CC BY
39
УДК 631.417.2:504.53.064
ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА МИКРОБНОГО СООБЩЕСТВА ГУМИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ НИЗИННОГО ТОРФА
И.А. Дегтярева, д.б.н., Р.Р. Газизов, к.с.-х.н., А.Я. Давлетшина, к.с.-х.н., Т.Ю. Мотина, к.б.н.
Татарский НИИ агрохимии и почвоведения, e-mail: [email protected]
Микробиологический анализ гуминовых препаратов, полученных из низинного торфа, показал, что в них присутствуют в большом количестве агрономически значимые группы микроорганизмов (аммонификаторы, азотфиксаторы, фосфатмобилизующие микроорганизмы). В изученных гуминовых препаратах не обнаружены актинобактерии и фитопатогенные микромицеты. Установлено, что замачивание в гуминовых препаратах не влияет на всхожесть и энергию прорастания семян яровой пшеницы, гречихи, кукурузы и ярового рапса. Однако длина проростков под влиянием обработки гуматами была значительно больше, чем в контроле. Особенно это выражено у яровой пшеницы, кукурузы и ярового рапса. По изученным морфометрическим показателям лучшие данные получены у яровой пшеницы. Входящие в состав гуматов микроорганизмы вырабатывают различные ферменты, аминокислоты и другие физиологически активные вещества, оказывающие как прямое, так и косвенное положительное влияние на рост и развитие растений. Исследованные гуминовые препараты можно рекомендовать для предпосевной обработки семян различных сельскохозяйственных культур.
Ключевые слова: низинный торф, гуминовые препараты, микроорганизмы, тест-растения.
STUDY OF MICROBIAL COMMUNITY COMPOSITION OF HUMIC PREPARATIONS
BASED ON LOWLAND PEAT
Dr.Sci. I.A. Degtyareva, PhD. R.R. Gazizov, PhD. A.Ya. Davletshina, PhD. T.Yu. Motina
The Tatar Scientific-Research Institute for Agrochemistry and Soil Science, e-mail: [email protected]
Microbiological analysis of humic substances, produced on lowland peat, showed that they are present in a large number of agronomically important groups of bacteria (ammonifying, nitrogen-fixing bacteria, microorganisms phosphatability). In the studied humic products is not detected actinobacteria and phytopathogenic micro-mycetes. It is established that soaking in humic products is not affect the germination and energy of germination of seeds of spring wheat, buckwheat, maize and spring rape. However, the length of seedlings under the influence of the humate treatment was significantly greater than in controls. This is especially pronounced in spring wheat, maize and spring rape. For the studied morphometric indicators best data obtained from spring wheat. Included in the composition of humates microorganisms produce various enzymes, amino acids and other physiologically active substances, providing both direct and indirect positive impact on the growth and development of plants. Studied humic preparations can be recommended for presowing treatment of different agricultural crops seeds.
Keywords: lowland peat, humic preparations, microorganisms, test plants.
Опыт использования гуминовых препаратов в Российской Федерации и за рубежом позволяет разработать эффективные приемы их применения в процессе выращивания различных сельскохозяйственных культур, значительно увеличить урожайность и улучшить качество продукции. Наиболее часто гуматами обрабатывают семенной материал и проводят некорневые подкормки растений.
Положительная реакция различных сортов яровой пшеницы (Прикумская-140, Станичная, Дон-93) на предпосевную обработку гуматсодержащих препаратов представлена в исследованиях Ф.А. Серебрякова и В.Н. Чурзина [1], Н.А. Лучника и В.И. Хитровой [2]. В работах Н.А. Макеева [3], Е.В. Головиной и В.В. Грешечкина [4] приводятся данные
о влиянии гуматов калия на овес и сою.
Очистка почвы от нефтяных загрязнений с использованием гуминовых препаратов способствует экологическому оздоровлению загрязненных почв, обогащению их биологически активными веществами, стимулирующими процессы роста и развития растений, и значительно сокращает сроки реабилитации деградированных почв [5-9].
Цель исследований - сравнительное изучение численности и состава микрофлоры гуминовых препаратов, полученных из низинного торфа, а также изучение биометрических параметров проростков при обработке гуматами семян различных сельскохозяйственных растений.
