ВЛИЯНИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ПОЧВЕННУЮ БИОТУ

Основной причиной снижения плодородия при замене природных экосистем агроценозами является дегумификация как следствие механической обработки почвы, смены растительного покрова, динамики поступления органических остатков. При этом минерализация ускоряется и возникает дефицит свежего органического вещества по сравнению с почвами естественных биоценозов. Усиление микробиологической нагрузки на гумус приводит к более интенсивному его разложению. Одновременно сокращается биологическое разнообразие и численность повообитающих животных, с активностью которых сопряжено восстановление естественного почвообразования. Этой связью аргументируется перспективность применения биоудобрений.

На протяжении долгих лет ООО «Научно-технический центр биологических технологий в сельском хозяйстве» (НТЦ БИО) г. Шебекино Белгородской обл., проводит исследования по разработке и внедрению ряда биоудобрений. Выявлено их положительное влияние на рост, развитие и урожайность ряда культур за счет активизации комплекса микроартропод и микробиологических процессов в почве.

В основу биоудобрения «Весна» положен биопрепарат микробного синтеза (концентрат лизина), который представляет собой сухой остаток культуральной жидкости, полученный при выращивании глубинным методом Brevibacterium sp. Биоудобрение «Белогор» содержит комплекс молочнокислых, пропионово-кислых бактерий, пропионово-кислых бактерий дрожжи, антифитопатогенные культуры микроорганизмов родов  Bacillus и Pseudomonas и используется для обработки вегетативной массы растений в различные вегетационные периоды. Цель обработки – интенсификации биохимических процессов и транспорта пластических веществ за счет биологической активности микробных продуктов метаболизма.

Благодаря наличию в биоудобрениях биологически активных соединений, создаются активные зоны в местах внедрения препаратов, что стимулирует развитие почвенной микрофлоры и микроартропод. Численность бактерий и грибов, а также азотобактера и актиномицетов возросла при использовании биоудобрений под используемыми культурами в 1,5-3,0 раза по сравнению с контролем, численность микроартропод (всех групп почвенных клещей: панцирных, гамазовых, а также ногохвосток) увеличивалось в опыте в 1,5-1,7 раз. По данным предыдущих опытов после применения препарата «Регент-8000» в течение 3 месяцев резко уменьшилась численность микроартропод в сравнении с контрольным вариантом, в то время как внесение биоудобрений «Весна» и «Белогор» способствовало восстановлению их численности до уровня контрольных участках. В производственных опытах при внесении биоудобрений урожайность сельскохозяйственных культур увеличивалась до 40% за счет улучшения корневого питания растений. Таким образом, использование биоудобрений в земледелии способствует активизации почвенного плодородия и оздоровлению окружающей среды.

Среди биологически активных веществ природного происхождения особое место занимают гуминовые вещества, которые не синтезируются в живых организмах, но в значительных количествах образуются после их отмирания в процессе разложения и превращения с участием микроорганизмов. Гуминовые вещества выполняют ряд важных функций: регулируют процессы роста растений, улучшают физико-химические свойства почвы, активизируют микрофлору, влияют на миграцию питательных веществ, стимулируя процессы дыхания, синтез белков и углеводов, усиливают протекторные свойства почвы [7, 17, 26, 32]. В связи с этим достаточно активно развивается рынок предложений по использованию концентрированны гуминовых веществ, промышленных гуминовых препаратов или гуматов, полученных производственным способом из различных видов сырья: бурых углей, торфа, сапропелей и многотоннажных органических отходов [23, 24, 34]. Эти промышленные препараты значительно различаются по своему составу, биологической активности, товарной стоимости. Одной из основных проблем, ограничивающей широкое применение гуминовых препаратов, является отсутствие у производителей с/х продукции объективной информации об эффективности и технологиях их применения, свойствах препаратов [8]. Так как количество гуминовых препаратов постоянно растет, необходимо создание банка данных и проведения их сертификации. Настоящее обширное исследование химических и биологических свойств ряда гуминовых препаратов выполнено с целью заполнения лакуны и оценки возможных перспектив их дальнейшего использования.

В работе анализировали следующие порошкообразные гуминовые препараты: Гумат-80 и Гумат-80 «Урожай» (гуматы натрия из бурого угля, Россия), Pow-Humus (гумат калия из леонардита, Германия), Humasorb (сорбент на основе гуминовых веществ, США), аминолигнин-17 и аминолигнин-57 (сорбенты на основе лигнина, Латвия), а также промышленный препарат гуминовой кислоты в качестве контрольного образца сравнения.

