Научная статья на тему 'Биопрепараты для разложения растительных остатков в агроэкосистемах'

Биопрепараты для разложения растительных остатков в агроэкосистемах Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
2369
347
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОСЛЕУБОРОЧНЫЕ РАСТИТЕЛЬНЫЕ ОСТАТКИ / СОЛОМА / МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫ / УСКОРЕНИЕ РАЗЛОЖЕНИЯ / POST-HARVEST PLANT RESIDUES / STRAW / MICROBIOLOGICAL PREPARATIONS / ACCELERATION OF DECOMPOSITION

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Русакова И.В.

В статье рассмотрены основные результаты научных исследований в стране и за рубежом по оценке эффективности микробиологических препаратов-деструкторов послеуборочных растительных остатков сельскохозяйственных культур. Показано, что растительные остатки являются важнейшим ресурсом воспроизводства плодородия пахотных почв. Наиболее экологически целесообразным и экономически эффективным способом их утилизации является заделка в почву в качестве удобрения, обеспечивающая возврат в агробиологический круговорот элементов питания и органического вещества. Одним из способов ускорения разложения и повышения коэффициента гумификации послеуборочных остатков, который получает распространение в последние годы в практике АПК, может являться инокуляция их микробиологическими препаратами-деструкторами перед заделкой в почву. Данные многих авторов подтверждают, что применение биопрепаратов способствует ускорению разложения высокоуглеродистых растительных остатков и снижению их негативного действия, повышению биогенности почвы, росту урожайности последующих культур. Наиболее активно биопрепараты «работают» в начальные сроки разложения, в оптимальных для микробиоты условиях влажности и температуры. Эффективность биопрепаратов увеличивается в комбинации с компенсирующими дозами азота. Наряду с положительными результатами, в научных публикациях имеются данные об отсутствии влияния биопрепаратов на скорость разложения соломы. Сделан вывод, что биопрепараты-деструкторы могут применяться в сельскохозяйственной практике для обработки стерни и соломы перед ее заделкой в почву в целях ускорения разложения, повышения урожайности последующих культур. Для лучшего понимания механизмов действия биопрепаратов, подготовки рекомендаций по их практическому использованию необходимы дальнейшие экспериментальные исследования в полевых и лабораторных условиях.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Русакова И.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

BIOPREPARATIONS FOR DECOMPOSITION OF PLANT RESIDUES IN AGROECOSYSTEMS

The article reviews the main results of scientific research in the country and abroad on the evaluation of microbiological preparations-destructors of post-harvest plant residues in agroecjsistems. It is shown that plant remains are the most important resource for reproduction of arable soils fertility. The most environmentally feasible and cost-effective way to recycle them is to enclose in the soil as a fertilizer, providing a return to the agrobiological circulation of nutrients and organic matter. One way to accelerate the decomposition and increase of the humification coefficient of post-harvest residues, which has become widespread in recent years in the practice of the agro-industrial complex, can be inoculation with microbiological destructive preparations before being embedded in the soil. The data of many authors confirm that the use of biopreparations promotes the acceleration of decomposition of high-carbon plant residues and a decrease in their negative effect, an increase in soil biogenicity, and an increase in the yield of subsequent crops. The most active biopreparations "work" in the initial terms of decomposition, in conditions of humidity and temperature optimal for the microbiota. The effectiveness of biopreparations increases in combination with compensating doses of nitrogen. Along with positive results, in scientific publications there are data on the lack of influence of biological products on the rate of straw decomposition. It is concluded that biologics-destructors can be used in agricultural practice to treat stubble and straw before it is application in the soil in order to accelerate the decomposition, increase the yield of subsequent crops. For a better understanding of mechanisms action of biologics, preparation of recommendations for their practical use, further experimental studies are needed in field and laboratory conditions.

Текст научной работы на тему «Биопрепараты для разложения растительных остатков в агроэкосистемах»

УДК: 631.872:631.461:631.427 ГРНТИ: 68.03.07 DOI: 10.32415/jscientia.2018.09.01

БИОПРЕПАРАТЫ ДЛЯ РАЗЛОЖЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ В АГРОЭКОСИСТЕМАХ

И. В. Русакова

Верхневолжский федеральный аграрный научный центр

Россия, 601390, Владимирская обл., Судогодский р-н, п. Вяткино, ул. Прянишникова, 2 Н Русакова Ирина Викторовна - rusakova.iv@yandex.ru

