Микромицеты чернозема южного при использовании нетрадиционных видов органических удобрений

Галимзянова Наиля Фауатовна; Бойкотаисия Филипповна

УДК 579.64:631.46

МИКРОМИЦЕТЫ ЧЕРНОЗЕМА ЮЖНОГО ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НЕТРАДИЦИОННЫХ ВИДОВ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ

Институт биологии Уфимского научного центра РАН, г. Уфа Поступила 30.04.2011

В статье рассматривается влияние сплавины и сапропеля, используемых в качестве органических удобрений на комплексы микроскопических грибов чернозема южного. Показано, что характер изменений в комплексах при использовании нетрадиционных удобрений сопоставим с воздействием навоза.

Ключевые слова: микромщеты, чернозем южный, сплавина, сапропель.

Поддержание и воспроизводство почвенного плодородия было и остается главной задачей устойчивого развития современного сельского хозяйства.

Наиболее адекватным способом ее решения является внесение необходимого количества удобрений.

Однако известно, что лишь 24% пашни в России удобряются и только 2% получают органические удобрения [1].

Поиск новых экологически приемлемых способов пополнения органического вещества почвы заставляет обратить внимание на нетрадиционные природные ресурсы.

Сплавина - плавающий остров, образующийся при зарастании различных водоемов. Объемы растительного сырья, представленные сплавиной весьма значительны - ежегодно десятки тонн сплавины извлекаются из водоемов при их очистке.

Другим важным источником пополнения органического вещества почвы могут быть озерные са-пропели - донные отложения, характеризующиеся богатым содержанием органического вещества и минеральных элементов [2].

Если сапропели используются в качестве основы органических удобрений, то о рациональном применении сплавины сведения не известны [3].

Между тем, агрохимические свойства сплавины свидетельствуют о ее потенциальной пригодности для использования в качестве удобрения.

Разложение растительных остатков в почве осуществляется за счет жизнедеятельности микроорганизмов, ведущую роль в этом процессе играют микроскопические почвенные грибы, поэтому экологическая оценка нетрадиционных способов удобрения почвы должна включать в себя изучение изменений, происходящих в сообществе почвенных микромицетов при их применении [4].

Целью настоящей работы было изучение комплексов почвенных микроскопических грибов при использовании сплавины и сапропеля для удобрения чернозема южного.

Галимзянова Наиля Фауатовна, канд. биол. наук, e-mail: galnailya@yandex.ru; БойкоТаисия Филипповна, канд. биол. наук, e-mail: t.f.boiko@anrb.ru

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Микробиологические анализы проводили из образцов почвы, отобранных при проведении полевого эксперимента в Хайбуллинском р-не Республики Башкортостан в 2005-2007 гг.

Почва - чернозем южный глубокосолончакова-то-солонцеватый, находящийся в длительном сельскохозяйственном использовании. Основные характеристики почвы - гумус 3,72%, азот легкодоступный - 70 мг/кг, фосфор подвижный 0,48 мг/100 г, валовой - 50,1 мг/кг, рН 8,2. Для постановки эксперимента использовали сплавину и сапропель оз. Чебаркуль (Абзелиловский р-н РБ). Агрохимические свойства сплавины - органическое вещество Сорг 50-60%, содержание общего азота- 28020мг/кг, щелочногидролизуемого азота-1493 мг/кг, валового фосфора -376,2 мг/100 г, подвижного (по Чирико-ву) 1,2 мг/100 г, рН вод-6,72.

Сапропель оз. Чебаркуль относится к классу детритовых. Его свойства - содержание Сорг - около 53%, общего азота - 18084 мг/кг, легкогидроли-зуемого азота - 5,9% от общего, общего фосфора -200 мг/100 г, подвижного - 5,0/100 г, рН 6,9 [5]. Образцы отбирали со следующих вариантов опыта - контроль, сплавина - 60 т/га+N 6о, сапропель 60 т/га+N 60) навоз 60 т/га.

Выделение и учет микроскопических грибов проводили методом посева почвенной суспензии на стандартную среду Чапека. Комплекс микромицетов определяли, используя критерии пространственной и временной частоты встречаемости, для оценки степени сходства комплексов использовали коэффициент Съеренсена-Чекановского [6]. Идентификацию микромицетов проводили по следующим определителям [7-9]. Номенклатуру приводили в соответствие с базой данных Index Fuii-gomm(http://www.indexfundorum.org). Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета программ Statistica 6.0

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Численность микроскопических грибов в черноземе южном была невелика, что очевидно обусловлено низким содержанием органического вещества и питательных элементов в почве. Внесение дополнительных источников органики способствовало

Природопользование

увеличению количества микромицетов. Максимальное развитие грибов в первый год после внесения удобрений обеспечивали навоз и сапропель (1х 104 КОЕ /г почвы), сплавина лишь на 2-й и 3-й годы приводила к возрастанию численности микромицетов до уровня 9,8x104 КОЕ /г почвы. Очевидно, это обусловлено составом внесенных субстратов. Навоз и сапропель содержат достаточные количества легкодоступных питательных веществ,

обеспечивающих быстрое развитие микроскопических грибов. Сплавина представляет собой смесь преимущественно неразложившихся растительных остатков, поэтому процесс ее деструкции более длительный и воздействие на численность микромицетов носит пролонгированный характер.

