CC BY
26
УДК 635.74: 631.81.095.337
ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОБНОГО ПРЕПАРАТА АГРОМИК ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ПРЯНО-АРОМАТИЧЕСКИХ КУЛЬТУР
В. Н. БОСАК, Т. В. САЧИВКО, М. П. АКУЛИЧ
УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия», г. Горки, Республика Беларусь, 213407, e-mail: [email protected]; [email protected]
З. М. АЛЕЩЕНКОВА, Н. Г. КЛИШЕВИЧ
Институт микробиологии НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, e-mail: [email protected]; [email protected]
(Поступила в редакцию 14.04.2020)
В современном земледелии применение микробных препаратов наряду с другими агрохимическими приемами (применение минеральных и органических удобрений, агромелиорантов и средств защиты растений) обеспечивает получение высокой урожайности с благоприятным качеством товарной продукции, сохранение и повышение почвенного плодородия. Микробные препараты обеспечивают биологическую мобилизацию труднодоступных соединений питательных веществ из почвы и удобрений (азота, фосфора, калия, других макро- и микроэлементов), участвуют в стимуляции роста и развития растений, играют существенную фитосанитарную роль в агробиоценозах.
В совместных полевых и лабораторных исследованиях Белорусской государственной сельскохозяйственной академии и Института микробиологии НАН Беларуси изучено влияние микробного препарата Агромик на микробиологическую активность ризосферной дерново-подзолистой суглинистой почвы, а также урожайность зеленой массы базилика обыкновенного (Ocimum basilicum L) сорта Володар и укропа пахучего (Anethum graveolens L.) сорта Грибовский.
Микробный препарат Агромик создан на основе штаммов азотфиксирующих и фосфатмобилизующих бактерий, а также инокулюма арбускулярно-микоризных грибов в Институте микробиологии НАН Беларуси.
В результате исследований установлено, что применение микробного препарата Агромик повысило урожайность зеленой массы базилика обыкновенного на 0,19-0,25 кг/м2 при общей урожайности зеленой массы 1,78-1,84 кг/м2, укропа пахучего - на 0,13 кг/м2 при общей урожайности зеленой массы 1,20 кг/м2.
Обработка семян, корневой системы растений и посевов базилика обыкновенного и укропа пахучего микробным препаратом Агромик увеличила в почве концентрацию фосфатмобилизующих и олигонитрофильных (в том числе азотфиксиру-ющих) бактерий, а также микроорганизмов, усваивающих органические и минеральные формы азота.
Ключевые слова: базилик, укроп, микробный препарат, микробиологическая активность почвы, урожайность.
In modern agriculture, the use of microbial preparations along with other agrochemical methods (the use of mineral and organic fertilizers, agromeliorants and plant protection products) ensures high yields with favorable quality of marketable products, preservation and increase of soil fertility. Microbial preparations provide biological mobilization of hard-to-reach nutrient compounds from the soil and fertilizers (nitrogen, phosphorus, potassium, other macro- and microelements), participate in stimulating plant growth and development, and play a significant phytosanitary role in agrobiocenoses.
In the joint field and laboratory studies of Belarusian State Agricultural Academy and the Institute of Microbiology of the National Academy of Sciences of Belarus, they studied the effect of the microbial preparation Agromik on the microbiological activity of the rhizosphere sod-podzolic loamy soil, as well as the yield of green mass of common basil (Ocimum basilicum L) of the variety Volodar, and of common dill (Anethum graveolens L.) of the variety Gribovskii. The microbial preparation Agromik was created on the basis of strains of nitrogen-fixing and phosphate-mobilizing bacteria, as well as the inoculum of arbuscular-mycorrhizal fungi at the Institute of Microbiology of the NAS of Belarus.
As a result of studies, it was found that the use of microbial preparation Agromik increased the yield of green mass of common basil by 0.19-0.25 kg / m2 with a total yield of green mass of 1.78-1.84 kg / m2, common dill - by 0.13 kg / m2 with a total yield of green mass of 1.20 kg / m2. The treatment of seeds, root systems of plants and crops of common basil and dill with the microbial preparation Agromik increased the concentration of phosphate-mobilizing and oligonitrophilic (including nitrogen-fixing) bacteria in the soil, as well as microorganisms that absorb organic and mineral forms of nitrogen.
Key words: basil, dill, microbial preparation, microbiological activity of the soil, productivity.
Введение
Микробные препараты, наряду с применением минеральных и органических удобрений и другими агротехническими приемами, в современном земледелии играют значительную роль в обеспечении высокой урожайности и качества растениеводческой продукции [1-6].
