Мікробіологічні препарати здатні підвищити ефективність органічного землеробства, необхідно лише правильно їх підібрати для конкретної культури.
Відмова від застосування синтетичних мінеральних добрив і засобів захисту, одночасно з поліпшенням якості продукції, веде й до зниження врожаїв, особливо якщо їх обсяг порівняти з отриманими за інтенсивного землеробства. Дослідження встановили також і зниження чисельності мікрофлори та біологічної активності ґрунту на ділянках, де тривалий час застосовували органічну систему землеробства. Тому заходи з підвищення родючості ґрунтів, зокрема мікробіологічні, які сприяють активізації корисної мікрофлори, є надзвичайно актуальними для провадження органічного землеробства.
Умови досліду
У Національному науковому центрі «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О. Н. Соколовського» дослідили ефективність застосування різних типів мікробіологічних препаратів, а саме їх вплив на мікробіологічні та біохімічні показники ґрунту, урожайність і якість рослинницької продукції. Дослідження проводили в зразках ґрунту, відібраних із прикореневої зони рослин у польовому досліді з органічною системою землеробства, що ведеться з 1989 р. на чорноземі опідзоленому Слобожанського дослідного поля. Дослід щодо ефективності біопрепаратів мав кілька варіантів і передбачав передпосівну обробку насіння соняшнику, гречки та зернової кукурудзи біопрепаратами: на основі фосфатмобілізувальних бактерій Paenibacillus polymyxa; гуміновим препаратом на базі екстракту сапропелю; чистою культурою бактерійроду Bacillus, що мають азотфіксувальні та рістстимулюючі властивості.
Кожен із варіантів передбачав окреме застосування окремого препарату. Препаратом на основі екстракту сапропелю виконували також і передпосівний обробіток ґрунту та дві обробки по вегетації (у соняшнику — у стадію 2–4 листків і на початку утворення кошика, у гречки — у стадію 3–4 листків і в стадію бутонізації, у кукурудзи — у стадію 3–5 листків і в стадію викидання волоті).
У зразках ґрунту, які відбирали для аналізу у два терміни (на початку та наприкінці вегетації), визначали чисельність основних груп мікрофлори:
Результати досліду
Застосування біопрепаратів позитивно вплинуло як на структуру, так і на функціонування мікробних ценозів ґрунту — кількість більшості досліджуваних груп мікрофлори в ґрунті варіантів досліду із застосуванням біопрепаратів була вищою, ніж у ґрунті контрольних варіантів (табл. 1). Так, під впливом обробки біопрепаратами насіння соняшнику зросла чисельність у ґрунті мікроорганізмів, які засвоюють органічний азот. Також чисельність мікроорганізмів цієї групи підвищилася під впливом обробки насіння кукурудзи препаратом на основі бактерій Paenibacillus polymyxa. На чисельність мікроорганізмів, що утилізують мінеральний азот, у ґрунті під соняшником також позитивно вплинули всі застосовані в досліді агроприйоми. У ґрунті під гречкою достовірним виявилося лише підвищення під дією препарату з екстракту сапропелю, у ґрунті під кукурудзою — за умов обробки насіння препаратами на основі бактерій Paenibacillus polymyxa та бактеріями роду Bacillus.
Чисельність актиноміцетів зросла в ґрунті варіантів з обробкою соняшнику препаратами на основі фосфатмобілізувальних бактерій на екстракту сапропелю, у ґрунті під гречкою — на варіанті з обробкою насіння препаратами на основі бактерій Bacillus sp. Підвищення чисельності грибів під впливом застосованих агрозаходів не спостерігалося.
Достовірне зростання чисельності оліготрофних мікроорганізмів спостерігалося під кукурудзою в ґрунті всіх варіантів, де застосовували агрозаходи.
Показники оліготрофності, що характеризують поживний режим ґрунту, на варіантах із застосуванням агрозаходів, як правило, мали нижчі значення порівняно з контролем, що свідчить про поліпшення трофічного режиму ґрунту. Показники мінералізації для ґрунту варіантів, де застосовували агрозаходи, були в більшості випадків дещо вищими, що свідчить про більш інтенсивний перебіг мінералізаційних процесів у ґрунті.