Исследованные гуминовые препараты сразу подразделялись на две группы: водорастворимые гуматы, позиционируемые производителями как стимуляторы роста растений (Гуматы-80 и Pow-Humus) и нерастворимые в воде сорбенты, предназначенные для ремедиации загрязненных почв (Humasorb и аминолигнины).

В последние годы в некоторых странах получила очень большое распространение водная вытяжка из вермикомпоста, так называемый вермикомпостный «чай», являющийся одним из экологически безопасных и не дорогих универсальных средств для оздоровления растений, оживления почвы, борьбы с некоторыми болезнями и вредителями. Он содержит в себе суспензию почвенных микроорганизмов и является, по своей сути, комплексным микробным препаратом. Положительные свойства ему придают преимущественно аэробные микроорганизмы (около 30 видов): азотфиксирующие бактерии (несимбиотические и симбиотические); фос-фатрастворяющие микроорганизмы родов Pseudomonas и Bacillus , а так­же грибы родов Aspergillus и Penicillium и целлюлозолитические микробы. Использование вермикомпостного «чая» для корневой и внекорневой обработки растений позволит в дальнейшем отказаться от применения хи­мических средств защиты растений в тепличных хозяйствах страны.

 

ВЫВОДЫ

 

    Обработав 46 литературных источников можно сделать следующие выводы:

1. Реакция панцирных клещей на внесение органических и минеральных удобрений неоднозначна. Органические удобрения, в частности навоз, в большинстве случаев вызывают увеличение численности и видового разнообразия клещей. Происходит смена видов, появляются виды, характерные для высокогумусированных почв, отмечается увеличение разнообразия жизненных форм. Имеющиеся данные по отношению минеральных удобрений также во многом противоречивы и свидетельствуют о том, что влияние минеральных удобрений и реакция орибатид на их применение зависят от совместного действия многих, достоверно пока не установленных, факторов.

2. В отношении влияния препаратов, содержащих копролиты дождевых червей, имеющиеся данные также во многом противоречивы и свидетельствуют о том, что влияние таких препаратов и реакция орибатид на их применение зависят от совместного действия многих, достоверно пока не установленных, факторов. Так, при применении вермикомпоста полученные результаты свидетельствовали о положительном влиянии различных видов субстратов как на качество биогумуса, так и на продуктивность дождевых червей, и численность и обилие почвенных клещей.

3. Благодаря наличию в биоудобрениях биологически активных соединений, создаются активные зоны в местах внедрения препаратов, что стимулирует развитие почвенной микрофлоры. Численность бактерий возрастает при использовании биоудобрений под различными культурами в 1,5-3,0 раза по сравнению с контролем, численность микроартропод (всех групп почвенных клещей: панцирных, гамазовых, а также ногохвосток) увеличивалась в опыте в 1,5-1,7 раз. Однако, по данным проведенных экспериментов, после применения препарата Регент-8000 в течение 3 месяцев резко уменьшилась численность микроартропод в сравнении с контрольным вариантом, в то время как внесение биоудобрений «Весна» и «Белогор» способствовало восстановлению их численности до уровня контрольных участков.

4. В результате анализа литературы установлено, что наиболее значимыми экологическими показателями структуры сообществ орибатид, имеющими диагностическое значение, являются: средняя плотность населения, видовое богатство и экологическое разнообразие, структура доминирования и соотношения морфоэкологических групп, что позволяет использовать эти характеристики в качестве критериев для почвенно-зоологической диагностики и биоиндикации.

 

В дальнейшем нами планируется проведение экспериментальных исследований по вопросу влияния органоминерального удобрения «Гумипас» (биоудобрение, содержащее копролиты дождевых червей) на панцирных клещей на экспериментальном участке в г. Красноармейск.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алейникова М.М. Почвенная фауна различных ландшафтов Среднего Поволжья. – М.: Наука, 1964. – С. 5-51.

2. Артемьева Т.И. Влияние удобрений на почвенную фауну паровых полей // Животное население почв и агробиоценозов и его изменение под влиянием с/х производства. – Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1969. – С. 106-125.

3. Гатилова Ф.Г. Изменение численности и видового состава панцирных клещей под влиянием удобрений // Животное население почв и агробиоценозов и его изменение под влиянием с/х производства. – Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1969. – С. 134-243.

4. Гатилова Ф.Г. Влияние удобрений на фауну и численность панцирных клещей в почве под кукурузой // Проблемы почвенной зоологии. – Вильнюс, 1975. – С. 136-139.

5. Гатилова Ф.Г. Изменение численности и видового состава панцирных клещей под влиянием навоза // Проблемы почвенной зоологии. – Вильнюс, 1975. – С. 114-115.