В ходе эксперимента из почвы было выделено более 40 видов микромицетов. принадлежавших к 13 родам (табл. 1).

Таблица 1. Комплексы микромицетов чернозема южного при использовании нетрадиционных органических удобрений

Виды Контроль Навоз Сплавина Сапропель

Acremonium charticola{J.Lindau)W.Gams 10/50 10/50 - -

Aspergillus wentii Wehmer 10/100 28/75 50/100 50/100

Bipolaris sorokiniana(Sacc. )Shoemaker 10/75 18/50 - -

Cladosporium cladosporioides{Fresen.)G.A.de Vries - 15/100 15/75 10/50

Clonostachys rosea(Link)Schoers,Samuels&W.Gams С - 10/50

Emericellopsis sp. - - 15/75 -

Fusarium oxysporum Schltdl. 38/75 43/75 63/100 43/75

Paecilomyces Ä/a««M.s(Thom)Samson 55/75 40/100 45/100 60/100

P.marquandii (Massee)S.Hughes С 28/50 - -

Pénicillium atramentosum Thom 25/50 36/50 - 23/50

P.aurantiogriseum Dierckx 33/50 48/100 53/100 53/100

P. canescens Sopp - - - 20/50

P.chrysogenum var.chrysogenum Thom 10/50 - - -

P.cya«eM?w(Baimer&Sartory)Biourge ex Thom С С 20/50 С

P.dierckxii Biourge 20/75 18/75 65/100 55/100

P.funiculosum Thom 68/100 60/100 78/100 93/100

P.g/aèrara(Wehmer)Westling - - - -

P.implicatum Biourge 25/75 18/75 58/100 33/100

P.miczynskii K.M.Zalessky - - - 20/50

P.purpurogenum Stoll 13/75 23/75 73/100 78/100

P.roseopurpureum Dierckx С - - 20/50

P.simplicissimum (Oudem.)Thom - - 15/50 33/75

P.thomii Maire - 30/100 40/100 10/50

P.variabile Sopp С с 40/100 С

Pénicillium sp. - 33/100 23/50 38/50

Rhizopus oryzae Went&Prins.Gurl 58/100 48/100 45/75 45/50

Trichoderma viride Pers. 18/100 48/100 83/100 73/100

Прим. С - случайный вид, «-» - вид не обнаружен

Однако большинство изолятов обнаруживалось однократно с низкой пространственной частотой встречаемости, что не позволило отнести их к типичным видам. Случайные виды были представлены Alternaria alternate (Fr.) Keissl., Fusarium solani (Mart.)Sacc., Myrothecium roridum Tode, Pénicillium citreonigrum Dierckx P.decumbens Thom, P.phoeniceun J.F.H.Beyma, P.spinulosum Thom, P.verrucosum Diercxk и другие (в таблице не отражены). Комплексы типичных видов включали 1419 представителей микромицетов, большинство из которых принадлежало к роду Pénicillium, что является характерной чертой микобиоты черноземов различных типов [10-11]. Внесение дополнительных органических веществ способствовало увеличению видового богатства микроскопических грибов. В составе комплексов микромицетов удобренных вариантов опыта выявлены виды, не встречавшиеся в почве контрольного варианта. Cladospo-rium cladosporioides, P.thomii, Pénicillium sp. оказывались типичными при внесении всех до-

полнительных источников органического вещества, P.simplicissimum - обнаружен при использовании сплавины и сапропеля, Emericellopsis sp. - только в варианте со сплавиной, а Р. canescens - при внесении сапропеля.

Анализ комплексов микромицетов вариантов опыта показал, что внесение нетрадиционных удобрений, как и навоза, привело к сходным изменениям в их структуре. Расширение группы доминирующих видов оказалось характерным для вариантов со сплавиной и сапропелем. Использование сплавины привело к доминированию Fusarium ох-ysporum, P.dierckxii, Ppurpurogenum, Trichoderma viride, увеличение представленности фузариума и триходермы вполне закономерно в связи с известной активностью их гидролитических ферментов по отношению к растительным субстратам [12-13]. В комплексе микромицетов почвы при внесении сапропеля доминировали Paecilomyces lilacinus, Ppurpurogenum, Т. viride.

