CC BY
21
EPIZOOTOLOGICAL AND SEROLOGICAL MONITORING OF MIXED RESPIRATORY AND
INTESTINAL INFECTIONS IN CATTLE
Gumerov V.G., Evstifeev V.V., Makaev X.N., Galiullin A.K., Karimullina I.G., Konnov M.N.
Summary
Respiratory or intestinal disease of young cattle is an extensive group polietiologichesky infections, the role and importance of which are particularly large in terms of their concentration in limited areas and a wide development for the purchase of cattle to improve the breeding work and the creation of highly productive herds. The practical significance of the article is that it shows the data of clinical and epidemiological studies seromonitoring 5600 serum samples in disadvantaged farms for respiratory and intestinal infections of calves. The authors established polyetiology and mixed course of the above diseases of young cattle.
DOI 10.31588/2413-4201-1883-237-1-60-64 УДК 539-022.532:633/635:631.46
ДИНАМИКА ЧИСЛЕННОСТИ МИКРООРГАНИЗМОВ В РИЗОСФЕРЕ ПРОСА
И УРОЖАЙНОСТЬ КУЛЬТУРЫ
Дегтярева И.А. - д.б.н., Яппаров И.А. - д.б.н., Мотина Т.Ю. - к.б.н., Биккинина Л.М.-Х. - к.с/х.н.
ТАТНИИАХП - обособленное структурное подразделение ФИЦ КазНЦ РАН
Ключевые слова: микроорганизмы, консорциумы, бионаноудобрение, наноструктурный фосфорит, наноструктурный сапропель
Keywords: microorganisms, consortiums, bio-fertilizer, nanostructured phosphorus, nanostructured sapropel
Перспективным направлением создания экологически безопасных средств защиты и стимуляторов роста растений являются био- и нанотехнологии [1, 5]. Так, применение водной суспензии нано-структурного фосфорита обусловливает увеличение морфометрических показателей растений до 3,5 раз, урожайности зеленой массы - от 2,4 до 122,6 %, плодов -от 14,5 до 24,1 % в сравнении с макроаналогом [6]. Полученные A.M. Ежковой с соавторами (2015) результаты указывают на возможность замены традиционных бентонитовых глин на экологически безопасный наноразмерный бентонит [7]. Нами изучены найденные в естественных условиях Татарстана почвенные микроорганизмы по их способности фиксировать атмосферный азот, мобилизировать соединения фосфора, утилизировать углеводороды нефти. Созданы жидкие комплексные биоудобрения на основе эффективных микроорганизмов и наноструктурных ми-
нералов, которые показали свою эффективность на различных сельскохозяйственных культурах [2, 3]. Исходя из сложившегося мнения о необходимости использования микробиологических препаратов совместно с пестицидами, необходимы исследования комплексного взаимодействия микроорганизмов, составляющих основу биопрепаратов, с биоцидами различного назначения.
Цель исследований - изучение влияния бионаноудобрений на почвенный микробиоценоз и урожайность проса.
Материал и методы исследований. Основой бионаноудобрений являлся консорциум, состоящий из азотфиксиру-ющих (Azotobacter chroococcum, Pseudomonas brassicacearum) и фосфатмобилизу-ющих (Sphingobacterium multivorum, Achromobacter xylosoxidans) микроорганизмов в соотношении 1:1 с плотностью бактериальной суспензии 2,0x109 - 8,0x109 КОЕ/см3. В первом случае
к консорциуму добавляли наноструктур-ный сапропель в дозе 0,1 т/га, во втором -наноструктурную водно-фосфоритную суспензию (НВФС) в дозе 0,1 т/га.
Исследования проводили по схеме: 1 - контроль (без растений), 2 - контроль (без удобрений), 3 - NPK, 4 - консорциум микроорганизмов (КМ), 5 - наносапропель 0,1 т/га, 6 - НВФС 0,1 т/га, 7 -бионано-удобрение 1 (КМ + наносапропель 0,1 т/га), 8 - бионаноудобрение 2 (КМ + НВФС 0,1 т/га), 9 - бионаноудобрение 3 (КМ + наносапропель 0,1 т/га + НВФС 0,1 т/га). Возделываемая культура - просо обыкновенное (Panicum miliaceum) сорта Бахетле. Серая лесная среднесуглинистая почва имела следующую характеристику: гумус - 2,48%; рНсол. - 4,95; гидролитическая кислотность (Нг) - 0,61 мг-экв./100 г; сумма поглощенных оснований (S™) -17,71 мг-экв./100 г; Кщел 67,2 мг/кг; Р2О5 -330,0 мг/кг. Почвенные образцы из ризосферы проса отбирали в фазах всходов и цветения растений. В почвенных образцах определяли микробиологические показатели: численность аммонифицирующих, азотфиксирующих, фосфатмобилизующих микроорганизмов, микромицетов и других физиологических групп [4]; базальное дыхание и суммарную микробную биомассу [8]. Все эксперименты проводили в трехкратной повторности. Статистическую обработку результатов проводили с помощью электронных таблиц Excel.