Объекты и методы исследования. Изучено три вида гуматов, полученных из ООО «РАВАР» (Марий-Эл, Илеть):
1) торф низинный, обработанный водой в течение 120 мин. при 90°С с консистенцией 0,63-1, рН 5,0;
2) торф низинный, обработанный технической кальцинированной содой в течение 120 мин. при 90°С, с консистенцией 0,63-1-44,6, рН 8,0;
3) торф низинный, обработанный очищенным двууглекислым калием в течение 120 мин при 90°С с консистенцией 0,63-1-49,23, рН 8,0 (таблица).
Численность микроорганизмов различных физиологических групп определяли в динамике на 0, 30, 60, 90 сутки стандартными методами путем посева соответствующих разведений на агаризованные селективные среды [10, 11].
В лабораторных условиях проводили изучение влияния гумино-вых препаратов в концентрации 0,02% на прорастание семян (замачивание в течение 24 ч) и формирование проростков различных сельскохозяйственных растений [12]. В опытах учитывали всхожесть, энергию, скорость и дружность прорастания семян, длину проростка и корешка.
Повторность опыта трехкратная. В качестве тест-растений использовали яровую пшеницу, гречиху, кукурузу и яровой рапс. Все параметры измеряли в трехкратной повтор-ности.
Статистическую обработку результатов проводили с помощью электронных таблиц Excel и программы Origin 4.1. Достоверность различий полученных результатов оценивали с использованием коэффициента Стьюдента.
Результаты. Микробиологический анализ гуминовых препаратов показал, что в них присутствуют в большом количестве агрономически значимые группы микроорганизмов. Так, максимальная численность аммонификаторов (250*106
КОЕ/см3) отмечена на 30 сутки в гумате, обработанном Na2CO3 (рис. 1). Это связано, по-видимому, с тем,
Химический состав гуматов, мг/л
Показатель Гумат № 1 Гумат № 2 Гумат № 3
Аммиак 82,8 37,8 24,2
Нитраты 6,4 7,3 14,0
Сульфаты 74,0 231,6 210,5
Сера 49,4 77,3 140,6
Сероводород 0,34 0,34 0,34
Фосфаты 19,8 6,4 0,45
Кальций 3,0 22,5 10,0
Железо 4,3 30,3 5,5
Калий 172,4 26,8 4672,1
Натрий 47,4 2571,9 195,8
Медь 0,2 0,2 0,2
Цинк 0,2 1,14 1,91
Органическое вещество, % 29,2 28,1 26,4
*106 КОЕ/СМ3
X
/Ч
у
i---
--- -
0 30 60 90
— Контроль —■— Гумат + Na2C03 — А- - Гумат + К2СОЗ
Рис. 1. Влияние времени хранения гуматов на численность аммонифицирующих микроорганизмов
Рис. 2. Влияние времени хранения гуматов на численность азотфиксирующих микроорганизмов
что техническая кальцинированная сода служит стимулятором роста этих микроорганизмов. Однако количество аммонификаторов на 90 сутки в этом образце снижается, в то время как в гумате на основе торфа, обработанного двууглекислым калием, их численность в этот период увеличивается.
В значительном количестве (23,0-32,0*106 КОЕ/см3) в гуматах, обработанных технической кальцинированной содой и очищенным двууглекислым калием, присутствуют азотфиксирующие микроорганизмы (рис. 2).
Количество фосфатмобилизи-рующих микроорганизмов через 30 суток достигает 100,0* 106 КОЕ/см3 при добавлении в торф Ка2С03. Спустя 60 суток численность этих микроорганизмов резко снижается, а в образце с кальцинированной содой - увеличивается (рис. 3).
В изученных гуминовых препаратах не обнаружены актинобактерии.
Исследования на наличие микроскопических грибов (рис. 4) показали, что образцы обсеменены незначительно. Только в гумате, обработанном Ка2С03, выявлено достаточно высокое количество условно-патогенных микромицетов (20,0*103 КОЕ/см3). Фитопатоген-ной микрофлоры в данных образцах не обнаружено.
Для выявления действия гуматов на начальный период роста и развития растений проводили замачивание в гуматах семян различных тест-культур и определяли их влияние на всхожесть, энергию прорастания семян и на биометрические показатели проростков.