6. Голосова Л.Д. Панцирные клещи (Acariformes, Oribatei) южного Приморья и их распределение под пологом основных типов растительности: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. – М., 1970. – 18 с.

7. Горовая А.И. Роль физиологически активных гуминовых веществ в адаптации растений к действию ионизирующей радиации и пестицидов // Гуминовые вещества в биосфере. – М., 1993. – С. 144-150.

8. Гладков О.А., Соколова И.В., Тугаринов Л.В. Особенности и перспективы использования лигногуминовых препаратов в экологически ориентированном земледелии // Тез. докл. II Межд. конф. "Гуминовые вещества в биосфере". – М.-СПб, 2003. – С. 101-102.

9. Гришина Л.Г. Панцирные клещи (Acariformes, Oribatei) Северного и Центрального Алтая: Автореф. дис. канд. биол. наук. – М., 1970. – 23 с.

10.  Гришко Ю.В. Влияние вермикомпоста на воспроизводство плодородия серых лесных почв и повышение урожайности озимой пшеницы // Тез. докл. III Междунар. конгресса «Биоконверсия органических отходов». – М., 1994. – С. 4-5.

11.  Желева М. Влияние различных методов на обработку на почвы с одновременным  повышением дозы органических и минеральных удобрений на почвенных акариорибатид. – Годиш.-Софийский унив., 1973. – Кн. 1. – С. 23-26.

12.  Крамной В.Я. Роль панцирных клещей в распространении микобактерий // Почвенные беспозвоночные юга Дальнего Востока: Сб. науч. тр. ДВО АН СССР. – Владивосток, 1989. – С. 111-114.

13.  Криволуцкий Д.А. Индикационное значение панцирных клещей // Орибатиды (Oribatei), их роль в почвообразовательных процессах. – Вильнюс: Мокслас, 1970. – С. 21-31.

14.  Криволуцкий Д.А. Роль панцирных клещей в биогеоценозах // Зоол. журн. – 1976. – Т. 55, вып. 2. – С. 226-236.

15.  Криволуцкий Д.А. Панцирные клещи как индикатор почвенных условий // Почвенная зоология. – 1978. – Т. 5. – С. 70-134.

16.  Кузнецов М.И. Аноплоцефалятозы жвачных животных. – М.: Колос, 1971. – 199 c. 

17.  Лиштван И.И., Абрамец А.М. Гуминовые препараты и охрана окружающей среды // Гуминовые вещества в биосфере. – М., 1993. – С. 126-138.

18.  Матвеенко А.А. Фаунистические комплексы панцирных клещей Белорусского Полесья и их изменение под влиянием антропогенных факторов: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. – К., 1990. – 19 с.

19.  Мельник И. А., Ковалев В. Б. Влияние вермикультуры и биогумуса на плодородие почвы и развитие растений // Защита растений. – 1991. – № 1.

20.  Москачева Е.Я. Влияние влажности на миграцию панцирных клещей по траве пастбищ // Тр. Белорус. с/х акад. – 1955. – Т. 19. – С. 84-107.

21. Москачева Е.Я. Глубина заселения панцирными клещами (Oribatei) целинных пастбищ Белоруссии // Зоол. журн. – 1959. – Т. 38, № 4. – С. 550-558.

22.  Недбала В.Я. Фауна древесных панцирных клещей окрестностей Познани // Орибатиды (Oribatei), их роль в почвообразовательных процессах. – Вильнюс, 1970. – С. 103-111.

23.  Орлов Д.С., Кулаков В.В., Никифоров В.Ю., Амосова Я.М., Бирюкова О.Н., Осипова Н.Н. Гуминовые препараты из высокозольных бурых углей подмосковного бассейна // Гуминовые вещества в биосфере. – М., 1993. – С. 189-206.

24.  Орлов Д.С., Наумова Г.В., Амосова Я.М., Лизунова А.Л., Осипова Н.Н. Сравнительная характеристика гуминовых препаратов опытно-промышленных производств // Гуминовые вещества в биосфере. – М., 1993. – С. 207-218.

25.  Потемкина В.А. К изучению биологии Moniezia expansa (Rud., 1810) – ленточного гельминта овец и коз // Докл. АН СССР. – 1941. – Т. 30, № 5. – С. 472-474.

26.  Роде В.В., Аляутдинова Р.Х., Екатеринина Л.Н., Рыжков О.Г., Мотовилова Л.В. Стимуляторы роста растений из бурых углей // Гуминовые вещества в биосфере. – М., 1993. – С. 162-166.

