Содержание к диссертации
Введение
І.Состояние вопроса и задачи исследования 7
1.1.Значение микрофлоры в процессе почвообразования. 7
1.1.1. Роль микрофлоры в формировании потенциального плодородия почвы 8
1.1.2.Роль микрофлоры в формировании эффективного плодородия почвы. 13
1.2.Факторы, влияющие на эффективность микробиологических препаратов 19
1.3.Ассоциативность почвенной микрофлоры 23
1.4.История практического применения микробиологических препаратов в земледелии 28
1.4.1. Новые микробиологические препараты на основе эффективных микроорганизмов 30
1.5.Применение «Байкал ЭМ-1» при возделывании сельскохозяйственных культур 35
2.Условия и методика проведения полевых и лабораторных опытов... 40
2.1.Почвенно-климатическая характеристика и условия проведения работ 40
2.2.Методика проведения полевых и лабораторных работ 46
3.Результаты экспериментальных исследований. 48
3.1.Взаимодействие микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» с микробоценозом чернозема выщелоченного 48
3.1.1. Влияние препарата «Байкал ЭМ-1» на численность микроорганизмов, участвующих в процессах минерализации в почве 48
3.1.2.Взаимодействие микробиологических составляющих биопрепарата «Байкал ЭМ-1» с микроорганизмами, участвующими в процессах синтеза-распада гумуса 54
3.1.3.Изменение численности микроорганизмов, участвующих в трансформации сложных полимерных соединений, под воздействием микробиологического препарата «БайкалЭМ-1» 58
3.1.4.Воздействие биопрепарата «Байкал ЭМ-1» на динамику численности микроорганизмов, участвующих в формировании эффективного плодородия почвы 64
3.1.5. Изменение ферментативной активности почвы в результате применения комплексного микробиологического препарата «БайкалЭМ-1» 70
3.1.6..Влияние биопрепарата «Байкал ЭМ-1» на содержание элементов питания в почзе 77
3.2.Влияние «Байкал ЭМ-1» на продуктивность сахарной свеклы 85
3.2.1.Изменение урожайности и сахаристости сахарной свеклы под действием микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» 85
3.2.2.Влияние биопрепарата «Байкал ЭМ-1» на технологические качества корнеплодов сахарной свеклы 89
3.2.3.Влияние биопрепарата «Байкал ЭМ-1» на вынос элементов питания с урожаем сахарной свеклы 92
3.3.Энергетическая и экономическая эффективность применения микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» в производстве сахарной свеклы... 94
3.4.Производственная проверка 97
Выводы 101
Рекомендации производству 103
Список литературы 104
Приложения 121
- Роль микрофлоры в формировании потенциального плодородия почвы
- Новые микробиологические препараты на основе эффективных микроорганизмов
- Влияние препарата «Байкал ЭМ-1» на численность микроорганизмов, участвующих в процессах минерализации в почве
- Изменение ферментативной активности почвы в результате применения комплексного микробиологического препарата «БайкалЭМ-1»
Введение к работе
Актуальность темы. Свеклосахарному производству принадлежит важное место в структуре АПК России, как одному из высокоиндустриальных и энергоемких производств (Серегин, 2002). Возделывание сахарной свеклы в ЦЧЗ принципиально ограничено обострением экологических проблем, а поддержание даже минимально необходимого уровня - эффективного плодородия почв на фоке пониженного потенциального требует колоссальных ежегодных затрат материальных ресурсов и энергии (Щербаков, 1994).
При производстве сахарной свеклы окружающая среда испытывает максимальную нагрузку от воздействия таких факторов как механическая обработка почвы, частое использование гербицидов, фунгицидов и инсектицидов, применение высоких доз минеральных удобрений, а в большинстве случаев - их отсутствие. Возделывание этой культуры сопровождается выносом значительных количеств элементов питания по сравнению; с другими. В результате, эффективное и потенциальное плодородие почвы резко снижается. Поэтому одна из важных задач - активизировать деятельность полезной микрофлоры для сохранения и повышения почвенного плодородия.
Перспективным путем решения этих вопросов является биологизация земледелия и, в частности, регулирование основных микробиологических процессов в агроэкосистемах свекловичных севооборотов с использованием микробных биопрепаратов, применение которых уже в ближайшее время позволит снизить расход минеральных удобрений, повысить уровень экологической безопасности растениеводческой продукции и обеспечить высокую продуктивность сельскохозяйственных культур (Прищепа, 1997; Жученко, 2001). Одним из таких биопрепаратов является «Байкал ЭМ-1», в состав которого входит ряд полезных группировок почвенной микрофлоры, полученных из природной среды экосистемы Байкала (Шаблин, 2001; Добровольская, 2002).