В статье рассмотрены основные результаты научных исследований в стране и за рубежом по оценке эффективности микробиологических препаратов-деструкторов послеуборочных растительных остатков сельскохозяйственных культур. Показано, что растительные остатки являются важнейшим ресурсом воспроизводства плодородия пахотных почв. Наиболее экологически целесообразным и экономически эффективным способом их утилизации является заделка в почву в качестве удобрения, обеспечивающая возврат в агробиологический круговорот элементов питания и органического вещества. Одним из способов ускорения разложения и повышения коэффициента гумификации послеуборочных остатков, который получает распространение в последние годы в практике АПК, может являться инокуляция их микробиологическими препаратами-деструкторами перед заделкой в почву. Данные многих авторов подтверждают, что применение биопрепаратов способствует ускорению разложения высокоуглеродистых растительных остатков и снижению их негативного действия, повышению биогенности почвы, росту урожайности последующих культур. Наиболее активно биопрепараты «работают» в начальные сроки разложения, в оптимальных для микробиоты условиях влажности и температуры. Эффективность биопрепаратов увеличивается в комбинации с компенсирующими дозами азота. Наряду с положительными результатами, в научных публикациях имеются данные об отсутствии влияния биопрепаратов на скорость разложения соломы. Сделан вывод, что биопрепараты-деструкторы могут применяться в сельскохозяйственной практике для обработки стерни и соломы перед ее заделкой в почву в целях ускорения разложения, повышения урожайности последующих культур. Для лучшего понимания механизмов действия биопрепаратов, подготовки рекомендаций по их практическому использованию необходимы дальнейшие экспериментальные исследования в полевых и лабораторных условиях.

Ключевые слова: послеуборочные растительные остатки, солома, микробиологические препараты, ускорение разложения.

BIOPREPARATIONS FOR DECOMPOSITION OF PLANT RESIDUES IN AGROECOSYSTEMS I. V. Rusakova

Verhnevolzhsky Federal Agricultural Research Center 2 Pryanishnikov St., 601390 Vyatkino, Sudogda raion, Vladimir oblast, Russia

El Rusakova Irina - rusakova.iv@yandex.ru

The article reviews the main results of scientific research in the country and abroad on the evaluation of microbiological preparations-destructors of post-harvest plant residues in agroecjsistems. It is shown that plant remains are the most important resource for reproduction of arable soils fertility. The most environmentally feasible and cost-effective way to recycle them is to enclose in the soil as a fertilizer, providing a return to the agrobiological circulation of nutrients and organic matter. One way to accelerate the decomposition and increase of the humification coefficient of post-harvest residues, which has become widespread in recent years in the practice of the agro-industrial complex, can be inoculation with microbiological destructive preparations before being embedded in the soil. The data of many authors confirm that the use of biopreparations promotes the acceleration of decomposition of highcarbon plant residues and a decrease in their negative effect, an increase in soil biogenicity, and an increase in the yield of subsequent crops. The most active biopreparations "work" in the initial terms of decomposition, in conditions of humidity and temperature optimal for the microbiota. The effectiveness of biopreparations increases in combination with compensating doses of nitrogen. Along with positive results, in scientific publications there are data on the lack of influence of biological products on the rate of straw decomposition. It is concluded that biologics-destructors can be used in agricultural practice to treat stubble and straw before it is application in the soil in order to accelerate the decomposition, increase the yield of subsequent crops. For a better understanding of mechanisms action of biologics, preparation of recommendations for their practical use, further experimental studies are needed in field and laboratory conditions.

Keywords: post-harvest plant residues, straw, microbiological preparations, acceleration of decomposition.

В России ежегодное производство послеуборочных растительных остатков сельскохозяйственных культур составляет более 120 млн. т, около 80% из которых приходится на солому зерновых и зернобобовых культур. Уборка их с поля и последующая утилизация представляет для сель-хозпрозводителей серьезную проблему, для решения которой требуются дополнительные финансовые, трудовые и временные затраты.

В настоящее время общепризнано, что растительные остатки сельскохозяйственных культур являются важней-

шим источником воспроизводства почвенного органического вещества и питательных элементов для растений, оказывают многостороннее действие на биологические, химические и физические свойства пахотных почв, служат трофическим и энергетическим субстратом, а также местом локализации почвенной биоты [1-5]. Поэтому наиболее экологически целесообразным и экономически эффективным способом утилизации послеуборочных растительных остатков является заделка в их в почву в качестве удобрения, без удаления с поля. Этот способ обеспечивает возврат

в биологический круговорот значительной части элементов питания и органического вещества. Однако, низкая скорость разложения соломы, обусловленная особенностями биохимического состава (высокое содержание лигнина и целлюлозы и низкое содержание азота) является одним из факторов, ограничивающих более широкое ее использование в качестве удобрения. Опыты с 14С показывают, что даже после 2-х и более лет разложения в почве остается около 20-30 % углерода внесенных растительных остатков независимо от их вида, дозы и почвенно-климатических условий [6]. Полное разложение растительных остатков наступает в среднем через 3-4 года после их внесения в почву [7].