Применение микробных препаратов обеспечивают повышение продуктивности за счет биологической (микробной) мобилизации основных элементов минерального питания (азот, фосфор, калий, микроэлементы), стимуляции роста, а также выполняет фитосанитарные функции, повышая устойчивость растений к различным заболеваниям. Кроме того, использование бактериальных удобрений создает также условия для экономии минеральных удобрений, что делает их незаменимым компонентом органического земледелия [7-15].
В Республике Беларусь и на мировом рынке довольно широко представлены микробные и бактериальные удобрения на основе азотфиксирующих бактерий для бобовых и небобовых, что обусловлено перспективностью биологической азотфиксации в качестве источника связанного азота для обеспечения потребностей сельскохозяйственных культур, а также препараты на основе калиймоби-лизующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов. Перспективным направлением является применение препаратов, сочетающих различные группы микроорганизмов, участвующие в мобилизации нескольких питательных элементов из почвы и удобрений [9, 10, 14, 16-20].
Цель исследования - изучить влияние микробного препарата Агромик на микробиологическую активность почвы и урожайность базилика обыкновенного и укропа пахучего.
Основная часть
Исследования по изучению микробиологической активности почвы и урожайности пряно-ароматических культур проводили в полевых и лабораторных опытах в совместных исследованиях УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия» и Института микробиологии НАН Беларуси на протяжении 2017-2019 гг.
Полевые опыты проводились в ботаническом саду УО БГСХА на окультуренно дерново-подзолистой среднесуглинистой почве с базиликом обыкновенным (Ocimum basilicum L.) сорта Во-лодар и укропом пахучим (Anethum graveolens L. ) сорта Грибовский согласно общепринятым методикам [21-23].
Агрохимическая характеристика пахотного горизонта исследуемой почвы имела следующие показатели: pHm 6,5-6,8, содержание Р2О5 (0,2 М HCl) - 390-410 мг/кг, К2О (0,2 М HCl) - 370-390 мг/кг, гумуса (0,4 n K2&2O7) - 2,9-3,1 % (индекс агрохимической окультуренности 1,0).
Схема опытов включала варианты без применения удобрений, вариант с внесением под предпосевную культивацию N60P50K80 (карбамид, аммофос, сульфат калия), а также варианты с применением микробного препарата Агромик (табл. 1-2).
Препарат микробный Агромик жидкий получают на основе ассоциативного азотфиксирующего штамма Rhizobium rhizogenes БИМ В-486Д, фосфатмобилизующего штамма Pseudomonas lini БИМ В-485Д (в соотношении 1:1) и инокулюма арбускулярно-микоризных грибов (АМГ) рода Glomus (1,0 %) (ТУ BY 100289066. 092-2012). Микробный препарат Агромик предназначен для предпосевной обработки семян и вегетирующих растений с целью повышения урожайности и устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды; внесен в Государственный реестр средств защиты растений (пестицидов) и удобрений, разрешенных к применению на территории Республики Беларусь [24].
В исследованиях с базиликом обыкновенным микробный препарат Агромик применяли в сочетаниях: а) обработка корневой системы перед высадкой рассады + полив при посадке; б) полив при посадке + полив через 10 дней. При возделывании укропа пахучего микробный препарат Агромик применяли для предпосевной обработки семян + полив посевов через 10 дней.
Учет урожая зеленой массы базилика обыкновенного и укропа пахучего проводили в фазу цветения. Почвенные образцы для определения микробиологической активности отбирали весной перед закладкой опытов (смешанный образец) и после уборки урожая (образцы по опытным вариантам).
Плотность популяций микроорганизмов различных эколого-трофических групп в ризосферной почве изучали методом разведения и поверхностного посева почвенной суспензии на соответствующие агаризованные питательные среды (среда Муромцева, среда Эшби) [25, 26].
Усваивающие минеральные формы азота выявляли на КАА (крахмал-аммиачный агар), г/л: крахмал - 10, (NHO2SO4 - 2; K2HPO4 - 1; MgSO4 - 1; CaCO3 - 3; агар-агар - 20; Н2О - 1000 мл.
Усваивающие органические формы азота учитывали на МПА (мясо-пептонный агар): МПБ (мясо-пептонный бульон) - 900 мл; Н2О - 100 мл; агар-агар - 20 г; маннит - 10 г.