Результаты исследований. Полученные данные о состоянии почвенной микрофлоры свидетельствуют о том, что она меняется в течение онтогенеза проса. Так, количество аммонификаторов в контрольных вариантах (без растений и без удобрений) минимально (2,5x106-11,5x106 и 4,0x106-13,0x106 КОЕ/см3 в фазах всходов и цветения соответственно). При внесении NPK количество этих микроорганизмов в фазе всходов существенно выше - 13,0x106, к моменту уборки оно увеличивается до 25,5x106 КОЕ/см3. Особо следует выделить консорциум микроорганизмов (вариант 4), при внесении которого отмечена высокая численность аммонификато-ров в фазе всходов и максимальная - во время цветения (21,2x106 и 70,0x106
КОЕ/см3). Среди вариантов с наноминера-лами определенной зависимости не выявлено - количество этой группы микроорганизмов в фазе всходов выше при внесении НВФС (З0,0х106 КОЕ/см3) и сопоставимо по величине в фазе цветения (варианты 5 и 6). В вариантах с бионаноудобре-ниями численность аммонификаторов практически одинакова в определяемые фазы. При этом комбинирование обоих наноминералов с консорциумом (биоудобрение 3, вариант 10) не привело к заметному росту аммонификаторов по сравнению с вариантами 8 и 9. Максимальное количество диазотрофов во всех исследованных вариантах отмечено во время цветения проса. При этом в контрольных вариантах количество почвенных азотфиксаторов в изучаемые фазы онтогенеза минимально: в фазе всходов - 1,7x106 и 2,8х106, во время цветения - 3,0х106 и 45x10'' КОЕ/см3 соответственно. Максимальная численность диазотрофов отмечена при использовании консорциума микроорганизмов - 7,0х106 и 15,5х106 КОЕ/см3 в изучаемые фазы соответственно, что вполне объяснимо, так как именно азотфиксирую-щие и фосфатмобилизующие бактерии составляют его основу. Необходимо отметить пролонгированное действие микроорганизмов консорциума, проявившееся в увеличении численности микроорганизмов этой группы, и их хорошей приживаемости на корнях проса в течение всего периода вегетации. Среди наноминералов лучшее стимулирующее действие на рост ризосферных азотфиксаторов проявил наноструктурный сапропель - и при отдельном применении (вариант 5), и в бионаноудобрении 1 (вариант 8). По-видимому, богатый питательными веществами органоминеральный состав наносапропеля является хорошей добавкой для роста микроорганизмов. В отличие от аммонификаторов, в бионаноудобре-нии 3 (вариант 10) отмечены наибольшие значения численности диазотрофов по сравнению с вариантами 8 и 9.
В контрольных вариантах, также как в случае аммонификаторов и диазотрофов, отмечено минимальное количество фосфатмобилизующих микроорганизмов в изучаемые фазы - 2,5х106-3,0х106
и 10,5x106-12,5x106 КОЕ/см3 (в вариантах без растений и без удобрений соответственно). Максимальные показатели численности этих микроорганизмов в фазе всходов получены в вариантах с бионано-удобрениями 3 и 1, а также при применении НВФС - 26,5x106, 25,5x106 и 25,0x106 КОЕ/см3, иная картина во время цветения: наибольшие значения - в вариантах 4 и 5 (37,5x106 и 30,0x106 КОЕ/см3). Следует отметить, что достаточно высокая численность фосфатмобилизующих микроорганизмов сохранялась в течение всего эксперимента - свыше 90 сут.
Значения численности денитрифи-каторов в онтогенезе практически во всех изученных вариантах составляют от 0,025x106 до 2,5x106 КОЕ/см3. В трех вариантах - при внесении консорциума и био-наноудобрений 1 и 2 их количество в фазы всходов и цветения остается на одном уровне- 2,5x106 КОЕ/см3. Вероятно, бактеризация семян микроорганизмами и их последующая интродукция в почву интенсифицируют процесс круговорота азота в ней, что, в частности, проявляется в высоком количестве денитрификаторов.