Одним из способов ускорения разложения и повышения коэффициента гумификации послеуборочных остатков, который получает распространение в последние годы в сельскохозяйственной практике, может являться инокуляция их микробиологическими препаратами-деструкторами перед заделкой в почву, которая обеспечивает интродукцию активных штаммов микроорганизмов на солому и в дальнейшем - в почву. Применение микробиологических препаратов позволяет создать высокую концентрацию полезных форм микроорганизмов в нужном месте и в нужное время. За счет этого внесенные формы могут успешно конкурировать с аборигенной микрофлорой и занимать определенные экологические ниши в агроэкосистеме [8, 9].

Биопрепараты имеют определенные преимущества перед синтетическими агрохимикатами: экологическая безопасность для человека, животных, птиц, насекомых; несложные и эффективные технологии производства; низкая стоимость; высокая эффективность (прибавка урожая от 10 до 50%) [10]. В последние годы ассортимент таких биопрепаратов на основе консорциумов микроорганизмов-деструкторов с высокой ферментативной активностью, представленных различными фирмами-производителями, значительно расширился. Однако по большей части применяют их в сельскохозяйственном производстве без достаточного научного обоснования.

В некоторых отечественных и зарубежных научных исследованиях установлено, что применение биопрепаратов-деструкторов ускоряет процессы минерализации и гумификации соломы в почве, снижает проявление фито-токсичности, увеличивает урожайность последующих культур [11-15].

Вместе с тем, наряду с определенными положительными результатами, свидетельствующими об эффективности биопрепаратов, применяемых для инокуляции соломы, экспериментальные данные некоторых исследователей показывают отсутствие стабильного устойчивого эффекта от применения биопрепаратов в отношении ускорения разложения соломы [16-18].

В большинстве отечественных работ данные по влиянию соломы, обработанной биопрепаратами-деструкторами, ограничиваются только урожайностью культур. При проведении полевых опытов биопрепараты применяли, как правило, на фоне минеральных удобрений, питательных добавок, при этом учитывали суммарный эффект нескольких факторов [19-22].

В работе [23] исследовали эффективность биопрепарата АКРАМ, который специализирован как активатор разложения растительных остатков. Основу его составляют кислотообразующие почвенные бактерии с высокой

ферментативной активностью. В данных исследованиях выявлено заметное положительное влияние совместного применения минеральных удобрений (Ы30Р30), пожнивного сидерата и соломы озимой пшеницы с обработкой биопрепаратом АКРАМ на агрофизические, агрохимические и биологические свойства чернозема выщелоченного, а также на урожайность гречихи с получением прибавки на 37,6% выше контрольного варианта.

В работе [10] установлено, что микробиологический препарат АКТИВАТОР РАЗЛОЖЕНИЯ СТЕРНИ (АРС) «ускоряет разложение пожнивных остатков, обогащает почву углеродом, снижает содержание почвенной патогенной микрофлоры, активизирует процесс формирования гумуса». Результаты по эффективности этого препарата представлены также в работе [22]. Показано, что на темно-серой лесной почве прибавка урожайности гречихи от внесения АРС при использовании 5 т/га соломы на фоне (ЫРК)48 составила 0.03 т/га или 2.1% по сравнению с фоном.

Исследованиями Т.А Девятовой с соавт. (2010) установлена целесообразность обработки соломы перед ее запашкой биопрепаратом Тамир (в его состав входит 86 полезных почвенных микроорганизмов, активно разлагающих органические отходы). Этот прием улучшает водно-физические свойства почвы и повышает урожайность следующей в севообороте культуры (озимой пшеницы) [24].

В работах Н.В. Безлер, И.В Черепухиной, М.В. Колесниковой (2013, 2014), установлено, что использование в паровом поле соломы ячменя в качестве органического удобрения вместе с микромицетом-целлюлозолитиком (аборигенный штамм, выделенный из чернозема выщелоченного), компенсирующей дозой азотного удобрения и питательной добавкой, в последействии достоверно повышало урожайность озимой пшеницы и сахарной свеклы по сравнению с внесением соломы только с азотными удобрениями [11; 20; 25]. Целлюлозолитики находятся в бинарном консорциуме с диазоторофами, поэтому внесение целлюлозоразрушающих микроорганизмов (совместно с питательной добавкой и азотом) повышало численность диазотрофов в почве до 8 раз. В целом, использование этого микромицета-целлюлозолитика с питательной добавкой и азотом ускорило разложение соломы на 50%, способствовало снижению ее фитотоксического действия, повышению урожайности на 6.9-11.6 т/га [20; 26].

