенесли удары молний с небольшими повреждениями, в то время как 64% других видов растений погибли в течение двух лет. Молнии освобождали пространство вокруг диптерикса, уничтожая соседние деревья и уменьшая количество паразитических лиан на 78%, что обеспечивало лучшее «место под солнцем» и доступ к другим ресурсам.

Диптериксы этого вида часто навлекают на себя молнии благодаря своей высоте и широкой кроне, но их высокая сопротивляемость дала им значительные эволюционные преимущества: исследование показало, что они размножались в 14 раз эффективнее!

Дальнейшие исследования помогут лучше понять механизмы адаптации этих деревьев и процессы восстановления лесов в условиях изменения климата.

Источник

Наличие азота в легкоусвояемой форме является необходимым условием для развития растений. При этом внесение удобрений – не единственное решение. Биологическая азотфиксация – более экономичный, экологичный и выгодный вариант, возможный благодаря азотфиксирующим микроорганизмам и сельскохозяйственным культурам.

"Помимо свойств азотфиксации, бобовые покровные культуры полезны и в другом отношении. В частности, покровные посевы:

1. предотвращают эрозию почвы (обеспечивают почвенный покров и удерживают грунт сильной корневой системой);

2. повышают плодородие почвы при использовании в качестве сидератов;

3. удерживают влагу в грунте;

4. способствуют в борьбе с сорняками (за счет растительных остатков);

5. служат пищей для птиц и крупного рогатого скота;

6. привлекают опылителей во время цветения сельскохозяйственных культур.

Суть процесса азотфиксации заключается в трансформации слабореактивного атмосферного N2 в высоко реактивные компоненты (нитраты, нитриты или аммоний). Важность азотфиксации объясняется тем, что растения могут легко усваивать только высокореактивные формы азота, и это обеспечивает их развитие. Дефицит азота, напротив, замедляет рост и препятствует здоровому развитию растений. Около 90% естественной фиксации азота на нашей планете происходит биотическим путем благодаря почвенным микроорганизмам. Абиотическими природными индукторами азотфиксации являются молния и ультрафиолетовые лучи. Азот также фиксируют с помощью электрооборудования или промышленным способом.

У травянистых растений можно наблюдать два пути повышения эффективности азотфиксации: затратный и экономный. При затратном сценарии растение сохраняет исходные свойства клубеньков, глубокие изменения затрагивают только симбиотические бактерии: происходит необратимая дифференцировка бактерий в растении. За счет потери части своих возможностей бактероиды проявляют повышенную интенсивность процессов азотфиксации, что связано со значительной тратой энергии. Растение использует способ ассимиляции азота, при котором на каждый атом азота приходится «тратить» 3 атома углерода. Экономный путь вызван, напротив, изменением растения-хозяина. В этом случае, бактероиды сохраняют способность к размножению при относительно небольшой азотфиксирующей активности, растение же изменяет способ ассимиляции азота на более экономный (соотношение атомов азота и углерода близко к 1).

Например, Вика – прекрасный сидерат в формате чистого посева и последующего закапывания в почву выросшей зеленой массы. Подобное удобрение сравнивают с навозом, положительный эффект длится на протяжении 4-5 лет. За 3 месяца Вика посевная накапливает до 30 кг биомассы на 10 м2 с высоким содержанием азота (160 г), калия (200 г) и фосфора (75 г).⁣⁣"

Научные публикации по теме - https://cyberleninka.ru/article/n/azotfiksiruyuschie-i-fosfa... и https://cyberleninka.ru/article/n/strukturnaya-organizatsiya... и https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-donnika-zheltogo-m...

Читайте другие статьи по теме эволюции и функционирования растительно-микробных симбиозов:
Метаболическая интеграция организмов в системах симбиоза (популярный синопсис От биохимического сотрудничества — к общему геному);
Растительно-микробные симбиозы как эволюционный континуум (популярный синопсис Симбиоз — основа растительной жизни).

В способе-прототипе при интенсивном приеме возделывания затрачивается значительное количество материальных средств на удобрения. В большинстве хозяйств удобрения под травы используются крайне редко из-за недостатка и дороговизны. Еще реже применяют органические удобрения.

Следовательно, постоянные бобовые травы развиваются слабо и недостаточно выполняют основную функцию - накопление азота в почве за счет азотобактеров, расположенных на корнях растений. Внесение удобрений в виде подкормки в фазу бутонизации-цветения (как в прототипе) снижает эффективность способа, поскольку клубеньковые бактерии (азотофиксаторы) на корнях бобовых трав начинают свое развитие значительно раньше (через 2 недели после появления всходов). Таким образом, микроэлементы вносятся поздно (как в прототипе) или рано (как в аналоге).

Цель изобретения - снижение затрат, повышение эффективности способа и расширение ассортимента стимуляторов.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве стимулятора азотофиксирующих бактерий используют экстракт-отход крахмалопаточного производства в количестве 90-100 кг/га, растворяют в воде и вносят в виде подкормки через 13-15 дней после появления всходов.