В связи с необходимостью повышения продуктивности сахарной свеклы в ЦЧЗ поиск и разработка новых экологически безопасных способов возделы-
вания этой культуры с использованием микробиологических препаратов является актуальным.
Цель работы. Повысить продуктивность сахарной свеклы в ЦЧЗ за счет воздействия препарата «Байкал ЭМ-l» на микрофлору почвы, участвующую в формировании эффективного и потенциального плодородия. Задачи исследований:
установить влияние препарата «Байкал ЭМ-1» на продуктивность и технологические качества корнеплодов сахарной свеклы;
выявить влияние «Байкал ЭМ-1» на динамику численности трофических и таксономических группировок микроорганизмов, определяющих эффективное и потенциальное плодородие почвы;
определить активность полифенолоксидазы, пероксидазы и суммы фос-фатаз в почве под действием «Байкал ЭМ-1»;
установить влияние препарата на содержание элементов питания в почве и вынос их с урожаем сахарной свеклы;
дать энергетическую и экономическую оценку применения микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» на сахарной свекле.
Научная новизна работы. Впервые установлено влияние «Байкал ЭМ-1» на численность группировок почвенной микрофлоры, определяющих эффективное и потенциальное плодородие, и на ферментативную активность почвы. Получены данные о динамике эффективного плодородия под воздействием «Байкал ЭМ-1». Установлено стимулирующее действие препарата на продуктивность сахарной свеклы и ее технологические качества, что подтверждается полученными данными об экономической эффективности использования предлагаемого биопрепарата.
Практическая значимость работы заключается в решении одной из сторон экологической проблемы, связанной с восстановлением нарушенного микробоценоза чернозема выщелоченного с помощью микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» при возделывании сахарной свеклы и повышении ее продуктивности. Выявление влияния препарата на сахарную свеклу позволяет
использовать «Байкал ЭМ-1» при ее производстве на неудобренном фоне в условиях ЦЧЗ.
Установленные особенности его взаимодействия с микрофлорой почвы могут быть включены в курс лекций «Микробоценозы почв агрофитосистемы» в высших учебных заведениях биологической специальности.
Положения, выносимые на защиту.
Применение биопрепарата «Байкал ЭМ-1» стимулирует развитие агрономически полезной микрофлоры.
Оказывая положительное влияние на ферментативную активность почвы, «Байкал ЭМ-1» оптимизирует ход биохимических процессов, связанных с синтезом гумуса и формированием эффективного плодородия.
Использование биопрепарата повышает продуктивность сахарной свеклы, не ухудшая ее технологических качеств.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 90-летию Воронежского государственного аграрного университета им. К.Д. Глинки (Воронеж, 2003г., выдан диплом за лучший доклад), на заседаниях Ученого Совета ВНИИСС (2001-2003 гг.)
По теме диссертации опубликовано 3 печатных работы.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов, рекомендаций производству и списка литературы, включающего 160 наименований, из них 20 на иностранных языках. Работа изложена на 127 страницах машинописного текста, содержит 17 таблиц, 11 рисунков и 8 приложений.
Роль микрофлоры в формировании потенциального плодородия почвы
Основное свойство почвы - плодородие - это ее способность обеспечивать растения питательными веществами, создавать для них определенный водный, воздушный и тепловой режимы и тем самым участвовать в формировании урожая. Различают потенциальное (естественное и искусственное) и эффективное (экономическое) плодородие почвы. Потенциальное плодородие почвы определяется запасом в почве гумуса, питательных веществ и другими условиями жизни, являясь основным средством сельскохозяйственного производства. Важная роль в формировании почвенного плодородия принадлежит гумусу, содержание, запас и состав которого практически определяют все агрономически ценные свойства и продуктивность почв (Щербаков А.П., 1983).
В состав гумуса входят соединения, с трудом разлагающиеся микроорганизмами, - прежде всего лигнин, а также жиры, воски, углеводы и белковые компоненты. Они превращаются в полимерные вещества, не поддающиеся точной химической характеристике. В образовании гумуса участвуют бактерии, грибы и актиномицеты (Аристовская Т.В., 1980; Шлегель F., 1987).
