Изучение эффективности инокуляции соломы ячменя микробиологическими препаратами

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт органических удобрений и торфа»

Изучение эффективности инокуляции соломы ячменя микробиологическими препаратами

кандидат биологических наук Русакова И.В.

научный сотрудник Московкин В.В.

Аннотация

Представлены результаты исследований в полевом опыте по влиянию микробиологических препаратов на разложение соломы ячменя, биологические свойства дерново-подзолистой почвы.

Ключевые слова: разложение соломы, микробиологические препараты, эмиссия CO₂, микробная биомасса.

Abstract

In article presents the results of research in field experiment on the effect of microbiological preparations on biotransformation of barley straw, biological properties of soddy-podzolic soil.

Keywords: straw decomposition, microbiological preparations, emission CO₂, microbial biomass.

Растительные остатки сельскохозяйственных культур в настоящее время российскими и зарубежными исследователями оцениваются как важнейший ресурс воспроизводства органического вещества и сохранения функциональных свойств почв в агроценозах [1-3]. В России излишки соломы зерновых и зернобобовых культур, не нашедшие применения в животноводстве и других отраслях, составляют ежегодно не менее 40-64 млн. т. Внесенная в почву солома разлагается довольно медленно, что может приводить к снижению урожайности. Одним из способов активизации разложения пожнивных остатков может являться обработка их микробиологическими препаратами, содержащими высокоэффективные штаммы и консорциумы микроорганизмов-деструкторов.

В некоторых отечественных и зарубежных исследованиях установлено, что применение биопрепаратов позволяет ускорить процессы минерализации и гумификации соломы в почве, снизить фитотоксичность продуктов ее разложения, увеличить урожайность сельскохозяйственных культур [4-8]. Данные полевых опытов по оценке эффективности инокуляции пожнивных остатков биопрепаратами, полученные к настоящему времени российскими учеными, немногочисленны и нуждаются в уточнении и подтверждении результатами дополнительных исследований.

Цель исследований - изучить влияние микробиологических препаратов нового поколения на основе высокоэффективных штаммов целлюлозоразлагающих микроорганизмов на процессы минерализации и гумификации послеуборочных остатков зерновых культур на дерново-подзолистой супесчаной почве.

Исследования проводили в мелкоделяночном полевом опыте, заложенном на опытном поле ВНИИОУ. Схема опыта: 1. Без удобрений; 2. Солома ячменя (СЯ) - 5 т/га; 3. СЯ+N50; 4. СЯ+N50+Баркон; 5.СЯ+N50+Экстрасол; 6. П+СЯ+N50+Экстрасол ЦС. Солому ячменя в августе после уборки зерна измельчали до 15-20 мм, равномерно распределяли по поверхности делянок, вносили компенсирующую дозу азота (аммиачную селитру), из расчета 10 кг на 1 т соломы, обрабатывали биопрепаратами согласно схеме опыта, после чего заделывали в пахотный слой почвы (0-20 см). Весной следующего года высевали яровое тритикале.

В эксперименте использовали микробиологические препараты, разработанные во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии: Баркон - на основе культур микроорганизмов деструкторов целлюлозо- и лигнинсодержащих растительных отходов; Экстрасол - на основе культуры эффективных штаммов Bac. subtilis; Экстрасол ЦС - с усиленной целлюлозолитической активностью.

Для оценки влияния применяемых биопрепаратов на разложение соломы проведено изучение: эмиссии CO₂ - абсорбционным методом; содержания микробной биомассы (С_мик) методом регидратации - экстракции; численности основных физиологических групп микроорганизмов (ФГМ) - методом посева почвенной суспензии на твердые и жидкие питательные среды. разложение солома ячмень почва

Эмиссия углекислоты из почвы является интегральным показателем актуальной биологической активности почвы и отражает интенсивность минерализации органического вещества. Наблюдения за эмиссией СО₂ из почвы опыта проводили в динамике, начиная с 1 суток после заделки соломы, с интервалом 7 суток до появления отрицательных почвенных температур и наступления заморозков. Согласно полученным данным, за весь период наблюдений после заделки соломы в почву (63 суток) минимальное количество С-СО₂ выделилось из почвы контрольного варианта без удобрений - 72,5 г/м². В варианте с внесением 5 т/га соломы эта величина была выше в 1,5 раза и составила 109,4 г/м². Добавка компенсирующей дозы N50 к соломе способствовала увеличению эмиссии углерода в варианте 3 на 27 % - до 139,3 г/м². Все использованные в опыте биопрепараты проявили высокую эффективность в отношении интенсификации разложения растительной биомассы соломы, что зафиксировано по увеличению размеров выделения СО₂, которые за истекший срок наблюдений были в сумме на 32-58 % выше, чем в варианте, где солома внесена без применения биопрепаратов и N50 (вар. 2), и на 4-24 % выше по сравнению с вариантом CЯ+N50 (рис. 1).