Другой особенностью комплексов при использовании сплавины и сапропеля было увеличение количества типичных частых видов, при одновременном сокращении разнообразия редких видов в ряду навоз-сапропель-сплавина.

Анализ комплексов микромицетов показал, что внесение сплавины и сапропеля приводит к увели-

чению их видового разнообразия и выравненное™ (табл. 2). Снижение видового разнообразия при использовании навоза связано, вероятно, с имевшим место только в этом варианте периодическим увеличением уровня засоления верхнего горизонта почвы [5].

Таблица 2. Характеристики комплексов микромицетов чернозема южного

Варианты Видовое богатство Индекс разнообразия Индекс Пиелу

Шеннона (Н) (выравненность)

Контроль 14 2,47 0,65

Навоз 16 2,41 0,60

Сплавина 16 2,91 0,73

Сапропель 19 3,01 0,71

Расчет коэффициентов Съеренсена-

Чекановского (Б) показал, что сплавина и сапропель вызывали однотипную трансформацию комплексов, что подтверждается высоким уровнем их сходства (8=0,79). Вероятно, этот результат обусловлен общим источником происхождения этих субстратов. Сходство комплексов микромицетов сплавина-навоз и сапропель - навоз также оказалось достаточно высоким -0,67, 0,68, что хорошо согласуется с изменением агрохимических свойств почв этих вариантов [5]. Проведенные исследования показали, что характер изменений, происходящих в микоценозе чернозема южного под влиянием применения нетрадиционных видов органических удобрений, во многом сходен с воздействием на него навоза. Это может служить важным аргументом в пользу использования сплавины и сапропеля для улучшения агрохимических свойств почв, находящихся в сельскохозяйственном использовании.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сидоренко ОД. Проблемы эффективного использования отходов сельского хозяйства // Агрохимия. 2009. № 2. С. 87-92.

2. Федоров Н.И., Хазиев Ф.Х., Габбасова ИМ. и др. Биологические ресурсы Южного Урала: фундаментальные ос-

новы рационального использования. Уфа: Гилем, 2009. 256 с.

3. Дементьев В.А., Маклаков А.И. Способ получения сапропелевого удобрения // Патент РФ № 2336253. 2008. Бюлл. № 29.

4. Bridge P., Spooner В. Soil fungi: diversity and detection // Plant and Soil. 2001. V. 232. P. 147-154.

5. Габбасова И.M., Сулейманов P.P., Дашкин СМ., Гарипов Т.Т. Повышение плодородия черноземов южных Зауральской степи с использованием природных агроруд // Докл. РАСХН. 2008. № 5. С. 34-37.

6. Методы почвенной микробиологии и биохимии / под ред. Д.Г. Звягинцева. М.: Изд. МГУ, 1991. 304 с.

7. Билай В.К, Курбацкая З.А. Определитель токсин-образующих микромицетов. Киев: Наукова думка, 1990. 236 с.

8. Râper В., Fennell D.I. The genus Aspergillus. Baltimore: Williams and Wilkins Co., 1965. 686 p.

9. RaperB., Thom C. A manual of Penicillia. N. Y.; P.: Hafner Publishing Co., 1968. 875 p.

10. Свистова ИД. Микромицеты чернозема - продуценты целлюлозолитических ферментов. Воронеж, 2003. 152 с.

11. Марфенина O.E. Антропогенная экология почвенных грибов. М., 2005. 196 с.

12. Мирчинк ТТ. Почвенная микология. М.: Изд. МГУ, 1988. 220 с.

13. Алимова Ф.К. Trichoderma/Hypocrea (Fungi, Ascomycetes, Hypocreales): таксономия и распространение. Казань: Изд. КГУ, 2005. 264 с.

MICROMYCETES OF SOUTHERN CHERNOZEM WHEN USING NON-TRADITIONAL TYPES OF ORGANIC FERTILIZERS

Institute of Biology, Ufa Sci. Centre of RAS, Ufa

The article examines the impact of grembling bog and sapropel as organic fertilizers on microfungal communities of southern chernozem. It is shown that the changes in the communities by using non-conventional fertilizers are comparable to the impact of manure.

Key words: micromycetes, southern chernozem, grembling bog, sapropel.

Galimzianova Nailya Fauatovna, Candidate of Biology, e-mail: galnailya@yandex.ru; Boiko Taisia Philippovna, Candidate of Biology, e-mail: t.f.boiko@anrb.ru

MICROMYCETES OF SOUTHERN CHERNOZEM WHEN USING NON-TRADITIONAL TYPES OF ORGANIC FERTILIZERS

Текст научной работы на тему «Микромицеты чернозема южного при использовании нетрадиционных видов органических удобрений»