С количеством и качеством гумуса тесно связаны основные морфологические признаки почв, их водный, воздушный и тепловой режимы, важнейшие физические и физико-химические свойства, содержание и формы соединений в почвах основных элементов питания растений, важнейшие биохимические и микробиологические показатели почв (Savant N.K., 1982; Srensen L.H., 1982). Высокогумусные почвы являются активными продуцентами нитратов и углекислоты, необходимой для фотосинтеза.
Исследования Кудриной Е.С. (1951) подтвердили г стимулирующее влияние гумусовых кислот на фиксацию азота Azotobacter chroococcum. Ею же установлено благоприятное влияние малых доз геля гумусовых кислот на рост и физиологическую активность некоторых аммонификаторов, а также ряда представителей грибов и актиномицетов. Гуминовые кислоты положительно влияют на развитие Clostridium pasteurianum. При этом анаэробы вызывают качественное изменение гуминовой кислоты, что было обнаружено по изменению ее оптической плотности (Рыбалкина А.В:, 1961).
Гумус находится в состоянии динамического равновесия: с одной стороны количество его все время пополняется за счет притока органических остатков, ас другой — убывает, так как часть гумуса подвергается полному окислению (Кононова М.М, 1963; Тюрин И.В:, 1965; Орлов Д.С, 1974; Алиев С.А., 1978; Пономарева ВІВ:, 1980; Туев Н.А., 1989; Schnitzer М., 1982).
Любые органические остатки, поступающие в почву, подвергаются в ней процессам разложения под воздействием микроорганизмов и мезофауны. Этот процесс расчленяется на два основных звена: минерализация; и гумификация: Конечный результат первого — постепенное исчезновение органических компонентов и образование минеральных соединений; используемых в биологическом круговороте; итог второго — консервация органического вещества в форме новых устойчивых к разложению продуктов — гумусовых кислот. Все процессы разложения органических остатков носят биокаталитический; характер и протекают при непосредственном участии ферментов микроорганизмов как вне живых клеток последних, так и внутри их. Вследствие высокомолекулярной природы большинства компонентов органических остатков процессы трансформа-ции начинаются вне живых клеток микроорганизмов и сводятся к гидролитическому расщеплению экзоферментами, после чего продукты расщепления благодаря уменьшению молекулярной массы постепенно: проникают через: клеточные мембраны и подвергаются дальнейшим превращениям при участии различных оксиредуктаз (Александрова Л.Н;, 1980).
Участие тех или иных микроорганизмов в разложении различных растительных материалов определяется их физиологическими свойствами, и, прежде всего особенностями их ферментативных систем. В частности, способность разлагать полимерные соединения в большей степени свойственна грибам и ак-тиномицетам, чем бактериям (Dubovska А., 1975).
Микромицеты и сапротрофные бактерии, то есть неспецифическая микрофлора, также могут участвовать в разложении гумуса (Александрова И.В., 1953; Волкова Л.П., 1961; Flaig W., 1968). В то же время между результатами опытов и взглядами разных исследователей имеются противоречия. По-видимому, они обусловлены нестандартностью подвергшихся деструкци и препаратов гумуса и неоднородностью их химического состава (Дзысюк С.А., 1998).
Следует подчеркнуть, что с каждым годом становится все больше работ, посвященных изучению трансформации гумусовых веществ микроорганизмами. При этом исследователи перешли от оценки интенсивности разложения гумуса по выделяемому микроорганизмами диоксиду углерода, осветлению почвенной вытяжки и выявлению зон просветления на гуматных пленках, к изучению изменений химического состава и строения гумусовых молекул под воздействием микробной трансформации. Так, Румянцевой Э.А. (1970) установлено, что в результате трансформационных процессов под воздействием микроорганизмов изменилось соотношение между алифатическими и гетероциклическими формами азота гумусовых веществ, при этом доля последних в молекуле возрастала вследствие реакции постепенного отщепления наименее устойчивых алифатических группировок.
По.мере изменения химического состава растительных остатков в процессе разложения происходит сукцессия видов микроорганизмов, участвующих в деструкции. В первую очередь развиваются микроорганизмы, использующие простые водорастворимые соединения, - неспороносные бактерии и «сахарные» грибы; за ними - спороносные бактерии, разрушители клетчатки; затем деструкторы лигнина и гумуса (Аристовская Т.В., 1980).