По интенсивности влияния на минерализационные потери СО₂ в данном опыте биопрепараты можно расположить в такой последовательности: Экстрасол > Экстрасол ЦС > Баркон.

Рис. 1. Кумулятивные кривые эмиссии С - СО₂ в опыте

Полученные экспериментальные данные согласуются с результатами исследований [7] в инкубационном опыте (73 сут.), согласно которым внесение соломы в почву увеличивало эмиссию С-СО₂ на 39 % по сравнению с контролем, а обработка биопрепаратом - еще на 10 %.

Разложение растительных остатков в почве происходит не только с минерализацией лабильных фракций органического вещества до СО₂, но с ассимиляцией углерода в микробной биомассе. Увеличение размеров накопления микробной биомассы может являться показателем аккумулятивной направленности биохимических процессов трансформации послеуборочных остатков. В дальнейшем, углерод микробной биомассы трансформируется в углерод гумуса и пополняет таким образом его запасы в почве.

В результате анализа содержания микробной биомассы (С_мик) в полевом опыте можно отметить, что наиболее заметно влияние инокуляции соломы биопрепаратами проявилось через 1,5 мес. после заделки соломы в почву, когда значения С_мик в этих вариантах были выше в 1,22 -1,35 раза выше по сравнению с вариантом «СЯ+N50» (рис. 2).

Рис 2. Содержание микробной биомассы в пахотном слое дерново-подзолистой почвы в различные сроки после заделки соломы

Увеличение содержания углерода микробной биомассы, а также дегидрогеназы и гумуса было установлено в исследованиях [8] при внесении в почву соломы, инокулированной биопрепаратом на основе культуры гриба T. reesei.

В результате изучения биологического состояния почвы методом учета численности ФГМ установлено увеличение группы протеолитических бактерий в 1,71 и 1,39 и амилолитических - в 1,62 и 1,64 раза в вариантах с применением Экстрасола и Экстрасола ЦС, соответственно. Эффективность биопрепаратов в отношении микроорганизмов, участвующих в минерализации целлюлозы, отмечена через год после заделки соломы, когда численность аэробных целлюлозолитических микроорганизмов в вариантах с обработкой соломы Барконом, Экстрасолом и Экстрасолом ЦС была выше на 38 -43 % по сравнению с вариантом СЯ+N50 (таблица).

Таблица 1. Показатели биологического состояния дерново-подзолистой почвы при использовании соломы с микробиологическими биопрепаратами

Таким образом, в результате проведенных исследований в полевом опыте установлена эффективность микробиологических препаратов Баркон, Экстрасол, Экстрасол ЦС в отношении разложения пожнивных остатков зерновых культур в дерново-подзолистой почве. Полученные результаты дают основание для проведения дальнейших исследований по разработке способов ускорения разложения послеуборочных растительных остатков и повышения их эффективности с использованием микробных препаратов.

Литература

1. Семенов, В. М. Агроэкологические функции растительных остатков в почве / В.М. Семенов, А.К. Ходжаева // Агрохимия. - 2006. - №7. - С.63-81.

2. Lal, R. The Role of Residues Management in Sustainable Agricultural Systems// Journal of Sustainable Agriculture. - 1995. - V.5, I.4. - P. 51-78.

3. Русакова, И.В. Оценка влияния длительного применения соломы на воспроизводство органического вещества дерново-подзолистой почвы / И.В.Русакова, А.И.Еськов// Доклады Российской сельскохозяйственной академии. - 2011. - № 5.- С. 28-31.

4. Безлер, Н.В. Запашка соломы ячменя и продуктивность культур в зернопропашном севообороте / Н.В.Безлер, И.В.Черепухина// Земледелие. - - № 4. - С.11-13.

5. Богатырева, Е.В. использование соломоразлагающих биопрепаратов в зоне неустойчивого разложения Ставропольского края // Земледелие. - - № 8. - С. 14-16.

6. Русакова, И.В. Влияние биопрепарата Баркон на процесс гумификации соломы / И.В. Русакова, Н.И. Воробьев // Агрохимия. - 2011. - № 1. - С. 48-55.

7. Abro, S. Influence of microbial inoculants on soil response to properties with and without straw under different temperature regimes / S. Abro, X. Tian, D. You1, Y. Ba, M. Li, F. Wu// African Journal of Microbiology Research. - 2011. - V. 4(19). - 3054-3061.

8. Gaind, S. Chemical and biological properties of wheat soil in response to paddy straw incorporation and its biodegradation by fungal inoculants / S. Gaind, Nain //Biodegradation. - 2007. -V. 18(4). - P. 495-503.

Размещено на Allbest.ru