В ходе исследований, проведенных в многолетнем полевом опыте, выявлено, что при запашке в почву соломы двух видов зерновых культур совместно с дополнительными компонентами (в виде целлюлозолитического микроми-цета Нитнсо1а ^соа^а ВНИИСС 016, азотного удобрения и питательной добавки - патоки) площадь листовой поверхности сахарной свеклы увеличивалась на 39.0%, по сравнению с контролем с внесением одной соломы - на 29.6%, соломы с азотным удобрением - на 21.8%. В соответствии с увеличением площади листьев повышался и коэффициент продуктивности фотосинтеза, что сказывалось на продуктивности сахарной свеклы: прибавка урожая составила 10.1 т/га, в сравнении с применением одной соломы, и 8.1 т/га с запашкой соломы с азотным удобрением. Последействие трансформации соломы способствовало повышению продуктивности озимой пшеницы и ячменя. Прибавка урожая при этом составляла 8.3 и 6.3 ц/га, относительно внесения одной соломы, 7.4 и 4.3 ц/га - использования соломы с минеральным азотным удобрением [27].

В ряде работ исследована эффективность биопрепара-

тов на основе «эффективных микроорганизмов», известных в мире как «ЕМ» или «ЭМ» (effective microorganisms).

В полевых опытах на черноземных почвах (опытное поле ВНИИ сахарной свеклы и сахара, Воронежская обл.) при обработке и запашке осенью соломы озимой пшеницы микробиологическим удобрением Байкал ЭМ1 (2-3 л/га) количество неразложившихся о растительных остатков к весне уменьшилось с 8.5 до 1.9 и 3.2 т/га. В производственных испытаниях на дерново-подзолистой почве (Брестская обл., Беларусь) после обработки измельченной соломы этим биопрепаратом (с внесением мочевины - 1012 кг д.в. на 1 т соломы) к весне растительные остатки практически полностью разложились [14].

По данным исследований [28], осеннее применение биологического препарата Байкал ЭМ-1 уменьшило алле-лопатическое действие соломенной мульчи и существенно повысило урожайность яровой пшеницы в условиях степной зоны Южного Урала - на 0.06 т/га по мелкому рыхлению, на 0.22 т/га при «нулевой» обработке.

Исследования, проведенные А.Х. Куликовой с соавт. (2015, 2016), показали, что от обработки биопрепаратом Байкал ЭМ-1 соломы яровой пшеницы прибавка урожайности ячменя составила 0.23 т/га по сравнению с вариантом без обработки, что объясняется стимулирующим действием данного препарата на микробиологические процессы трансформации соломы. В варианте «солома+1\110» прибавка была меньше и составила + 0.13 т/га. Наиболее эффективно было применение соломы в сочетании с N10 и биопрепаратом, где урожайность ячменя увеличилась на 0.38 т/га. Отмечается, что добавление к соломе яровой пшеницы (под ячмень) азота 10 кг/т и биологического препарата Байкал ЭМ 1 достоверно способствовало ускорению ее разложения и повышению доступных соединений фосфора и калия к началу вегетации в пахотном слое на 16-17 мг/кг почвы [29; 30].

В опытах [31] применение биопрепарата Байкал ЭМ-1 для обработки соломы пшеницы на черноземе типичном увеличило урожайность ячменя с 2.17 т/га (в варианте с необработанной соломой) до 2.40 т/га, или на 11%.

Согласно результатам экспериментальных исследований А.Х. Куликовой с соавт. (2017), эффективность препарата Байкал ЭМ-1 в отношении интенсивности разложения соломы была близка, с некоторым превышением, действию компенсирующей дозы азотных удобрений. В варианте с обработкой соломы биопрепаратом получены достоверные прибавки урожайности проса - 1.6-3.1 ц/га - в сравнении с внесением необработанной соломы. Наиболее эффективным было внесение соломы с Байкалом ЭМ-1 и дополнительной добавкой азота (10 кг/т соломы) [32]. Расчеты, проведенные этими авторами, показали, что применение соломы совместно с биопрепаратом наиболее экономически эффективно: уровень рентабельности производства зерна при этом составил 71%, что на 10 абс.% выше варианта с применением только соломы. Использование соломы с добавкой азота 10 кг/т и биопрепарата способствовало повышению урожайности зерна в среднем за 2 года на 1.2 т/га, однако рентабельность его производства была ниже (65%) в связи с высокими затратами на азотные удобрения.

