Mikrobiološka gnojiva iz ove grupe imaju važnu ulogu u fiksaciji atmosferskog dušika, te povećanje dostupnosti dušika za rast i razvoj biljaka. Ove bakterije mogu biti simbiotske (vezane za pojedine biljne vrste) ili nesimbiotske (koje samostalno žive u tlu)
Najpoznatiji simbiotski fiksatori dušika su bakterije iz roda Rhizobium sp. i Bradyrhizobium sp. One tvore specifičnu simbiozu sa mahunarkama (soja, grašak, bob, grah) u obliku kvržica na korijenu. Najviše se koriste u inokulaciji sjemena soje i boba. Sama inokulacija provodi se primjenom suhih ili tekućih inokulanata, neposredno prije sjetve mahunarki. Dva su važna tehnološka momenta koji utječu na učinkovitost fiksacije dušika; proces inokulacije sjemena i agroekološki uvjeti u tlu. Vrlo je važno pravilno primijeniti točnu dozu i kvalitetan preparat kako bi inokulacija sjemena bila učinkovita.
Od agroekoloških uvjeta, treba istaknuti sljedeće:
- Temperatura tla. Optimalna temperatura tla za sjetvu inokuliranog sjemena je u rangu od 10-25°C. Previše hladno ili previše toplo tlo značajno smanjuje učinkovitost bakterija. Ovo je posebno važno kod inokulacije sjemena boba za jesensku sjetvu, te roka sjetve soje u proljeće.
- Vlažnost tla. Visoka vlaga tla (obilne oborine uz pad temperature tla nakon sjetve inokuliranog sjemena) negativno utječu na rad bakterija.
- pH vrijednost tla. Optimalni pH tla kreće se u rangu od 6,0-7,0. Ako su tla kisela (niski pH) potrebno je prethodno obaviti kalcifikaciju tla.
- Biološka vitalnost inokulanta. Vrlo važan parametar, jer samo žive i aktivne bakterije mogu stvoriti učinkovitu simbiozu s korijenom mahunarki i vršiti fiksaciju dušika.
- Količina kobalta (Co) i molibdena (Mo) u tlu.
Zašto su kobalt (Co) i molibden (Mo) važni za rad bakterija za inokulaciju soje i ostalih mahunarki?
Ova dva mikroelementa imaju posebnu važnost u radu kvržičnih bakterija. Kobalt (Co) je esencijalni element za ovu grupu bakterija, jer je sastavni dio vitamina B12. On je potreban za sintezu nukleinskih kiselina i metabolizam proteina. Molibden (Mo) je sastavni dio enzima nitrogenaze, koji ima osnovnu funkciju pretvaranja atmosferskog dušika u amonijak. Bez dovoljne količne ova dva elementa, kvržične bakterije ne mogu pravilno obavljati fiksaciju dušika. U takvim uvjetima ne dolazi do očekivanog učinka inokulacije sjemena mahunarki (soje). Stoga je potrebno u uzgoju mahunarki, kod primjene inokuliranog sjemena, svakako uključiti i dodatnu gnojidbu kobaltom (Co) i molibdenom (Mo), i tako ostvariti maksimalni učinak simbiotske fiksacije dušika. Kako je dostupnost kobalta (Co) i molibdena (Mo) u slabo-kiselim i kiselim tlima vrlo slaba, ova se dva elementa najčešće dodaju u folijarnoj gnojidbi soje u početnim fazama rasta.
Ovisno o izboru preparata za inokulaciju, kvalitetno provedenoj inokulaciji i agroekološkim uvjetima, bakterije iz roda Rhizobium mogu fiksirati od 50-200 kg dušika (N) po hektaru. Prednost ovog „besplatnog“ dušika je direktna raspoloživost biljkama, bez gubitaka ispiranjem ili hlapljenjem iz tla i neograničene dostupne količine dušika (N) u atmosferi, koja sadrži oko 78 vol.% molekularnog dušika (N2).
