În Polonia, au decis să pulverizeze boabele de fasole cu bacterii fixatoare de azot pe frunze, pe lângă tratarea semințelor. Pentru tratamentul foliar, oamenii de știință au folosit tulpini speciale care colonizează nu rădăcinile, ci partea de sus a plantei.

Fasolea lată este una dintre cele mai populare leguminoase cultivate în Polonia. Semințele sunt o sursă de proteine ​​vegetale, cel mai adesea utilizate în producția de furaje.

Uniunea Europeană (UE) face presiuni de mulți ani asupra statelor membre pentru a crește suprafața cultivată cu leguminoase. Principalul obiectiv al promovării leguminoaselor este diversificarea surselor de proteine ​​atât pentru consumatori, cât și pentru furaje, care în prezent sunt în principal importate. Conținutul ridicat de proteine ​​al leguminoaselor este unul dintre principalii factori care determină importanța economică a acestor culturi. Dintre toate culturile, leguminoasele conțin cele mai multe proteine, care au o valoare biologică ridicată. În funcție de specie și de condițiile de creștere, această valoare variază între 20 și 42%; Pentru comparație, în culturile de cereale conținutul nu depășește 18%.

Fasolea Faba (Vicia faba L. var. minor), cunoscută și sub denumirea de fasole lată sau fasole de grădină, este rezistentă la frig și crește bine în regiuni răcoroase și umede, ceea ce o face o cultură de leguminoase foarte atractivă în climatele reci, unde soia nu va crește bine sau nu va produce bine.

La nivel global, fasolea faba este cultivată în principal în China, Europa, Africa de Nord, Asia de Vest și Australia. În 2023, suprafața lor globală de cultivare era de aproximativ 2,8 milioane de hectare, iar producția de semințe uscate a depășit 6 milioane de tone. Producția mondială de semințe de fasole faba poate fi considerată stabilă în ultimii ani.

Conform Eurostat, în Uniunea Europeană, în 2022, boabele de faba erau cultivate pe 436.000 de hectare, dintre care 33.000 de hectare se aflau în Polonia. În 2019, producția medie în Uniunea Europeană a fost de 2,90 tone pe hectar, în timp ce în Polonia s-au recoltat 2,30 tone de boabe uscate pe hectar.

Datele privind producția de leguminoase în UE în perioada 2014-2018 arată că producția de fasole faba, de aproximativ 1,8 milioane de tone, este a treia cea mai mare cultură de leguminoase cultivată, după soia și mazăre uscată. În Uniunea Europeană, semințele de fasole faba sunt utilizate în principal ca furaje. Exporturile în afara UE sunt destinate în principal două piețe: Egiptul ca aliment și Norvegia ca hrană pentru pești.

Un mare avantaj al leguminoaselor este capacitatea lor de a forma simbioze cu bacteriile care fixează azotul atmosferic. Descoperirea microorganismelor fixatoare de azot și o mai bună înțelegere a procesului de fixare biologică a azotului (BNF) au dus la dezvoltarea a numeroase produse biologice la nivel mondial. Încă din 1895, un inoculant pentru semințe derivat din tulpini de Rhizobium a fost introdus pe piața din Statele Unite. Astăzi, se utilizează o serie de biopreparate care conțin bacterii fixatoare de azot, care demonstrează efecte benefice în creșterea randamentelor culturilor, precum și în reducerea costurilor de producție.

BNF permite leguminoaselor să fixeze cantități semnificative de azot atmosferic, ceea ce contribuie la minimizarea utilizării îngrășămintelor sintetice cu azot și la îmbunătățirea sănătății solului și a biodiversității. Se estimează că 139 până la 170 de milioane de tone de N intră anual în ciclul global al azotului, aproximativ 70-80% provenind din fixarea azotului de către bacteriile simbiotice.

Deși bacteriile Rhizobium se găsesc în mod obișnuit în mod natural în solurile poloneze, inocularea semințelor înainte de semănat este o practică obișnuită.

Fiecare specie de leguminoasă coexistă cu bacterii leguminoase strict selectate, în timp ce fasolea faba menține o simbioză cu bacteria Rhizobium leguminosarum bv. vicii. Cultivarea fasolei faba poate adăuga până la 200 kg N pe hectar în sol într-un singur sezon de creștere.