Среди активно разлагающих клетчатку почвенных микроорганизмов выделяются микромицеты рода Trichoderma, составляющие основу биопрепаратов Триходермин и Стер-нифаг, эффективность которых изучалась в работах Е.В. Бо-

гатыревой (2013, 2015) в зоне недостаточного увлажнения Ставропольского края. Результаты данных исследований показали, что влагообеспеченность почвы - один из основных факторов эффективного применения соломоразлага-ющих биопрепаратов. В благоприятный по увлажнению и тепловому режиму год применение Стернифага (80 г/га) и Триходермина (40 или 80 г/га) под повторный посев озимой пшеницы позволило дополнительно получить 0.420.89 т зерна с 1 га. Отмечается, что данные биопрепараты обладают способностью в значительной мере сдерживать развитие корневых инфекций (фузариозную и гельминто-спориозную корневые гнили) на озимой пшенице [12; 33].

Эффективность биопрепаратов Трихофит (на основе микромицета Trichoderma lignorum, типичного сапрофита, не способного паразитировать на живых тканях и активно разлагающего клетчатку в почве, и водной суспензии бактерии Pseudomonas aurefaciens (штамм B-111) и Гуапсин (водная суспензия бактерии Pseudomonas aurefaciens штаммов B-111 и В-306, продукты их метаболизма и стартовые дозы NPK) изучалась в работах В.И. Лазарева с соавт (2014), С.А. Тарасова с соавт. (2014). В модельно-полевом опыте установлено, что на фоне N30 при обработке соломы Три-хофитом степень ее разложения за 2 месяца в черноземной почве увеличилась с 44-58% на контроле (обработка соломы водой) до 59-79% [21; 34].

Для ускорения разложения соломы в ООО «Петербургские Биотехнологии» разработана технология, ускоряющая деструкцию растительных остатков зерновых и технических культур до гумусоподобных веществ без применения минеральных азотных удобрений. Технология заключается во внесении на растительные остатки (солому и стерню зерновых культур, послеуборочные остатки кукурузы, подсолнечника, сахарной свеклы и других сельскохозяйственных культур) биопрепарата МИКОБАКТ (на основе бактерий Micrococcus luteus шт. ПБТ-1 и микроскопических грибов Penicillium sp. шт. ПБТ-2), который содержит в своем составе питательную среду, активизирующую деятельность микроорганизмов - целлюлозо- и лигнинразрушающих, азот-фиксирующих бактерий. В вегетационном опыте эффект от применения МИКОБАКТА для инокуляции соломы ячменя, выраженный в повышении урожайности ячменя, уменьшении количества неразложившихся растительных остатков, снижении активности фитопатогенных микроорганизмов, наблюдали с задержкой в течение двух последующих веге-таций растений [35].

Управление процессом трансформации пожнивных остатков зерновых культур некоторые ученые связывают с разработкой жидких долгоживущих препаратов Экстра-сол на основе Bacillus subtilis (штамм Ч-13), эффективность которых установлена в лабораторных и полевых исследованиях [36]. При введении в агроценоз микробных препаратов бактерии B. subtilis, продуцирующие абиотические вещества, проявляют высокую конкурентную способность в процессе колонизации растительных остатков. Под влиянием интродуцированных микроорганизмов реставрируются существовавшие и формируются новые ассоциации микроорганизмов, в том числе ответственные за целлюло-золитические, лигниндеструктивные и гумификационные процессы. В производственном опыте показано, что при введении Экстрасола в агроценоз на южном черноземе происходило увеличение и активности всех основных групп микроорганизмов, ответственных за деструкцию лигноцел-люлозных субстратов и вовлечение их в процесс гумусо-

образования [36].

Успешно апробированный способ позднелетней (для озимых культур) либо осенней (для яровых) обработки полей Экстрасолом совместно с внесением мочевины, используемой в качестве стартового азотного питания, позволяет трансформировать пожнивные растительные отходы в полноценное органическое с высоким коэффициентом гумификации [36].

В модельном лабораторном опыте изучали влияние обработки ржаной соломы биопрепаратами БАГС (на основе Bacillus), Баркон (целлюлозолитическая ассоциация сложного состава) и Омуг (биоудобрение из подстилочного помета). В этих исследованиях установлено, что при использовании препаратов за 90 сут. разлагалось 60-70% соломы против 30-50% в вариантах без обработки. Выявлено, что препараты БАГС и Баркон более эффективны по сравнению с Омугом. Почвы в вариантах с обработкой сломы Барко-ном и Омугом характеризовались более высоким биоразнообразием: индекс Шеннона составил 1.29 и 1.27, соответственно, против 1.16 для необработанной соломы [37].

Наряду с определенными положительными результатами, свидетельствующими об эффективности биодеструкторов, применяемых для инокуляции соломы, экспериментальные данные некоторых исследователей свидетельствуют об отсутствии стабильного устойчивого эффекта от применения биопрепаратов в отношении ускорения разложения соломы.