27.  Сукацкене И.К. Влияние известкования и удобрений на численность коллембол в дерново-подзолистой почве // Проблемы почв. зоологии: Мат. ІІІ Всесоюз. совещ. – М.: Наука, 1969. – С. 162-163.

28. Тарба З.М. Микроартроподы скал и эпифитных лишайников Абхазии // Вестн. зоол. – 1992. – № 2. – С. 10-14.

29. Утробина Н.М. Реакция почвенных беспозвоночных на внесение мин. удобрений в почву // Проблемы почв. зоологии. – М.: Наука, 1969. – С. 177-178.

30.  Шилова С.А., Денисова А.В., Седых Э.Л. О последствиях применения инсектицидов в субарктике // Зоол. журн. – 1973. – 52, вып. 7. – С. 1008-1112.

31.  Штанчаева У.Я. Панцирные клещи (Аcariformes, Оribatida) напочвенных и эпифитных лишайников соснового леса // Acarina. – 1997. – Vol. 5 (1–2). – C. 79-85.

32.  Шульгин А.И. Эффективная технология детоксикации загрязненных почв с использованием гуминовых и гумино-минеральных веществ // Тез. докл.  ІІ Межд. конф. "Гуминовые вещества в биосфере". – М. – СПб., 2003. – С. 132-133.

33.  Эйтминавичуте И.С. Комплексы орибатид (Oribatei) в различных типах почв Литовской ССР // Тез. докл. III Всесоюз. совещ. по теор. и прикл. акарологии (г. Ташкент, 4-6 октября 1976 г.). – Ташкент, 1976. – С. 259-260.

34.  Якименко О.С., Амосова Я.М., Садовникова Л.К.. Углегуминовые препараты и их влияние на свойства почвы в модельном эксперименте // Вестник МГУ, сер. Почвоведение. – 1997. – № 3. – С. 15-20.

35.  Ярошенко Н.Н. Участие клещей-орибатид в распространении гельминтов // Тез. докл. I Респ. научн. конф. "Патол. членистоногих и биол. средства борьбы с вред. организмами". – К., 1982. – С. 285-286.

36.   Ярошенко Н.Н. Экология орибатидных клещей (Acariformes, Oribatei) естественных и техногенных ландшафтов Украины: Автореф. дис. ... докт. биол. наук. – М., 1992. – 45 с.

37.   Atiyeh R.M., Arancon N., Edwards C.A., Metzger J.D. Influence of earthworm-processed pig manure on the growth and yield of greenhouse tomatoes // Biores. Technol. – 2000. – Vol. 75. – Р. 175-180.

38.   Atiyeh R.M., Edwards C.A. , Subler S., Metzger J.D. Pig manure vermicompost as a component of a horticultural bedding plant medium: effects on physicochemical properties and plant growth // Biores. Technol. – 2001. – Vol. 78. – Р. 11-20.

39.   Atiyeh R.M., Lee S., Edwards C.A. , Arancon N.Q., Metzger J.D. The influence of humic acids derived from earthworm-processed organic wastes on plant growth // Biores. Technol. – 2002. – Vol. 84. – Р. 7-14.

40.   Cavender N.D., Atiyeh R.M., Knee M. Vermicompost stimulates mycorrhizal colonization of roots of Sorghum bicolor at the expense of plant growth // Pedobiologia. – 2003. – Vol. 47. – Р. 85-89.

41.  Grandjean F. Essai de classification des Oribates (Acariens) // Bull. Soc. zool. France. – 1954. – Vol. 78, N 1/6. – P. 421-446.

42.  Grandjean F. Considerations sur le classement des Oribates leur division en 6 groupes majeurs // Acarologia. – 1969. – Vol. 11, N 1. – P. 127-157.

43.  Kannangara T., Utkhede R.S., Paul J.W., Punja Z.K. Effects of mesophilic and thermophilic composts on suppression of Fusarium root and stem rot of greenhouse cucumber // Can. J. Microb. – 2000. – Vol. 46. – Р. 1021-1028.

44.  Short J.C.P., Frederickson J., Morris R.M. Evaluation of traditional windrow-composting and vermicomposting for the stabilization of waste paper sludge (WPS) // Pedobiologia. – 1999. – Vol. 43. – Р. 735-743.

45.  Stunkard H. Studies on the life history of the Anoplocephalinae cestodes of hares and rabbits // J. Parasitol. – 1941. – Vol. 27, N 4. – P. 299-325.

46.  Szczech M., Smolinska U. Comparison of suppressiveness of vermicomposts produced from animal manures and sewage sludge against Phytophthora nicotianae // Breda de Haan var. nicotianae. Phytopath. Zeitschrift. – 2001. – Vol. 149. – P. 77-82.