Неспороносные бактерии участвуют в разложении целлюлозы, крахмала и других углеводов. Разложение целлюлозы - едва ли не колоссальнейший по своим масштабам естественный процесс. Именно в этом звене круговорота углерода почвенные микроорганизмы выступают как геохимические агенты, обеспечивающие возврат углерода в атмосферу в виде СОг, необходимого для фотосинтеза (Бабьева М.П., 1983).
Разложение клетчатки и биологическая фиксация азота тесно взаимосвязаны в почве. Установлено, что целлюлозоразрушающие микроорганизмы оказывают влияние на превращения соединений азота в почве. При этом, с одной стороны, они значительно снижают содержание подвижных форм азота, биологически закрепляя содержащиеся в почве нитраты. С другой стороны, разложение целлюлозы не приводит к снижению общего содержания азота в почве. Это связано с тем, что отдельные виды целлюлозоразрушающих микроорганизмов и их природные почвенные ассоциации способны фиксировать азот атмосферы, оказывая тем самым прямое влияние на азотный баланс почв. Кроме того, они оказывают значительно более сильное косвенное влияние на процесс фиксации азота, стимулируя развитие аэробных и анаэробных азотфиксирующих бактерий и олигонитрофилов. Такая особенность выявлена у всех целлюлозоразрушающих бактерий и у большей части грибов и актиномицетов (Калининская Т.А., 1967; Наплекова Н.Н., 1974; БунтоваЕ.А., 2002).
Новые микробиологические препараты на основе эффективных микроорганизмов
Использование биопрепаратов как для защиты растений от патогенных организмов, так и для стимуляции роста растений является одним из приоритетных направлений в биотехнологии и защите окружающей среды (Переверзе-ваИ.С.,2003).
Концепция инокуляции почв и растений і микроорганизмами для создания более благоприятной микробиологической окружающей среды для роста растений обсуждалась в течение десятилетий учеными и агрономами. Концепция, а затем и технология практического применения эффективных микроорганизмов (ЭМ) была развита доктором Теруо Хига, профессором университета на Окинаве (Япония). Им была культивирована группа полезных микроорганизмов. Которые в дальнейшем использовались как средство для улучшения состояния почвы, подавления патогенов и повышения эффективности использования питательных веществ растениями. С самого начала ЭМ-технология дала очень удачные результаты и нашла широкое признание в мире (Громова Н.Г., 2001).
ЭМ-технология по своим возможностям многофункциональна и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства: в производстве сельскохозяйственной продукции; в восстановлении плодородия земель ив прекращении отравления природы от химических удобрений и пестицидов; в производстве ферментированных удобрений, кормов и биодобавок к кормам; при переработке органических отходов; при очистке сточных вод и для решения других вопросов (Долгодворов В.Е., 2001).
Интенсивное развитие биологического земледелия требует создания новых эффективных биоорганических удобрений. Перспективными, являются технологии, решающие одновременно несколько задач: утилизация органических отходов, которые могут быть использованы в составе удобрений, повышение урожайности культур и качества сельскохозяйственной і продукции, а также защита растений от болезней и вредителей. Разработан ряд таких технологий, одной из которых является получение органического удобрения «Биогумикор». В его состав входят лигногуматы, растительные отходы и почвенные бактерии Bacillus mucilaginosus. Лигногуматы стимулируют рост растений и микроорганизмов, растительные отходы улучшают структуру почвы. Позитивная роль В: mucilaginosus обусловлена их способностью переводить кремний, фосфор, калий и другие элементы в легко усвояемые формы; фиксировать молекулярный; азот, продуцировать стимуляторы роста растений и антифунгальные вещества.
Изучено влияние «Биогумикора» на численность и видовой состав почвенных микроорганизмов. Установлено, что внесение «Биогумикора» в почву тормозит развитие грибов рр; Aspergillus, Penicillium, но стимулирует рост аммонифицирующих, нитрифицирующих и азотфиксирующих бактерий, причем повышение урожая редиса отмечается на 51%, а картофеля - на 23,7 - 45,4% по сравнению с контролем (Няникова Г.Г., 2003).