Способ осуществляется следующим образом.

Экстракт-отход крахмалопаточного производства содержит 35-52% белка, 15-25% золы, 20-27% растворимых углеводов, 1-3% жира (данные лаборатории Беслановского маисового комбината Республики Северной Осетии).

Высокая биологическая активность экстракта делает его незаменимым источником углерода и энергии клубеньковых бактерий. Внесение его в количестве 90-100 кг/га обеспечивает значительное увеличение клубеньковых бактерий на корнях растений.

Экстракт растворяют в воде (300-500 л/га) и вносят его в виде подкормки в тот период, когда начинают развиваться азотофиксирующие клубеньки на корнях бобовых трав, т.е. через 13-15 дней.

Экстракт (сгущенная масса) прекрасно растворяется в воде и дает клубенькам не только необходимые питательные вещества, но и влагу, в которой они нуждаются в начальный период роста.

Пример 1. На посевах клевера вносили экстракт из расчета 100 кг на 500 л воды (гектарная норма агрегата ПЖУ-2,5). Подкормку осуществляли через 13 дней после появления всходов. В качестве контроля использовали вариант без внесения экстракта. Учет количества клубеньков, их массу определяли в период их максимального развития (фаза начала цветения).

Пример 2. Экстракт в количестве 90 кг/га растворяли в воде, как и в первом примере. Водный раствор экстракта вносили через 15 дней после появления всходов. Учет клубеньков проводили каждые 10 дней после внесения подкормки экстрактом до фазы цветения. Опыты проведены на выщелоченном черноземе в предлесной зоне Северной Осетии. Почвы имеют pH 5,8.

Внесение экстракта ниже предлагаемого предела (60-80 кг) в наших опытах не обеспечивает клубеньковые азотофиксирующие бактерии достаточным питанием для их развития. Выше этого предела водный раствор, вносимый в качестве подкормки, будет кислым поскольку pH экстракта по данным указанной выше лаборатории Маисового комбината равна 3,8. Вносимое количество более 100 кг/га подкисляет водную смесь, что отрицательно сказывается на размножении бактерий не только испытуемых азотобактеров, но всей микрофлоры почвы.

Предлагаемый способ обеспечивает увеличение массы клубеньков, количество азота на корнях бобовых трав и в пересчете на гектар посевов составляет около 300 кг/га, что вполне заменяет удобрения.

Таким образом снижаются затраты на удобрения, повышается плодородие почвы, кормовая масса трав, используемая на сено, экологически чистая, повышается эффективность способа.

Смешанные посевы - это, как ни странно, посев, обычно одновремен, нескольких культур на одном поле. Эдакая альтернатива монокультурным полям. Сегодня не имеют большого распространения, за исключением, может быть, хозяйств, которые занимаются био/ЭКО земледелием, без использования пестицидов.
какьправило такие смеси 2-3 компонентные, хотя могут быть и более слрожными, и суть их в том, чтобы по итогу получить урожай лучше, чем у однокомпонентных (чистых) посевов. "Лучшесть" может выражаться как в валовом урожае (т/га по сравнению с чистым посевом такой же густоты, как в смешанном), так и в качестве (например содержание белка в урожая смешанных посевов может быть выше), так и в каких-то "второстепенных" показателях, например плодородие почвы или лУчшее подавление сорняков.
Обычно хотя бы один из компонентов является бобовой культурой. Это обосновывается способностью бобовых, вместе с симбиозеыми бактериями, фиксировать азот воздуха, за счёт либо чего либо урожайность повышается, либо меньше удобрений вносить надо, либо плодородие почвы подрастает, либо все вместе. Хорошая штука, в общем.
Типичным примером смешанных посевов ялля постсоветского пространства вляется вико-овсяная смесь. Она используется на кормовые цели и имеет высокую питательную ценность за счёт хорошего баланса белков (за счёт бобового растения "вика", это как мышиный горошек примерно) и углеводов (за счёт овса). Помимо этого, овес служит опорой для вики, что облегчает скашивание.
Другим известным (в последнее время) примером смешанных посевов является посев "три сестры" из южной Америки , где на поле выращивались одновременно кукурузуа, фасоль (не знаю, какие именно виды, но какие-то вьющиеся бобовые), и тыква. В этой смеси кукуруза была основным носителем урожая, и выступала опорой для фасоли. Фасоль давала белок в пищу людям и азот в почву. А тыква была так же хорошей едой и кормом и помимо этого ещё и притеняла почву, зазищая от перегрева и от разрастания сорняков. По крайней мере так говорят.
Сегодня смешанные посевы используются в основном хозяйствами, где не используются химические средства защиты растений, и в частности не используются гербициды (для борьбы с сорняками), т.к. такие посевы обычно лучше противостоят зарастанию, чем чистые посевы. Плюс, за счёт клубеньковых бактерий и бОльшей надземной и подземной массы, такие посевы способствую накоплению органики в почве, чо так же крайне важно в условиях ограниченного применения минеральных удобрений