Как показали результаты испытаний, применение микробного препарата Агромик в среднем за годы исследований повысило урожайность зеленой массы базилика обыкновенного сорта Володар на 0,19-0,25 кг/м2 при общей урожайности зеленой массы 1,78-1,84 кг/м2, укропа пахучего сорта Гри-бовский - на 0,13 кг/м2 при общей урожайности зеленой массы 1,20 кг/м2 (табл. 1-2). Внесение до посева укропа пахучего полного минерального удобрения N60P50K80 способствовало увеличению урожайности на 0,24 кг/м2 при общей урожайности зеленой массы 1,07 кг/м2.
Применение микробного препарата Агромик в исследованиях оказало влияние на микробиологическую активность ризосферной почвы. Следует отметить, что в системе почва - микроорганизмы происходят закономерные и планомерные изменения количества и качества микроорганизмов,
направленности и напряженности микробиологических процессов, что называется микробной сукцессией [25].
Аммонифицирующие микроорганизмы, усваивающие органические формы азота - одна из важнейших физиологических групп, участвующих в трансформации органических соединений. В состав этой группы входят неспорообразующие аммонифицирующие микроорганизмы, начинающие разложение органического вещества, а также спорообразующие аммонификаторы, продолжающие данный процесс на более глубоких стадиях его распада.
Численность микроорганизмов, усваивающих минеральный азот, является показателем хода минерализации органического вещества.
Важной эколого-трофической группой, участвующей в круговороте азота, являются олигонитро-фильные микроорганизмы, способные переносить длительные периоды голодания, используя как свою эндогенную систему метаболизма, так и труднодоступные для других микроорганизмов субстраты. Олигонитрофильные микроорганизмы могут разлагать растительные остатки с широким соотношением С^. Они используют органические и неорганические соединения азота и функционируют как аммонификаторы и азотфиксаторы.
Таблица 1. Влияние микробного препарата Агромик на численность микроорганизмов в почве и урожайность зеленой массы базилика обыкновенного
Вариант Общее микробное число, КОЕ/г Зеленая масса, кг/м2
среда Муромцева (глюкозоаспарагиновая); фосфатмобилизующие бактерии среда Эшби; олигонитрофильные бактерии (в т.ч. азотфиксирующие)
до посадки уборка до посадки уборка
Контроль без удобрений (5,6 + 0,75) х106 (3,9 + 0,17) х106 (5,0 + 0,44) х106 (5,9 + 0,10) х106 1,59
Агромик (обработка корневой системы + полив при посадке) (5,6 + 0,75) х106 (2,2 + 0,14) х107 (5,0 + 0,44) х106 (2,8 + 0,11) х107 1,84
Агромик (полив при посадке + полив через 10 дней) (5,6 + 0,75) х106 (1,2 + 0,20) х107 (5,0 + 0,44) х106 (1,1 + 0,26) х107 1,78
НСР05 0,11
Вариант Общее микробное число, КОЕ/г
микроорганизм органические фо , усваивающие эмы азота (МПА) микроорганизм минеральные фо э1, усваивающие рмы азота (КАА)
до посадки уборка до посадки уборка
Контроль без удобрений (4,7 + 0,49) х106 (5,4 + 0,40) х106 (4,1 + 0,22) х106 (5,0 + 0,78) х106
Агромик (обработка корневой системы + полив при посадке) (4,7 + 0,49) х106 (2,5 + 0,13) х107 (4,1 + 0,22) х106 (2,0 + 0,05) х107
Агромик (полив при посадке + полив через 10 дней) (4,7 + 0,49) х106 (1,0 + 0,33) х107 (4,1 + 0,22) х106 (1,3 + 0,10) х107
Таблица 2. Влияние микробного препарата Агромик на численность микроорганизмов в почве и урожайность зеленой массы укропа пахучего
Вариант Общее микробное число, КОЕ/г Зеленая масса, кг/м2
среда Муромцева (глюкозоаспарагиновая); фосфатмобилизующие бактерии среда Эшби; олигонитрофильные бактерии (в т.ч. азотфиксирующие)
до посева уборка до посева уборка
Контроль без удобрений (4,5 + 0,26) х106 (4,6 + 0,14) х106 (5,1 + 0,24) х106 (4,2 + 0,50) х106 0,83
№<)Р50К80 (4,5 + 0,26) х106 (6,4 + 0,36) х106 (5,1 + 0,24) х106 (7,0 + 0,39) х106 1,07
NPK + Агромик (обработка семян + полив через 10 дней) (4,5 + 0,26) х106 (9,2 + 0,39) х106 (5,1 + 0,24) х106 (8,4 + 0,39) х106 1,20
НСР05 0,05
Вариант Общее микробное число, КОЕ/г
микроорганизм органические фо , усваивающие эмы азота (МПА) микроорганизм минеральные фо э1, усваивающие рмы азота (КАА)
до посева уборка до посева уборка
Контроль без удобрений (5,7 + 0,16) х106 (4,2 + 0,58) х106 (3,7 + 0,27) х106 (5,2 + 0,18) х106
ШР50К80 (5,7 + 0,16) х106 (1,1 + 0,09) х107 (3,7 + 0,27) х106 (6,8 + 0,31) х106
NPK + Агромик (обработка семян + полив через 10 дней) (5,7 + 0,16) х106 (1,2 + 0,42) х107 (3,7 + 0,27) х106 (8,6 + 0,27) х106
Фосфатмобилизующие микроорганизмы в процессе жизнедеятельности используют несколько механизмов трансформации фосфатов: а) растворение минеральных и органических фосфатов в результате образования кислот; б) ферментативное дефосфолирирование органических соединений фосфора при участии ферментов-фосфатаз; в) потребление доступного фосфора из закрепленного в биомассе микроорганизмов. Результатом превращений является высвобождение доступного фосфора в виде
минеральных легкорастворимых солей фосфорной кислоты в почвенный раствор, которые дальше поступают в корни растений.
