CC BY
97
УДК 63 + 502.3 + 577 + 663
ВЛИЯНИЕ ПИВНОЙ ДРОБИНЫ НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЫ
трех месяцев, проводя рыхление и отбирая пробы через
Е.Ю. РУДЕНКО, кандидат биологических наук, доцент К.М. ПАДЕРОВА, студент Е.Д. АНТРОПОВА, студент
Г.С. МУКОВНИНА, кандидат химических наук, доцент Самарский государственный технический университет E-mail: e [email protected]
Резюме. Изучено влияние пивной дробины на биологическую активность почвы. Ее добавление увеличивает ка-талазную и инвертазную активность чернозема. Ключевые слова: пивная дробина, почва, активность ка-талазы, активность инвертазы, биологическая активность.
В пивоваренном производстве образуется большое количество отходов, которые находят применение в различных отраслях хозяйственной деятельности [1]. В частности в аграрном производстве активно используется пивная дробина. Она образуется на стадии фильтрации затора и составляет основную долю твердых отходов пивоваренных заводов. На 1 гл пива образуется 20.. .21,4 кг пивной дробины, содержащей 20.30 % сухого вещества. Ее количество и химический состав зависит от качества солода, а также от сорта изготовляемого пива [2, 3, 4].
Основное направление использования пивной дробины в сельском хозяйстве - производство кормов и добавок для различных видов животных и птицы [5]. Кроме того, ее можно применять в качестве органического удобрения и мелиоранта, улучшающего структуру почвы [6].
Цель наших исследований - изучить влияние пивной дробины на биологическую активность черноземной среднесуглинистой почвы.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили на черноземе оподзоленном Кинельского района Самарской области, имеющем следующие характеристики: рНсол - 5,9; гидролитическая кислотность
- 4,7 мг-экв./100 г почвы; сумма поглощенных оснований - 35,4 мг-экв./100 г почвы; емкость поглощения 39,9 мг-экв./100 г почвы; степень насыщенности основаниями - 87 %; содержания гумуса - 7,4 %; общего азота - 0,38 %; валового фосфора - 0,19 %; валового калия -1,79 %; гидролизуемого азота - 81 гм/кг; подвижного фосфора - 124 мг/кг; обменного калия - 142 мг/кг [7].
Пивную дробину влажностью 70±2 % добавляли в массовом соотношении 10, 20 и 30 % (дозы питательных веществ в мг/кг почвы N Р К N Р К
3200 660 170’ 6400 1320 340
^600Р1980К510 соответственно)
в пересчете на сухое вещество [8]. Контролем служила почва без примеси дробины.
Влажность почвы поддерживали на уровне 30±2 %. Образцы помещали в пластиковые контейнеры с крышками и инкубировали в термостате при температуре 30±1°С в течение
10 ---------------------------
15 суток, 1, 2 и 3 месяца. Степень воздействия пивной дробины на биологическую активность определяли по изменению активности каталазы и инвертазы. Активность каталазы определяли титрометрическим методом и ин-вертазы - колориметрическим методом [9].
Результаты и обсуждение. При добавлении к чернозему 10 % пивной дробины его каталазная активность в течение первых 15 суток эксперимента увеличилась по сравнению с контролем, на 41,33 %, 20 % -на 48,38 %, 30 % - на 45,78 %.
Далее величина этого показателя начала снижаться во всех вариантах. Причем в случае внесения 10 % пивной дробины этот процесс происходил более интенсивно. В результате через месяц после внесения в этом варианте разница с контролем составила 18,0 %, при добавлении 20 % - 48,4 %, 30 % - 43,8 %.
К концу второго месяца наблюдений, несмотря на продолжающееся уменьшение абсолютных значений каталазной активности, разница между контролем и образцом с 10 % пивной дробины составила 19,97 %, 20 %
- 57,08 % и 30 % - 54,27 %. Рост каталазной активности почвы с добавлением пивной дробины относительно контроля в течение второго месяца, по сравнению с первым, вероятно, обусловлен тем, что субстратом для ка-талазы служат не сами органические вещества, а пероксид водорода, который образуется при их окислении. В течение первого месяца эксперимента разложение органических веществ происходит медленнее, чем во втором, так как почвенные микроорганизмы должны сначала приспособится к новым субстратам, имеющимся в пивной дробине.
К концу третьего месяца эксперимента каталазная активность в контрольном образце уменьшилась, по сравнению с исходным значением, на 22,73 %. При добавлении к почве 10 % пивной дробины величина этого показателя была выше на 31,61 %, 20 % - на 62,34 %, 30 % - на 54,58%.
В целом добавление к оподзоленному чернозему пивной дробины повышает каталазную активность почвы.
добавлением пивной дробины: - контроль; ■* - почва + 10 % пивной дробины; - - почва
+ 20 % пивной дробины; - - почва + 30 % пивной дробины.