Таблиця 1. Чисельність мікроорганізмів головних груп у ґрунті варіантів мікропольового досліду, середні за вегетацію (Слобожанське дослідне поле. ННЦ ІҐА, 2012 р.)
|
Культура |
Варіант досліду |
Мікроорганізми, що засвоюють азот, млн/г |
Гриби, тис./г |
Оліго-трофи, млн/г |
Евтрофи, млн/г |
Показники |
||||
|
органі-чний |
мінеральний |
оліго-трофності |
мінера-лізації |
|||||||
|
усього |
бактерії |
акти-номіцети |
||||||||
|
соняшник |
Контроль |
16,29 |
31,75 |
19,78 |
11,97 |
67,87 |
57,73 |
48,11 |
1,20 |
1,95 |
|
Фосфатмо-білізувальні бактерії Paenibacillus polymyxa (препарат 1 типу) |
21,27 |
43,12 |
27,55 |
15,57 |
58,42 |
50,60 |
64,45 |
0,79 |
2,02 |
|
|
Гуміновий препарат на основі екстракту сапропелю (препарат 2 типу) |
21,74 |
46,63 |
28,79 |
17,84 |
69,91 |
49,98 |
68,43 |
0,73 |
2,14 |
|
|
Культура бактерій Bacillus sp., має азотфіксувальні та рістстимулюючі властивості (препарат 3-го типу) |
21,85 |
44,11 |
32,18 |
11,93 |
49,85 |
58,32 |
66,01 |
0,88 |
2,02 |
|
|
гречка |
Контроль |
24,55 |
46,11 |
33,83 |
12,28 |
67,30 |
66,76 |
70,72 |
0,94 |
1,88 |
|
Препарат 1 типу |
22,32 |
49,37 |
36,68 |
12,69 |
67,67 |
54,25 |
71,76 |
0,76 |
2,21 |
|
|
Препарат 2 типу |
23,41 |
54,45 |
40,21 |
14,24 |
49,11 |
52,44 |
77,91 |
0,67 |
2,33 |
|
|
Препарат 3 типу |
23,47 |
49,89 |
35,30 |
14,59 |
58,82 |
53,53 |
73,42 |
0,73 |
2,13 |
|
|
кукурудза |
Контроль |
17,16 |
39,39 |
29,99 |
9,41 |
74,41 |
37,01 |
56,62 |
0,65 |
2,30 |
|
Препарат 1 типу |
28,31 |
50,00 |
41,81 |
8,19 |
60,81 |
71,54 |
78,36 |
0,91 |
1,77 |
|
|
Препарат 2 типу |
20,11 |
40,38 |
31,63 |
8,76 |
46,99 |
52,41 |
60,53 |
0,87 |
2,01 |
|
|
Препарат 3 типу |
21,08 |
51,75 |
41,57 |
10,18 |
63,18 |
54,59 |
72,89 |
0,75 |
2,45 |
|
Мікробіологічна активність
Характер і ступінь впливу обробок біопрепаратами на мікрофлору ґрунту прикореневої зони рослин залежали від вирощуваної культури.
Вплив обробок оцінювали за допомогою сумарного біологічного показника ґрунту (СБП), його визначають методом відносних величин з урахуванням чисельності мікроорганізмів головних еколого-функціональних груп. Згідно з його значеннями, найбільшу позитивну дію на чисельність мікрофлори в ґрунті прикореневої зони всіх культур на початку вегетації мала передпосівна обробка насіння препаратом на основі фосфатмобілізувальних бактерій. Біопрепарати цього типу здатні комплексно впливати на стан мікробних ценозів ґрунту ризосфери. Також фосфатмобілізувальні бактерії продукують ферменти, органічні кислоти й інші метаболіти, які сприяють розчиненню важкодоступних для рослин органічних і мінеральних фосфатів, вони синтезують низку біологічно активних речовин — вітамінів, гормонів, які активізують ріст і розвиток мікроорганізмів. Інші застосовані агрозаходи також істотно підвищили загальну чисельність мікрофлори, що позначилося на зростанні СБП.