В исследованиях с базиликом обыкновенным применение биопрепарата Агромик увеличивало количество микроорганизмов изученных эколого-трофических групп с более высокими показателями микробиологической активности в варианте с обработкой корневой системы рассады базилика перед посадкой с последующем поливе при посадке. Численность фосфатмобилизующих бактерий в варианте с обработкой корневой системы биопрепаратом Агромик и последующим поливом при посадке составило (2,2 ± 0,14) х107 КОЕ/г, олигонитрофильных бактерий (в т.ч. азотфиксирующих) - (2,8 ± 0,11) х107, микроорганизмов, усваивающих органические формы азота - (2,5 ± 0,13) х107, микроорганизмов, усваивающих минеральные формы азота - (2,0 ± 0,05) х 107 КОЕ/г.
В исследованиях с укропом пахучим применение полного минерального удобрения увеличило количество микроорганизмов всех изученных эколого-трофических групп в ризосферной почве, при этом их максимальная концентрация была получена в варианте с совместным применением NPK и биопрепарата Агромик (обработка семян + полив через 10 дней). Численность фосфатмобилизующих бактерий в данном варианте составило (9,2 ± 0,39) х106 КОЕ/г, олигонитрофильных бактерий (в т.ч. азотфиксирующих) - (8,4 ± 0,39) х106, микроорганизмов, усваивающих органические формы азота -(1,2 ± 0,42) х107, микроорганизмов, усваивающих минеральные формы азота - (8,6 ± 0,27) х106 КОЕ/г.
Заключение
В исследованиях на окультуренной дерново-подзолистой среднесуглинистой почве применение микробного препарата Агромик повысило урожайность базилика обыкновенного сорта Володар на 0,19-0,25 кг/м2 при общей урожайности зеленой массы 1,78-1,84 кг/м2, укропа пахучего сорта Гри-бовский - на 0,13 кг/м2 при общей урожайности зеленой массы 1,20 кг/м2.
Обработка семян, корневой системы растений и посевов базилика обыкновенного и укропа пахучего микробным препаратом Агромик увеличила в ризосферной почве количество фосфатмобилизу-ющих бактерий, олигонитрофильных бактерий (в т.ч. азотфиксирующих), а также микроорганизмов, усваивающих органические и минеральные формы азота.
ЛИТЕРАТУРА
1. Босак, В. Н. Применение минеральных удобрений при возделывании бобовых овощных культур / В. Н. Босак, Т. В. Сачивко, О. Н. Минюк // Сельское хозяйство - проблемы и перспективы: агрономия. - Гродно: ГГАУ, 2019. - Т. 45. -С. 9-15.
2. Козловская, И. П. Производственные технологии в агрономии / И. П. Козловская, В. Н. Босак. - Москва: Инфра-М, 2016. - 336 с.
3. Применение агромелиорантов при возделывании зеленных и пряно-ароматических культур / В. Н. Босак, Т. В. Сачивко, М. П. Акулич и др. // Вестник БГСХА. - 2020. - № 1. - С. 94-99.
4. Смеянович, О. Применение удобрений в севообороте / О. Смеянович, В. Босак. - Saarbrücken: Lambert Academic Publishing, 2013. - 108 с.
5. Справочник агрохимика / В. В. Лапа, Н. И. Смеян, И. М. Богдевич [и др.]; Ин-т почвоведения и агрохимии. - Минск: Белорусская наука, 2007. - 390 с.