Действие «эффективных микроорганизмов» (ЭМ) было исследовано в полевом эксперименте (2003-2006 г.г.) в Швейцарии. Эксперимент был разработан для того, чтобы четко разграничить влияние непосредственно микроорганизмов и субстрата, который служил им питательной средой (внесение препарата после стерилизации). В этом исследовании не было обнаружено никакого влияния ин-тродуцированных микроорганизмов (ЭМ) на урожайность и почвенные микробиологические параметры, такие как дыхание почвы и микробная биомасса. На основании полученных результатов сделан вывод, что «эффективные микроорганизмы» не в состоянии улучшить урожайность и качество почвы в среднесрочной перспективе (4 года) в земледелии в условиях умеренного климата Центральной Европы [38].

М. Schenck zu Schweinsberg-Mickan and T. Müller (2009) провели инкубационный эксперимент, где коммерческий микробный продукт «эффективное микроорганизмы» (ЭМ) испытывали на эффективность при разложении растительных остатков в течение периода 40 дней при постоянных условиях влажности - 50% влагоудерживающей способности почвы и температуры - 20.6°C. Это исследование показало, что при добавлении коммерческого продукта «EM» скорость микробного разложения растительных остатков не была увеличена. Наблюдаемую иногда эффективность биоудобрений на основе «эффективных микроорганизмов» авторы объясняют только как чистый эффект субстрата (питательной среды) без влияния добавленных микроорганизмов [18].

Исследования N. Magan et al. (1989) по разложению соломы пшеницы в почве с использованием пяти различных микробных модификаторов (на основе грибов р. Trichoderma, Gliocludium, Penicillium, бактерий Closrridium butyricum и Enrerobucrer cloucue) продемонстрировали аналогичную тенденцию, где ни один из биопрепаратов в их эксперименте не ускорил разложение соломы пшени-

цы. Однако по результатам эксперимента было отмечено, что абиотические факторы, такие как содержание влаги в почве, оказали существенное влияние на общую скорость разложения соломы пшеницы [17].

По мнению O. de Kok-Mercado (2015), микробные биопрепараты, созданные как разлагающие агенты, могут проявлять ограниченную эффективность в сельскохозяйственных условиях из-за изменчивости роста микроорганизмов, зависящей от факторов окружающей среды. В исследованиях этого автора эффективность микробного препарата, в состав которого входят микроорганизмы: Bacillus subtilis, Rhodotorula lactose; Debaromyces hansenuii; Hansenula anomala; Cladosporium cladosporiodes, разработанного специально для активизации разложения растительных остатков в сельскохозяйственных системах No-Till, не была установлена для интенсификации разложения остатков кукурузы в суглинистой почве (моллисоли) штат Айова. Сделано предположение, что данный препарат, характеризующийся потенциальной способностью для ускорения разложения растительных остатков, может быть эффективен в почвах с низким содержанием органического вещества и низкой активностью «родного» почвенного микробного сообщества [39].

В исследованиях P. Li et al. (2012) была оценена потенциальная возможность использования композитных микробных систем, содержащих несколько бактериальных и грибных видов с высокой целлюлозоразлагающей способностью для ускорения биодеградации соломы. Как свидетельствуют данные этих исследований, значительное усиление минерализации пшеничной соломы при внесении целлюлозоразлагающей микробной системы отмечено лишь на ранней стадии инкубации (1-2 недели), в дальнейшем производительность и выживаемость их резко падает. На основании этих исследований сделан вывод, что хотя выживание и производительность этих микробных систем не сохраняются длительное время в почве, на ранней стадии инкубации присутствует значительное усиление деградации соломы. Более высокая степень адаптации аборигенной микрофлоры, по сравнению с интродуцированными микроорганизмами, к конкретным почвенным условиям обеспечивает ей лидерство в конкурентной борьбе за субстрат - растительные остатки [15].

В исследованиях [16] эффект применения микробного препарата Триходермин для ускорения разложения соломы не был стабильным и зависел в значительной степени от тепло- и влагообеспеченности почвы.

По мнению van Veen et al. (1997), конкуренция с сообществом аборигенной микрофлоры, а также буферность почвенной экосистемы по отношению к внедряемым модификаторам является основным ограничивающим фактором получения стойкого положительного эффекта от их применения (цит. по [40]).

Результаты исследований L.I. Peipei et al. (2012) также показали, что деградация соломы кукурузы может быть повышена путем инокуляции микробиологическими препаратами только в ранний период (первые 25 дней) [41].

Таким образом, анализ научной отечественной и зарубежной литературы по использованию микробных препаратов для ускорения разложения послеуборочных остатков полевых культур, показал, что микробиологические препараты-деструкторы обладают определенной эффективностью в отношении ускорения разложения растительных остатков зерновых культур. Однако, данные по их эффек-

тивности, влиянию на биологические и агрохимические свойства почв неоднозначны и не всегда согласуются между собой. Для лучшего понимания механизмов и оценки эффективности действия биопрепаратов, для подготовки

ЛИТЕРАТУРА

рекомендаций по их использованию в практике сельскохозяйственного производства необходимы дальнейшие экспериментальные исследования в полевых и лабораторных условиях.