Омуг, экуд, пудрет -новые биоудобрения, продукты микробной трансформации отходов птицефабрик, бамил - продукт переработки отходов свинокомплексов (Дурынина Е.П., 2001). Последний обладает свойствами как минеральных, так и органических удобрений; повышает урожай сельскохозяйственных культур на 70 -80 %, оздоравливает почву, действует в течение 2-3 лет, подавляет микрофлору, вызывающую болезнь растений, позволяет выращивать экологически чистую продукцию. От других органических удобрений бамил отличается повышенным содержанием N, Р, К (Архипченко И.А., 1996; Клир Я., 1996; Комаровская Е.С., 1997).
Одной из последних разработок являются комбинированные формы биоудобрений (БУ), созданные на основе биогумуса с добавками штаммов бактерий Bacillus subtilis ИТМ-215 или культуры, микрофильного гриба Tricho-derma viride штамм 16. Комбинированные формы БУ способствуют снижению кислотности почв, улучшению ее структуры и аэрации, они эффективны» в борьбе с фитопатогенами, способствуют повышению урожайности тепличных культур (Киселева Н.И., 2000).
Новое микроудобрение «Гумит» - на основе подобранной ассоциации почвенных грибов рода Syncephalastrum и бактерий рода Artrobacter nErwinia и биогенных микроэлементов обеспечивает интенсивный процесс гумусообразо-вания почвы, расщепление лигнопротеидных соединений, гербицидов и полициклических соединений, а также деструкцию органических загрязнителей почвы. Присутствующие в микроудобрении» биогенные микроэлементы непосредственно воздействуют на ферментные реакции растений и почвенных микроорганизмов и способствуют ускорению процессов роста растений и повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Так, урожай моркови повысился на 40% по сравнению с контрольным участком, где не вносился «Гумит», а содержание нитратов снизилось в 1,5 раза (Винаров А.Ю., 2003).
Методами? аналитической селекции получены высокоэффективные штаммы бактерий рода Azotobacter и Bacillus megaterium как основа для создания нового биоторфяного удобрения (БТУ). Физиолого-биохимические свойства этих микроорганизмов позволяют им благоприятно развиваться? в торфе, а также угнетать фитопатогенные бактерии. БТУ оказывает положительное влияние на овощные и цветочные культуры (Андреюк Е.Щ 1999).
Помимо БТУ, на основе споровой бактерии Bacillus megaterium, разработана технология получения и применения биопрепарата бацифор. Он ускоряет деструкцию ряда пестицидов, снижает фитотоксичность органогенных почв, снимает эффект почвоутомления торфяных грунтов длительного пользования, стимулирует рост растений и ускоряет формирование у них генеративных органов (Лисина Т.О., 2001).
В комплексе приемов повышения і биологизации разрабатываемых технологий исследовалась возможность использования бактериальных препаратов азотфиксирующего и стимулирующего действия? — флавобактерина, мизорина, ризоторфина. Наиболее эффективным был мизорин, при применении которого выход зерновой продукции в среднем увеличивался І на 16 %. В ажной выявленной особенностью, как с экологической, так и с экономической позиций является то, что наибольшая урожайность была получена при применении мизорина без удобрений, что осуществлялось через изменение состояния почвенной микрофлоры. На неудобренном фоне общий? уровень биологической? активности почвы при применении мизорина повышался на 17 %, отмечалось улучшение структуры систематического группового состава почвенного микробоценоза (Благовещенский F.B., 2001).
Ризоторфин послужил основой для создания» нового ризобиального препарата - сапронита, отличительной особенностью которого является среда культивирования - сапропелевая, иммобилизующая местные эффективные штаммы клубеньковых бактерий. Его применение способствует увеличению урожайности бобовых культур на 10-15 %, повышению их азотнакопительной способности и качества продукции по содержанию протеина (Лобанок; А.Г., 2001).
Влияние препарата «Байкал ЭМ-1» на численность микроорганизмов, участвующих в процессах минерализации в почве
В настоящее время сложились определенные представления о составляющих микробных групп разных типов почв. Это дает возможность использовать микробиологический анализ для установления направленности и интенсивности почвенных процессов под воздействием на почву разных антропогенных факторов (вспашка, удобрения, пестициды и тому подобное). Поэтому чрезвычайно важно при анализе почвы стремиться установить состояние отдельных групп микроорганизмов (Мишустин Е.Н., 1972).