6. Schubert, S. Pflanzenernährung / S. Schubert. - Stuttgart: Verlag Eugen Ulmer, 2018. - 234 S.
7. Агроэкономическая эффективность применения минеральных удобрений и Фитостимофоса при возделывании сельскохозяйственных культур / В. Н. Босак, В. В. Скорина, З. М. Алещенкова, М. Е. Кошман, Т. В. Колоскова, О. Н. Минюк // Вестник БГСХА. - 2011. - № 1. - С. 76-79.
8. Босак, В. Н. Влияние удобрений и биопрепаратов на урожайность и качество бобов овощных / В. Н. Босак, О. Н. Минюк // Технологические аспекты возделывания сельскохозяйственных культур. - Горки: БГСХА, 2018. - С. 12-13.
9. Босак, В. Н. Оптимизация питания растений / В. Н. Босак. - Saarbrücken: Lambert Academic Publishing, 2012. -203 с.
10. Босак, В. Н. Применение бактериальных препаратов при возделывании зернобобовых культур / В. Н. Босак // Научные труды Академии управления при Президенте Республики Беларусь. - 2015. - Вып. 17. - С. 46-52.
11. Босак, В. Н. Семенная продуктивность овощной фасоли в зависимости от применения удобрений и биопрепаратов / В. Н. Босак, О. Н. Минюк // Вестник БГСХА. - 2014. - № 1. - С. 92-96.
12. Кошман, М. Е. Особенности применения минеральных удобрений и биопрепарата фитостимофос при возделывании томата / М. Е. Кошман, В. Н. Босак // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. -2015. - № 41. - С. 40-43.
13. Основные приемы возделывания сои в Республике Беларусь / В. Н. Халецкий [и др.]. - Минск: НАН Беларуси, 2012. - 23 с.
14. Применение удобрений при возделывании сои / В. Н. Босак [и др.]. - Минск: БГТУ, 2011. - 23 с.
15. Deepshikha, T. Phosphate solubilising microorganisms: role in phosphorus nutrition of crop plants / T. Deepshikha, K. Rajesh, S. Vineet // Agricultural Review. - 2014. - Vol. 35. - P. 159-171.
16. Акулич, М. П. Урожайность и качество укропа пахучего в зависимости от применения минеральных удобрений, агромелиорантов и биопрепаратов / М. П. Акулич, В. Н. Босак // Овощеводство. - 2019. - Т. 27. - С. 6-11.
17. Кочурко, В. И. Влияние микробного препарата Агромик на урожайность зерна ярового ячменя в условиях южной зоны республики / В. И. Кочурко, Е. Э. Акбарова, Е. М. Ритвинская // Земледелие и селекция в Беларуси. - 2017. - Вып. 53. -С. 103-105.
18. Савчиц, Т. Л. Микробный препарат Агромик для стимуляции роста и развития декоративных насаждений / Т. Л. Савчиц, В. А. Тимофеева, Л. А. Головенко, З. М. Алещенкова // Сшьскогосподарська мжробюлопя. - 2015. - № 21. -С. 60-65.
19. Соловьева, Е. В. Применение микробного препарата Агромик в растениеводстве / Е. В. Соловьева, З. М. Алещенкова // Земледелие и селекция в Беларуси. - 2017. - Вып. 53. - С. 92-96.
20. Способ оптимизации фосфатного режима почвы при возделывании сельскохозяйственных культур / В. Н. Босак [и др.] // Микробные биотехнологии: фундаментальные и прикладные аспекты. - 2016. - Т. 8. - С. 148-162.
21. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов. - Москва: ИД Альянс, 2011. - 352 с.
22. Литвинов, С. С. Методика полевого опыта в овощеводстве / С. С. Литвинов. - Москва: ВНИИО, 2011. - 650 с.
23. Особенности агротехники и селекции базилика (Ocimum Ь.) / Т. В. Сачивко [и др.]. - Горки: БГСХА, 2015. - 28 с.
24. Государственный реестр средств защиты растений (пестицидов) и удобрений, разрешенных к применению на территории Республики Беларусь [Электронный ресурс]. - Минск, 2020. - Режим доступа: http://www.ggiskzr.by. - Дата доступа 24.02.2020.
25. Звягинцев, Д. Г. Биология почв / Д. Г. Звягинцев, И. П. Бабьева, Г. М. Зенова. - М., 2005. - 328 с.
26. Теппер, Е. З. Практикум по микробиологии / Е. З. Теппер, В. К. Шильников, Г. И. Переверзева. - М.: ООО «Дрофа», 2004. - 256 с.