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

2. Русакова И.В., Еськов А.И. Оценка влияния длительного применения соломы на воспроизводство органического вещества дерново-подзолистой почвы // Российская сельскохозяйственная наука. 2011. № 5. С. 28-31.

3. Blanco-Canqui H. & Lal R. Crop Residue Removal Impacts on Soil Productivity and Environmental Quality // Critical Reviews in Plant Sciences. 2009 Vol. 28. I. 3. Special Issue: Carbon Sequestration. Pp. 139-163.

4. Jensen E.S., Ambus P. Prospects for manipulating crop residues to control nitrogen mineralisation-immobilisation in soil // K. Skogs-o. Lantbr.akad. Tidskr. 2000. Vol. 139. I.8. Pp. 25-42.

5. Lal R. The Role of Residues Management in Sustainable Agricultural Systems // Journal of Sustainable Agriculture. 1995. Vol .5. I.4. Pp. 51-78.

6. Шарков И.Н. Удобрения и проблема гумуса в почвах// Почвоведение. 1987. № 1. С. 70-81.

7. Дедов А.А., Дедов А.В., Несмеянова М.А. Динамика разложения растительных остатков в черноземе типичном и продуктивность культур севооборота // Агрохимия. 2016. № 6. С. 3-8.

8. Завалин А.А. Биопрепараты, удобрения и урожай. М.: Изд-во ВНИИА, 2005. 302 с.

9. Чеботарь В.К., Завалин А.А., Кипрушкина Е.Н. Эффективность применения препарата экстрасол. М.: Издательство ВНИИА, 2007. 216 с.

10. Кандыба Е.В., Фатеев А.М. Биологические препараты и почвенное плодородие // Химия в сельском хозяйстве. 1997. № 2. С. 7-9.

11. Безлер Н.В., Черепухина И.В. Запашка соломы ячменя и продуктивность культур в зернопропашном севообороте // Земледелие. 2013. № 4. С. 11-13.

12. Богатырева Е.В. Использование соломоразлагающих биопрепаратов в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края // Земледелие. 2013. № 8. С. 14-16.

13. Русакова И.В., Воробьев Н.И. Использование биопрепарата Баркон для инокулирования соломы, применяемой в качестве удобрения // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 8. С. 25-28.

14. Сергеев Г.Я., Каверович В.В., Костенко Т.А. Влияние препарата Байкал ЭМ1 на скорость разложения соломы // Земледелие. 2006. № 4. С. 14-15.

15. Li P., Zhang D.D., Wang X.J., Cui Z.J. Survival and performance of two cellulose- degrading microbial systems inoculated into wheat straw-amended soil // J. Microbiol. Biotechnol. 2012. Vol. 22. Pp. 126-132.

16. Бирюков Е.В. Возможность применения биопрепарата Триходермин в качестве микробиологического удобрения в условиях Тамбовской области // Вопросы современной науки и практики. 2008. № 1 (11). Т. 1. С. 84-92.

17. Magan N., Hand P., Kirkwood I.A., Lynch J.M. Establishment of microbial inocula on decomposing wheat straw in soil of different water contents //Soil Biology and Biochemistry. 1989. Vol. 21. I. 1. Pp. 15-22.

18. Schenck zu Schweinsberg-Mickan M. and Müller T. Impact of effective microorganisms and other biofertilizers on soil microbial characteristics, organic-matter decomposition, and plant growth // Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 2009. Vol. 172. I. 5. Pp. 704-712.

19. Бакаева Ю.Н., Бакиров Ф.Г. Влияние куриного помета и препарата Тамир на всхожесть и урожайность яровой пшеницы в условиях степной зоны Оренбуржья // Известия Оренбургского Государственного аграрного университета. 2004. № 2. С. 34-36.

20. Колесникова М.В. и др. Биологический способ воспроизводства плодородия почвы в посевах сахарной свеклы // Земледелие. 2013. № 4. С. 6-8.

21. Лазарев В.И., Айдиев Ф.Я., Тарасов С.А. Разложение пшеничной соломы под влиянием микробиологических препаратов Гуапсин и Трихофит // Земледелие. 2014. № 8. С. 20-22.

22. Стебаков В.А., Лопачев Н.А., Басов Ю.В., Наумкин В.Н. Эффективность возделывания гречихи в условиях Центрально-Черноземного региона // Вестник ОрелГАУ. 2011. № 3 (30). С. 47-49.