Установлено, что замачивание в гуминовых препаратах не влияет на всхожесть и энергию прорастания семян яровой пшеницы, гречихи, кукурузы и ярового рапса. Однако длина проростков под влиянием обработки гуматами была значительно больше, чем в контроле. Особенно это выражено у трех изученных культур (яровой пшеницы, кукурузы и ярового рапса) (рис. 5 и 6).
Измерение биомассы корешков и проростков тест-растений показало, что все изучаемые гуминовые препараты увеличили биомассу проростков на 14,0-47,0% (рис. 7 и 8).
По изученным морфометриче-ским показателям лучшие данные получены у яровой пшеницы.
Таким образом, полученные результаты позволяют констатировать, что все исследованные
Рис. 3. Влияние времени хранения гуматов на численность фосфатмобилизующих микроорганизмов
Рис. 4. Влияние времени хранения гуматов на численность
микромицетов
Рис. 5. Влияние гуматов на длину корешков различных тест-растений
гуминовые препараты можно рекомендовать для предпосевной обработки различных сельскохозяйственных культур, так как в них полноценно существует сообщество полезных микроорганизмов, способных в результате взаимодействия продолжительное время поддерживать свою активность. Входящие в сос-
Рис. 6. Влияние гуматов на длину проростков различных тест-растений
Рис. 7. Влияние гуматов на биомассу корешков различных
тест-растений
гЦ
h
; ::: Ш vfn
ш ш. Щ
Яровая пшеница Гречиха Кукуруза |р
ш гумат №1 ш гумат №2 □ гумат N53
Рис. 8. Влияние гуматов на биомассу проростков различных
тест-растений
тав гуматов микроорганизмы вырабатывают различные ферменты, аминокислоты и другие физиологически активные вещества, оказывающие как прямое, так и косвенное влияние на рост и развитие растений.
Литература
1. Серебряков Ф.А., Чурзин В.Н. Качественные показатели зерна у сортов озимой пшеницы при применении биопрепарата «Флор Гумат» // Известия Нижневолжского агроуниверси-тетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование, 2007, № 4. - С. 27-32.
2. Лучник Н.А, Хитрова В.И. Действие органоминерального удобрения гумат «Плодородие» на урожай и качество яровой пшеницы // Агрохимический вестник, 2010, № 5. - С. 36-37.
3. Макеева Н.А. Изучение влияния гуматов калия на динамику роста овса, произрастающего на породных отвалах // Апробация, 2014, № 10. - С. 12-14.
4. Головина Е.В., Гришечкин В.В. Влияние инокуляции и гумата калия на физиологические и биохимические показатели новых сортов сои // Зернобобовые и крупяные культуры, 2015, № 1 (13). - С. 45-52.
5. Иванов А.А., Юдина Н.В., Мальцева Е.В., Матис Е.Я. Исследование биостимулирующих и детоксицирую-щих свойств гуминовых кислот различного происхождения в условиях нефте-загрязненной почвы // Химия растительного сырья, 2007, № 1. - С. 99-103.
6. Богословский В.Н., Левинский Б.В. Системный анализ применения гуматов в России // Агрохимический вестник, 2005, № 3. - С. 20-21.
7. Садовникова Л.К., Нугманова З.М. Препарат Гуми как мелиорант и удобрение загрязненных почв // Агрохимический вестник, 2007, № 2. - С. 35-36.
8. Семенцов А.Ю., Антипов Б.В., Прохоров И.С., Мизгирев Н.С., Башкин В.Н. Применение суперкомпоста «ПИКСА» для очистки загрязненных нефтепродуктами почв // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2006. № 10. С. 14-18.
9. Прохоров И.С., Завалин А.А., Се-менцов А.Ю. Биокомпосты «ПИКСА» -продукт биотехнологической переработки торфа / Материалы Международной научно-практической конференции «Торф в решении проблем энергетики, сельского хозяйства и экологии». -Минск, Белоруссия, 2006. - С. 103-105.
10. Колешко О.И. Экология микроорганизмов почвы. Лабораторный практикум - Минск: Высшая школа, 1981. - 175 с.
11. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии - М.: Колос, 1993. - 175 с.
12. Павлова-Иванова Л.К., Баканчи-кова Т.И., Кортунова Е.Ю. Изучение характера взаимодействия AzospiriИum brasilense с растениями // Микробиология, 1995, Т. 64, № 3. - С. 387-392.