Почвообразовательный процесс не прекращается при распашке целинных земель и вовлечении их в сельскохозяйственное производство. Однако при этом активизируется минерализация свежего органического вещества,- а процессы синтеза — распада гумуса смещаются в сторону его деструкции. Так, под посевами сахарной свеклы отмечено преобладание: минерализационных процессов (численность аммонификаторов, олигонитрофилов и педотрофов значительно возрастает), а Кимм. (показатель обратный Кминер.) снижается в 9 - 10 раз по сравнению с целиной (Свистова И.Д;, 2003). На определенном этапе научно — технического прогресса в сельскохозяйственном производстве достигается их равновесие, но на более низком уровне содержания гумуса, чем в естественных, не нарушенных черноземах (Бабьева И.Щ 1983).
Целесообразно активизировать деятельность микрофлоры, определяющей эффективное и потенциальное плодородие, с помощью комплексного микробиологического препарат «Байкал 3Mf- 1». Для оценки интенсивности биологических процессов, протекающих в почве под действием «Байкал ЭМ - 1», использовали данные микробиологических исследований с последующим вычислением коэффициентов, отражающих доминирующее действие той или иной группировки.
Основным элементом, определяющим урожайность сельскохозяйственных культур, является азот. Однако из большого разнообразия соединений азота, встречающихся в почве, растения могут использовать для питания в основном минеральные формы этого элемента, которые образуются в результате минерализации азотсодержащих органических соединений (Мишустин Е.Н., 1978).
Микроорганизмы, минерализующие гумус, открывают дополнительный запас питательных веществ для растений. Сложные процессы трансформации гумуса, постоянно протекающие в почве, органически целесообразны для жизнедеятельности, так как создают необходимые условия для наиболее продуктивного использования ими почвенной среды обитания (Работнова И.Л., 1966; Дзысюк С.А., 1998).
Результаты исследований показали, что при: внесении микробиологического препарата «Байкал ЭМ — 1» в мае намечалась тенденция к снижению численности аммонифицирующей микрофлоры при отвальной обработке почвы на фоне без удобрений, а во второй половине периода вегетации сахарной свеклы этот показатель снижался в среднем на 2,53 млн. шт. в 1г абсолютно сухой почвы (Табл. 1).
После комбинированной обработки почвы на неудобренном фоне биопрепарат увеличивал численность аммонификаторов в 1,27 раз к концу периода вегетации сахарной свеклы.
Возможно, изменения численности аммонифицирующей микрофлоры в этом!случае связаны с различными способами обработки почвы, так как эта группировка почвенных микроорганизмов чутко реагирует на распределение гумуса и органических остатков по почвенному профилю. Видимо, комбинированная обработка почвы в сочетании с «Байкал ЭМ - 1» создавала более благоприятные условия для развития аммонификаторов. Подтверждением этому служат и результаты, полученные на удобренном фоне. Здесь, увеличение численности этой группировки составило 2,98 млн. шт. в 1г абсолютно сухой почвы на протяжении всего периода вегетации.
При отвальной обработке почвы на удобренном фоне численность ам-монификаторов при внесении «Байкал ЭМ - 1» увеличивалась только в сентябре - на 6,82 млн.шт. в 1г абсолютно сухой почвы.
Сущностью иммобилизации минерального азота является, трансформация аммиака и нитратов в азот органических соединений микробных клеток и их метаболитов. Нарастание численности микрофлоры, ассимилирующей минеральный азот, ведет к иммобилизации и снижению его содержания в почве.
Исследования Муромцева Г.С. показали, что азот, закрепленный, например, в биомассе Mycobacter lacticolum — типичного представителя прикорневой микрофлоры, растения усваивают лучше, чем азот Вас. megaterium, но в среднем в 2 раза хуже, чем из NPK. Тем не менее, дополнительная мобилизация почвенного азота и его усвоение растениями под влиянием биомассы Mycobacter lacticolum шли очень энергично, что может быть объяснено стимулирующим влиянием содержащихся в ней витаминов. Так, биосинтез почвенной микрофлорой витаминов и стимуляторов корнеобразования является сопутствующим фактором приемов, повышающих эффективность высоких доз минеральных удобрений (Муромцев Г.С, 1988).
Иммобилизацию минерального азота осуществляют все микроорганизмы, способные усваивать аммиачный, нитритный и нитратный азот. Наибольшее значение при этом имеет гетеротрофная микрофлора. Особенно большая роль в иммобилизационных процессах принадлежит плесневым грибам, целлю-лозоразлагающим бактериям, а также неспороносной микрофлоре, обильно населяющей не только ризосферу, но и почву вдали от корней (Возняковская Ю.М., 1969). Численность иммобилизаторов определяли на крахмало - аммиачном агаре (КАА).