23. Нарушева Е.А., Нарушев В.Б. Использование органоминеральной и биоорганической систем удобрения при выращивании гречихи в Среднем Поволжье //АгроЭкоИнфо. 2014. № 2. URL: http://agroecoinfo.narod.ru/journal.

24. Девятова Т.А., Свиридов А.К., Шумилова Я.В. Изменение физических и воднофизических свойств почвы при внесении соломы // Вестник ВГУ, Серия: география, геоэкология. 2010. № 2. С. 50-51.

25. Черепухина И.В., Безлер Н.В. Почвенно-микробиологические процессы в почве при запашке соломы зерновых культур в зернопропашном севообороте // Евразийский Союз Ученых (ЕСУ). 2014. № IV. С. 35-37.

26. Безлер Н.В., Черепухина И.В., Колесникова М.В. Использование соломы зерновых при возделывании сельскохозяйственных культур для повышения плодородия почв // Актуальные проблемы почвоведения, экологии и земледелия (материалы научно-практической конференции Курского отделения межрегиональной общественной организации «Общество почвоведов им. В.В. Докучаева», г Курск, 2010 г. - Курск: ГНУ ВНИИЗиЗПЭ РАСХН, 2010. С. 13-16.

27. Черепухина И.В., Безлер Н.В. Использование соломы зерновых культур с Humicola fuscoatra ВНИИСС 016 для повышения продуктивности культур зернопропашного севооборота // Земледелие. 2018. № 1. С. 35-41.

28. Коряковский А.В. Обработка соломенной мульчи биопрепаратом «Байкал ЭМ1» - эффективный способ повышения урожайности яровой пшеницы в засушливых условиях // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2011. Т. 4. №. 32. С. 47-48.

29. Куликова А.Х., Хисамова К.Ч. Повышение эффективности применения соломы как удобрения при возделывании ячменя // Аграрный научный журнал. 2015. № 4. С. 13-17.

30. Куликова А.Х., Яшин Е.А., Яшин А.Е. Повышение эффективности использования соломы и сидерата в системе удобрения озимой пшеницы // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2016. № 3. С. 20-24.

31. Хисамова К.Ч. Формирование посевов и урожайности ячменя в зависимости от применения соломы и биологического препарата Байкал ЭМ // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2016. № 2. С. 65-73.

32. Куликова А.Х., Яшин Е.А., Антонова С.А. Влияние соломы и биопрепарата Байкал-ЭМ-1 на агрохимические свойства чернозема типичного и урожайность проса // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2017. № 1. С. 31-37.

33. Богатырева Е.В. Влияние биопрепаратов на темпы разложения соломистых остатков озимой пшеницы и продуктивность чернозема обыкновенного в зоне неустойчивого увлажнения // Земледелие. 2015. № 8. С. 34-36.

34. Тарасов С.А., Шершнева О.М. Использование микробиологических препаратов для ускорения деструкции соломы // Вестник Курской государственной академии. 2014. № 6. С. 41-45.

35. Воробьев Н.И., Свиридова О.В. и др. Особенности применения микробиологических препаратов для гумификации растительных остатков зерновых сельскохозяйственных культур // Агрохимикаты в XXI веке:теория и практика применения. Материалы международной научно-практической конференции. Н. Новгрод: Нижегородская ГСХА, 2017. С. 29-32.

36. Петров В.Б., Чеботарь В.К. Управление деструкцией и гумификацией пожнивных остатков зерновых культур с использованием микробиологического препарата Экстрасол // Сельскохозяйственная биология. 2012. № 3. С. 103-108.

37. Орлова О.В., Андронов Е.Е. и др. Состав и функционирование микробного сообщества при разложении соломы злаковых культур в дерново-подзолистой почве // Сельскохозяйственная биология. 2015. Т. 50. № 3. С. 305-314.

38. Mayer J., Scheid S. et al. How effective are 'Effective microorganisms (R) (EM)'? Results from a field study in temperate climate // Applied Soil Ecology. 2010. V. 46(2). Pp. 230-239.

39. Omar de Kok-Mercado Microbial decomposition of corn residue in two Iowa Mollisols // Graduate Theses and Dissertations. 2015. 14770. URL: http:// lib.dr.iastate.edu/etd/14770

40. Esther O.J., Hong T.X., Hui G.C. Influence of straw degrading microbial compound on wheat straw decomposition and soil biological properties // African Journal of Microbiology Research. 2013. Vol. 7(28). Pp. 3597-3605.

41. Peipei L.I., ,Zhang D., ,Wang X., Cui Z. Effects of microbial inoculants on soil microbial diversity and degrading process of corn straw returned to field // Acta Ecologica Sinica.2012-09. URL: http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDT0TAL-YMKX201603024.htm.

Поступила в редакцию 30.08.2018

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.