Din păcate, cantitatea de azot fixat depinde în mare măsură de condițiile de mediu din câmp. O practică agronomică populară pentru îmbunătățirea eficienței procesului BNF este acoperirea completă a semințelor cu bacterii. O metodă mai puțin cunoscută este pulverizarea frunzelor plantelor cu bacterii endofite. Indiferent de metoda de aplicare a bacteriilor fixatoare de azot, procesul BNF permite o reducere a utilizării îngrășămintelor cu azot, reducând astfel costurile de producție și poluarea mediului.

Biopreparatele bazate pe tulpini ale bacteriei Methylobacterium symbioticum ar putea deveni o nouă strategie. Aceste bacterii, spre deosebire de alți fixatori de azot atmosferic, colonizează nu zona radiculară, ci partea supraterană a plantelor. Acțiunea medicamentului se bazează pe pătrunderea sa prin stomate în țesuturile vegetale, în apropierea țesuturilor fotosintetice. Acesta oferă plantei un aport de azot în fiecare etapă de creștere. Activitatea simbiotică a fost demonstrată nu numai pentru leguminoase, ci pentru o gamă foarte largă de specii. Studiile inițiale au fost efectuate pe porumb și orez, precum și pe viță de vie. Simbioza a fost demonstrată și cu culturile de cereale, rapiță, cartofi și sfeclă de zahăr, precum și cu numeroase culturi de legume sau fructe.

Din cauza popularității scăzute a cultivării leguminoaselor în Polonia

nu există multe bacterii Rhizobium în soluri, mai ales atunci când leguminoasa nu este prezentă în mod regulat în rotația culturilor.

Prin urmare, este important să se inoculeze semințele sau, așa cum se prezintă într-un studiu realizat de Institutul de Agroecologie și Știința Culturilor de la Universitatea de Științe ale Mediului și Vieții din Wroclaw, să se caute alte tulpini de bacterii fixatoare de azot, cum ar fi cele aplicate prin pulverizare foliară. Se depun eforturi pentru a găsi cele mai bune metode de aplicare bacteriană, astfel încât producția de semințe de leguminoase locale poloneze, reprezentate în acest studiu de boabe de fasole, să fie stabilă și satisfăcătoare nu numai cantitativ, ci și calitativ. Aceasta a devenit premisa imediată pentru munca științifică pe această temă.

Obiectivul principal al acestui studiu a fost de a determina efectele tratamentului cu o varietate de bacterii fixatoare de azot asupra randamentului semințelor de fasole faba și asupra conținutului de proteine.

În 2022 și 2023, cercetătorii au efectuat experimente pe teren și analize de laborator ale semințelor pentru a evalua efectele aplicării bacteriilor fixatoare de azot asupra randamentului și calității semințelor unui soi de fasole faba cu conținut scăzut de taninuri.

Factorul a fost testat la patru niveluri: control, inocularea semințelor cu Rhizobium leguminosarum bv. viceae, pulverizare foliară cu Methylobacterium symbioticum și inocularea semințelor și pulverizare (aplicare dublă).

Utilizarea bacteriilor fixatoare de azot a avut un efect pozitiv general asupra randamentului fasolei faba. În 2022, plantele au răspuns cel mai eficient la aplicarea dublă, crescând producția de semințe cu 25,4%, în timp ce în 2023, cea mai mare producție de semințe a fost obținută după inoculare (o creștere de 12,3%). Deși o singură aplicare a bacteriilor a dus la o scădere a conținutului de proteine ​​din semințe, o aplicare dublă (inoculare și pulverizare) a crescut semnificativ conținutul de proteine ​​din semințe.

Randamentele de semințe au crescut în medie cu 41,7% în 2022 și cu 14,9% în 2023, comparativ cu parcelele de control unde nu s-au aplicat bacterii fixatoare de azot. Această lucrare arată că este posibilă utilizarea diferitelor tulpini de bacterii fixatoare de azot în producția de fasole faba, iar acest lucru poate crește semnificativ randamentele, reducând în același timp nevoia de îngrășăminte sintetice cu azot, susținând astfel producția durabilă.