______________________________ Достижения науки и техники АПК, №10-2010
Рис. 2. Изменение инвертазной активности черноземной добавлением пивной дробины: — - контроль; — - почва + 10 % + 20 % пивной дробины; - - почва + 30 % пивной дробины. Особенно сильно величина этого показателя превышает контроль в течение первых 15 суток после внесения. На протяжении всего эксперимента самое большое увеличение каталазной активности почвы отмечено в случае добавления 20 % пивной дробины, а самое незначительное в варианте с внесением 10 %. При этом она постепенно уменьшается в течение всего периода наблюдений во всех образцах почвы. Вероятно, это связано с истощением запаса органических соединений, которые служат питательными веществами для почвенных микроорганизмов. При этом более интенсивное ее снижение в вариантах с пивной дробиной, возможно, связано с большей активностью почвенной микрофлоры в случае внесения свежего органического вещества. Более высокая активность каталазы в почве с добавлением 20 % пивной дробины, по сравнению с вариантом с 30 %, на наш взгляд, объясняется менее выраженной конкуренцией между аборигенной микрофлорой почвы и микроорганизмами, внесенными с пивной дробиной.
Инвертазная активность чернозема опозоленного при добавлении 10 % пивной дробины в течение первых 15 суток эксперимента увеличивается, по сравнению с контролем, на 31,89 %, 20 % - на 24,39 %, 30 % - на 60,79 %.
К концу первого месяца эксперимента наблюдается тенденция к уменьшению величины этого показателя в
контрольном образце. При этом у опытных она снижается на 36,07, 22,28 и 28,75 % соответственно. В результате инвертазная активность почвы с 10 % пивной дробины становится сопоставимой с показателем в контроле, а у образцов с добавлением 20 и 30 % дробины превышает его на 10,08 и 21,13 %.
К концу второго месяца наблюдений инвертазная активность почвы в контроле и в варианте с добавлением 10 % пивной дробины практически не изменяется. В случае внесения 20 % дробины инвертаз-среднесуглинистой почвы с ная активность почвы почти вы-пивной дробины; — - почва равнивается с контролем, а 30
% - превышает его на 14,01 %. К концу третьего месяца эксперимента инвертазная активность почвы в вариантах с добавлением 10 и 20 % пивной дробины осталась на уровне контроля, а при 30 % она была выше на 14,85 %.
Таким образом, добавление к чернозему оподзолен-ному пивной дробины увеличивает ее инвертазную активность, особенно в течение первых 15 суток. К концу первого месяца наблюдений она наиболее интенсивно снижается в образце, содержащем 10 % дробины, а меньше всего в варианте с 20 %. Инвертазная активность чернозема уменьшалась до конца эксперемента, что, вероятно, связано с постепенным истощением питательных веществ. Более интенсивное ее снижение в почве опытных образцов, на наш взгляд, объясняется теми же причинами, что и в случае с каталазной активностью.
Выводы. Результаты проведенного эксперимента позволяют сделать следующие выводы:
внесение пивной дробины увеличивает биологическую активность чернозема оподзоленного, при этом активность каталазы возрастает чуть больше;
самое значительное увеличение каталазной активности чернозема оподзоленного в течение первых 15 суток эксперимента отмечается при добавлении 20 % пивной дробины (почти на 50 %, по сравнению с контролем), инвертазной активности - в варианте с 30 % дробины (около 45 %).
Литература.
1. Руденко Е.Ю. Современные тенденции переработки основных побочных продуктов пивоварения // Пиво и напитки.
- № 2. - 2007. - С. 66-68.
2. Schulz I., Annembller G. Untersuchungen zur Restextraktgewinnung aus dem Abprodukt Treber // Monatsschr. Brauwiss.
- 1993. - №4. - S. 124-131.
3. Meyer-Pittroff R. Die energetische Verwertung von Biertrebern // Brauwelt. - 1988. - № 26. - S. 1156-1158, 1179.
4. Meyer-Pittroff R. Verwertungs- und E^sorgungs-m^lichkeiten fur Biert-reber // Brauindustrie. - 1988. - № 12. - S. 1380-1382, 1384-1385.
5. Руденко Е.Ю. Использование отходов пивоварения // Известия ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия». - № 4. - 2007. - С. 105-107.
6. Wright M. Spent grain // New Brew. - 1995. - № 4. - P. 23-24 .
7. Справочник полевода / Корчагин В.А. и др. — Куйбышев: Куйбышевское книжное издательство, 1988. - 366 с.
8. Вторичные материальные ресурсы пивоварения / А.П. Колпакчи, Н.В. Голикова, О.П. Андреева. - М.: Агропроиз-дат, 1986. - 160 с.
9. Хизиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. - М.: Наука, 1990. - 189 с.
INFLUENCE OF SPENT GRAINS ON THE BIOLOGICAL POTENCY OF THE CHERNOZEM SOIL E.Ju.Rudenko, K.M.Paderova, E.D.Antropova, G.S.Mukovnina
Summary. Influence of spent grains on a biological potency of a chernozem soil is investigated. Addition of spent grains increases activity of a catalase and an invertase of a chernozem soil. Spent grains are variated more with activity of a catalase, than activity of an invertase of a chernozem soil. Spent grains it can be applied to a stimulation of development of microorganisms of soil. Key words: spent grains, soil, activity of a catalase, activity of an invertase, a biological potency.
Достижения науки и техники АПК, №10-2010 _____________________________________________________ 11