Количество почвенных микромице-тов в контрольных вариантах практически не изменялось в течение вегетации. В фазе всходов минимальная численность почвенных грибов отмечена в контрольных вариантах, а также при применении нано-минералов (варианты 5 и 6) и бионано-удобрения 2 (вариант 9). Наибольшее количество микромицетов в этой фазе выявлено при использовании консорциума, комбинации наноминералов и бионано-удобрения 1, в состав которого входит наносапропель. В период цветения проса численность почвенных грибов в большинстве вариантов возрастает по сравнению с фазой всходов. Только в варианте 5 (наносапропель) количество микромицетов в обе фазы остается неизменным. Следует выделить два варианта - 4 и 10, в которых при цветении проса численность микромицетов заметно снижается. В онтогенезе респираторная активность повышается во всех изученных вариантах. Во время цветения максимальные значения (42,3 мг/100 г*24 ч)
получены в варианте с консорциумом, где базальное дыхание выросло в 2,1 раза. Использование наноминералов по отдельности способствует одинаковому увеличению этого показателя (в 1,5 раза), объединение же их (вариант 7) повышает «дыхание» микроорганизмов в 1,8 раза. При этом в фазе всходов самая высокая респираторная активность отмечена при применении бионаноудобрений (от 30,5 до
35.7 мг/100 г*24 ч). Именно в этих вариантах не наблюдается резкого роста респираторной активности, однако этот показатель сохраняется на высоком уровне в течение всего вегетационного периода.
Сходная картина отмечена при анализе данных суммарной микробной биомассы, являющейся интегральным показателем состояния почвенного биоценоза. Рост этого показателя отмечен во всех вариантах в течение вегетации проса. Так, в контрольной почве без растений микробная биомасса выросла в 2,0 раза - 16,7 и
33.8 мг/100 г*ч. Близок по значениям и контрольный вариант без удобрений - 18,2 и 38,0 мг/100 г*ч. Внесение наноминера-лов приводит к увеличению этого показателя в 1,2 (наносапропель + НВФС), в 1,5 (наносапропель) и 1,6 раза (НВФС). Выделяются варианты с наноструктурным сапропелем (5 и 8), в которых по сравнению с таковыми, где применен нанофосфорит, значения микробной биомассы выше. Максимальные ее величины во время цветения получены в вариантах с бионано-удобрением 3 и консорциумом микроорганизмов (95,0 и 98,3 мг/100 г*ч).
Изучение приживаемости штаммов, входящих в состав созданных бионано-удобрений, свидетельствует о позитивном влиянии наноструктурных минералов на их рост. По-видимому, положительное влияние наноминералов на консорциум микроорганизмов связано с тем, что они не только являются источником дополнительного питания микроорганизмов и растений, но и проявляют катализирующий эффект - увеличивается активность почвенных микроорганизмов и наблюдается рост их численности.
Влияние наноструктурных минералов на жизнедеятельность агрономически
полезных микроорганизмов привело к увеличению урожая зерна проса. Проведен учет массы 1000 семян, который позволяет дать оценку запасов питательных веществ в семенах, то есть чем выше масса 1000 семян конкретной культуры, тем выше содержание в ней питательных веществ. Вес 1000 семян является показателем крупности и выполненности воздушно-сухих семян, выраженный в граммах.
В нашем исследовании масса 1000 семян проса от 6,774 г в контрольном варианте увеличивается до 7,621 г при применении бионаноудобрения 1. Наномине-ралы, использованные по отдельности, увеличивают массу 1000 зерен проса на 3,1% (НВФС) и на 4,2% (наносапропель), при объединении этих наноформ прибавка составляет 4,0%.
Комбинация двух наноформ (наноструктурный сапропель и наноструктурная водно-фосфоритная суспензия) при создании бионаноудобрения 3 не способствует максимальной прибавке семян проса. Возможно, это объясняется возникшим при объединении своеобразным химическим составом наноминералов. Считаем, что в дальнейшем комбинация двух наномине-ралов при создании удобрений комплексного действия не представляется целесообразной, каждый из них необходимо добавлять по отдельности. Тем не менее, во всех вариантах с консорциумом микроорганизмов, включая и все бионано-удобрения, получены лучшие значения массы 1000 семян проса, где прибавка составляет 10,4-12,5%. По-видимому, активная фотосинтетическая деятельность растений проса стимулирует развитие микроорганизмов, входящих в состав бионаноудобрений, обеспечивая их веществами, необходимыми для оптимального осуществления процессов жизнедеятельности.