Asocijativni fiksatori dušika (N)
Kako su tipični simbiotski fiksatori dušika vezani uz specifičnu biljnu vrstu (samo mahunarke), proizvođači drugih biljnih kultura, primjenjuju asocijativne fiksatore dušika, koji su aktivni na površini korijena biljke, ali nisu vezani za specifičnu biljnu vrstu. U poljoprivrednoj proizvodnji najčešće se koriste asocijativni fiksatori dušika tj. bakterije iz roda Azotobacter, Azospirillum, Bacillus i Klebsiella. Asocijativni fiksatori mogu, ovisno o agroekološkim uvjetima, fiksirati 20-40 kg dušika (N) po hektaru površine.
Prvi znanstveni radovi o učinku ove grupe fiksatora dušika potiču još iz 1901. godine, kada je znanstvenik Martinus Beijerick, otkrio aktivnost bakterije Azotobacter u fiksaciji dušika. Osim fiksacije dušika bakterije iz ovog roda sintetiziraju hormone rasta kao što su auksini, citokinini i giberelini. Ovi hormoni potječu s površine korijena i utječu na rast biljaka, cvatnju, oplodnju i rast plodova. Također, pospješuju otapanje fosfata u tlu, povećavaju aktivnost enzima fosfataze što utječe na usvajanje fosfora iz tla. Specifičnost ove vrste bakterija je da mogu obitavati samo u obrađenim tlima dobre plodnosti, dok ih u neobrađenom zemljištu i šumskom tlu gotovo nema. Druga vrsta u ovoj grupi su bakterije iz vrste Azospirilum, koji se često koristi u inokulaciji sjemena žitarica (kukuruz, pšenica, suncokret i dr.).
Nesimbiotski fiksatori dušika (N)
Nesimbiotski fiksatori dušika (N) žive u tlu ili na listu, te su sposobni fiksirati elementarni dušik bez izravnog utjecaja biljke ili drugih mikroorganizama. Energiju za fiksaciju dušika dobivaju iz organske tvari. Dušik vezan ovim fiksatorima u tlu na raspolaganju je svim biljkama. Zastupljenost slobodnih fiksatora dušika ovisi o tipu tla i njegovim fizikalno kemijskim karakteristikama, dok na njihovu brojnost utječe niz ekoloških faktora, kao što su pH, temperatura, količina kisika, sadržaj vode, sadržaj organske tvari, mineralni oblici dušika i mikroelementi. Nesimbiotska fiksacija dušika u tlu uglavnom se javlja kao rezultat aktivnosti bakterija iz roda Clostridium i Azotobacter.
Nesimbiotski fiksatori dušika (N) koji žive na listu poljoprivrednih kultura posebna su vrsta bakterija koje se prskanjem nanose na list, te mogu fiksirati dušik uz zraka i tako dodatno opskrbiti biljke dušikom. Radi se o novim tehnološkim spoznajama, te se tek odnedavno koriste i u poljoprivrednoj proizvodnji. Jedna od takvih bakterija je Methylobacterium symbioticum SB23, koja se nalazi u komercijalnom preparatu Utrisha N (proizvođač Corteva) i koristi se u gnojidbi ratarskih kultura i povrća. Druga bakterija koja ima sposobnost fiksiranja dušika (N) na listu biljaka je Paenibacillus polymyxa (komericijalni preparat Bactim Endofix, proizvođač Intermag). Osim ove dvije bakterije, na tržištu postoji i preparat na bazi bakterije Azotobacter salinestris 9690 (komercijalni preparat Vixeran, proizvođač Syngenta) koji koristi u folijarnoj gnojidbi strnih žitarica i kukuruza.
Prednost primjene ovih vrsta bakterija je da su neovisne o agroekološkim uvjetima u tlu (pH, rezidui herbicida, niska količina organske tvari i slično) te otvaraju novo poglavlje u tehnologiji gnojidbe mikrobiološkim gnojivima preko lista. Prvi rezultati u primjeni ovih preparata u poljoprivrednoj proizvodnji pokazuju dobre rezultate i svakako se očekuje šira primjena ovih preparata u poljoprivrednoj proizvodnji.
Pročitajte više:
Mikrobiološka gnojiva na bazi mikorize
Kako primijeniti mikorizu u poljoprivrednoj proizvodnji?
Mikrobiološka gnojiva na bazi Trichoderme
Bakterije za otapanje netopivih fosfata u tlu
 ili nesimbiotske (koje samostalno žive u tlu)){kind=link}