Наприкінці вегетації найбільший позитивний вплив на мікрофлору ґрунту під соняшником заподіяли обробки гуміновим препаратом. Під гречкою однакові максимальні значення СБП були за умов застосування гумінового препарату й передпосівної бактеризації препаратом на основі Bacillus sp., а під кукурудзою максимальний позитивний вплив спостерігався за передпосівної обробки насіння препаратом на основі фосфатмобілізувальних бактерій.
Ферментативна активність
Важливим показником біологічної активності ґрунту є його ферментативна активність, яка тісно корелює з його родючістю. Ґрунтові ферменти є каталізаторами різних біохімічних реакцій, які відбуваються в ґрунті. Під дією агрозаходів дещо збільшувалась активність деяких ферментів у ґрунті прикореневої зони рослин. Дегідрогеназа — окислювально-відновлювальний фермент, який пов’язаний із процесами «дихання» ґрунту. У прикореневій зоні соняшнику дегідрогеназна активність ґрунту зросла під впливом фосфатмобілізувальних бактерій на 2 %, на фоні застосування гумінового препарату й препарату на основі бактерій Bacillus sp. — на 21 і 43%.
Під гречкою активність цього ферменту зросла на 7–41%, коли застосували фосфатмобілізувальні бактерії та гуміновий препарат, коли застосували бактерії Bacillus sp. — на 3%. У ґрунті під кукурудзою дегідрогеназна активність підсилилася за умов застосування Bacillus sp.
Інвертаза — фермент класу гідролаз, який розкладає полісахариди й має тісний кореляційний зв’язок за вмістом органічної речовини в ґрунті. Поліфенолоксидаза — окислювально-відновлювальний фермент, який бере участь у синтезі гумусових сполук. Інвертазна та поліфенолоксидазна активність підвищилися в разі застосування всіх агроприйомів тільки під соняшником, а під гречкою — лише в разі застосування гумінового препарату.
Застосування усіх досліджуваних агрозаходів забезпечило більш високу здатність ґрунту до накопичення аміачного та нітратного азоту. Амоніфікувальна здатність підвищилася в обидва терміни спостереження на 9–86%, нітрифікувальна здатність зростала в 1,5–2,2 рази.
Формування рослин
Обробка біопрепаратами позитивно вплинула на швидкість нарощування рослинами листостеблової маси. Так, обсяг сухої маси рослин соняшнику на варіанті застосування фосфатмобілізувальних бактерій був вищим за контрольний на 71%, на варіанті з обробкою гуміновим препаратом — на 135%, з обробкою бактеріями Bacillus sp. — на 23%. Також оброблені рослини мали більшу висоту.
Урожаї зерна гречки збільшилися за обробки насіння фосфатмобілізувальними бактеріями на 36%, у разі застосування гумінового препарату — на 78%, обробка насіння бактеріями Bacillus sp. забезпечила прибавку 57%. Обсяг сирої зеленої маси кукурудзи від застосування фосфатмобілізувальних бактерій зріс на 4%, від дії гумінового препарату — на 14%, від обробки насіння Вacillus sp. — на 10%. Найсуттєвіший позитивний вплив на урожай соняшнику та гречки мав гуміновий препарат. Застосування агрозаходів помітно поліпшило якість зерна кукурудзи (табл. 2).
Таблиця 2. Якість зерна кукурудзи
|
Варіанти досліду |
Гігроскопічна вологість, % |
Протеїн, % |
Жир, % |
Клітковина, % |
Зола,% |
N,% |
P2O5,% |
K2O,% |
|
Контроль |
13,79 |
6,42 |
2,39 |
1,70 |
1,01 |
1,44 |
0,75 |
0,33 |
|
Фосфатмобілізувальні бактерії Paenibacillus polymyxa |
13,24 |
7,06 |
3,28 |
2,16 |
1,07 |
1,56 |
0,78 |
0,36 |
|
Гуміновий препарат на основі екстракту сапропелю |
13,07 |
7,04 |
3,66 |
2,07 |
1,06 |
1,58 |
0,78 |
0,35 |
|
Культура бактерій Bacillus sp. |
13,39 |
7,11 |
2,97 |
2,22 |
1,08 |
1,62 |
0,81 |
0,36 |
Оксана Найдьонова, канд. біол. наук
ННЦ «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського»
журнал The Ukrainian Farmer, жовтень 2013 року
The Ukrainian Farmer