Заключение. Изучение влияния комплексных удобрений в условиях вегетационного эксперимента позволяет получить информацию не только об урожайности изучаемой сельскохозяйственной культуры, но и о составе, свойствах, количественных характеристиках различных физиологических групп микроорганизмов ее
ризосферы. Применение бионано-удобрений, созданных на основе консорциума эффективных микроорганизмов и наноструктурных минералов, положительно влияет на урожайность проса, повышает количество агрономически полезных микроорганизмов, их микробную биомассу и респираторную активность, а в итоге способствует получению экологически безопасной продукции растениеводства.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Дегтярева, И.А. Предпосевная обработка семян сельскохозяйственных культур диазотрофными и фосфатмобили-зующими микроорганизмами / И.А. Дегтярева, А.Х. Яппаров, Д.С. Дмитричева, С.К. Зарипова // Вестник Казанского технологического университета. - 2012. -Т.15. - №7. - С. 133-137.
2. Дегтярева, И.А. Изучение комплексного удобрения на основе нанострук-турной водно-фосфоритной суспензии и консорциума азотфиксирующих и фос-фатмобилизующих микроорганизмов / И.А. Дегтярева, И.А. Яппаров, А.Я. Хиди-ятуллина // Уральский научный вестник. -2014. - Т. 26 (105). - С. 57-61.
3. Дегтярева, И.А. Оценка эффективности жидких форм биопрепаратов / И.А. Дегтярева, Д.А. Яппаров, А.Я. Хиди-ятуллина, С.К. Зарипова // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. -2013. - Т. 215. - С. 96-100.
4. Методы почвенной микробиологии и биохимии / под ред. Д.Г. Звягинцева. М.: МГУ. - 1991. - 304 с.
5. Петров, В.Б. Микробиологические препараты - базовый элемент современных интенсивных агротехнологий растениеводства / В.Б. Петров, В.К. Чеботарь // Достижения науки и техники АПК. -2011. - №8. - С. 11-15.
6. Шаронова, Н.Л. Наноструктурная водно-фосфоритная суспензия - новое перспективное удобрение / Н.Л. Шаронова, А.Х. Яппаров, Н.Ш. Хисамутдинов, А.М. Ежкова, И.А. Яппаров, В.О. Ежков, И.А. Дегтярева, Э.В. Бабынин // Российские нанотехнологии. - 2015. - Т. 10. - № 7-8. - С. 115-122.
7. Ezhkova, A.M. Fabrication of na-noscale bentonite, study of its structure and toxic properties, and determination of safe doses / A.M. Ezhkova, A.Kh. Yapparov, V.O. Ezhkov et al. // Nanotechnologies in Russia. - 2015. - Vol. 10. - Issue 1-2. - P. 120-127.
8. Microbiological methods for assessing soil quality / ed. By J. Dloem, D.W. Hopkins, A. Benedetti // CABI Publishing. -2006. - 307 p.
ДИНАМИКА ЧИСЛЕННОСТИ МИКРООРГАНИЗМОВ В РИЗОСФЕРЕ ПРОСА И
УРОЖАЙНОСТЬ КУЛЬТУРЫ
Дегтярева И.А., Яппаров И.А., Мотина Т.Ю., Биккинина Л.М.-Х.
Резюме
Наноминералы, использованные по отдельности, увеличивают массу 1000 зерен проса на 3,1% (наноструктурная водно-фосфоритная суспензия) и на 4,2% (наносапропель), при объединении этих наноформ прибавка составляет 4,0%. Комбинация двух наноминералов при создании удобрений комплексного действия не представляется целесообразной, каждый из них необходимо добавлять по отдельности.
В вариантах с бионаноудобрениями прибавка составляет 10,4-12,5%. Применение удобрений, созданных на основе консорциума эффективных микроорганизмов и наноструктурных минералов, положительно влияет на урожайность проса, повышает количество агрономически полезных микроорганизмов, их микробную биомассу и респираторную активность, а в итоге способствует получению экологически безопасной продукции растениеводства.
THE POPULATION DYNAMICS MICROORGANISMS IN THE RHIZOSPHERE OF
MILLET AND CROP YIELD
Degtyareva I.A., Yapparov I.A., Motina T.Yu., Bikkinina L.M.-Kh.
Summary
Nanomineral used separately, increase the mass of 1000 grains of millet 3.1% (nanostructured water phosphate suspension) and 4.2% (nanocapsule), when you combine these nanoform increase is 4.0%. The combination of two nanominerals in the creation of fertilizers of complex action is not advisable, each of them must be added separately.
In variants with bianyothername increase is 10.4 to 12.5%. The use of fertilizers created on the basis of a consortium of effective microorganisms and nanostructured minerals has a positive effect on the yield of millet, increases the number of agronomically useful microorganisms, their microbial biomass and respiratory activity, and ultimately contributes to the production of environmentally safe crop production.