Изменение ферментативной активности почвы в результате применения комплексного микробиологического препарата «БайкалЭМ-1»
Почва как биологическая система населена огромным количеством различных микроорганизмов, которые инициируют и осуществляют разнообразные процессы, связанные с превращением содержащихся в почве органических и минеральных соединений. При характеристике почв кроме состава и численности разных групп микрофлоры, учитывают еще и суммарную активность биохимических процессов, происходящих в почве, которые обусловлены наличием в ней некоторого количества ферментов, выделяемых микроорганизмами прижизненно, а также аккумулируемых почвенными.частицами после разрушения клеток. Все эти показатели включаются в общее понятие биологической активности почв (Попова Ж.П., 1987).
Ферменты — биологические катализаторы, ускоряющие в сотни и тысячи раз биохимические реакции в живых организмах. Разнообразные экзо- и эндо-ферменты почвенных микроорганизмов, фауны и растений поступают в почву. В результате иммобилизации ферменты в почве стабилизируются и длительное время сохраняют свою активность. Почвенно - энзимологические методы позволяют определять не количественное содержание ферментов в почве, а, активность ферментов, находящихся преимущественно в адсорбированном (иммобилизованном) состоянии на поверхности почвенных коллоидов и частично в почвенном растворе. Определение активности ферментов основано на учете количества переработанного в процессе реакции субстрата или образующегося продукта реакции в оптимальных условиях температуры, рН среды, концентрации субстратов, величины навески почвы. Для количественного определения конечных продуктов реакции применяются различные химические, фотометрические, колориметрические, поляриметрические и другие методы. Для качественных измерений наличия ферментов в почве широко используются хромато-графические методы (Хазиев Ф.Х.,1990).
При изучении ферментативной активности различных подтипов черноземов ЦЧЗ в условиях их сельскохозяйственного использования и залежи было установлено, что максимальной ферментативной активностью обладают наиболее гумусированные обыкновенные и типичные черноземы. Наиболее высокая она на целинных черноземах, а низкая — в залежи. Ферментативная активность пахотных черноземов определяется степенью их окультуренности, видом сельскохозяйственной культуры, агротехникой. А, в целом, активность гидролаз и оксидоредуктаз обнаруживает тесную положительную корреляцию с микробиологической активностью почвы и содержанием органического вещества (ДевятоваТ.А.,1996).
Мы определяли активность некоторых оксидоредуктаз: полифенолокси-дазы, пероксидазы и одной из фосфогидролаз — фосфатазы.
Полифенолоксидазы участвуют в превращении органических соединений ароматического ряда в компоненты гумуса. Они катализируют окисление фенолов (моно-, ди-, три- ) до хинонов в присутствии кислорода воздуха. Хи-ноны в соответствующих условиях при конденсации с аминокислотами и пептидами образуют первичные молекулы гуминовой кислоты (Хазиев Ф.Х., 1961; Susan Isaac, 1998).
Активность полифенолоксидазы увеличивалась при внесении комплексного биопрепарата «Байкал ЭМ - 1» в середине периода вегетации на неудобренном фоне в 1,4 раза независимо от способа обработки почвы (Табл. 6). На фоне с минеральными удобрениями рост этого показателя был отмечен на комбинированной обработке почвы, - он увеличился в 1,2 раза по сравнению с контролем.
К концу периода вегетации заметных изменений в активности полифенолоксидазы при использовании «Байкал ЭМ - 1» зафиксировано не было, однако на удобренном фоне намечалась тенденция к некоторому увеличению этого показателя при внесении биопрепарата.
Значит, используя микробиологический препарат «Байкал ЭМ — 1», следует ожидать некоторого повышения интенсивности биохимических процессов, связанных с синтезом гумуса.
Пероксидазы осуществляют окисление органических веществ почв (фенолов, аминов, некоторых гетероциклических соединений) за счет кислорода перекиси водорода и других органических перекисей, образующихся в почве в результате жизнедеятельности микроорганизмов и действия некоторых оксидаз (например, уратоксидазы) (Хазиев Ф.Х.,1990).
«Байкал ЭМ — 1» увеличивал активность пероксидазы в мае только на удобренном фоне при комбинированной обработке почвы.
