CC BY
51
УДК / UDC 631.51:631.461:579.869.1
ВОЗДЕЙСТВИЕ ПРИЁМОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА СОСТОЯНИЕ ПОЧВЕННОЙ МИКРОФЛОРЫ НА ПРИМЕРЕ ЧИСЛЕННОСТИ АКТИНОМИЦЕТОВ
THE IMPACT OF SOIL TREATMENT METHODS ON THE STATE OF THE SOIL MICROFLORA, FOR EXAMPLE, THE NUMEROSITY OF ACTINOMYCETES
Гурин А.Г., доктор сельскохозяйственных наук, профессор Gurin A.G., Doctor of Agricultural Sciences, Professor E-mail: gurin10159@yandex.ru ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет
имени Н.В. Парахина», Орел, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia
Почвенные микроорганизмы, являясь деструкторами, переводят в усвояемые формы остатки органического вещества. Их численность во многом определяется антропогенным прессингом на почвы. Среди многочисленных видов почвенных микроорганизмов немаловажное значение имеют актиномицеты. Целью исследований было выявление приёмов обработки почвы на численность актиномицетов в серой лесной почве. Определяли численность актиномицетов на вспашке, культивации и бороновании в сравнении с целинной землёй. Варианты опыта. 1. Целинная земля (контроль); 2. Вспашка с оборотом пласта на глубину 30 см; 3. Культивация на глубину 12 см; 4. Боронование на глубину 4 см. Повторность в опыте 3-кратная, площадь делянки 120 кв. м. Результаты показали, что приёмы обработки почвы оказали существенное влияние на численность актиномицетов. Численность актиномицетов возрастает при увеличении глубины обработки почвы. При вспашке на глубину 30 см численность актиномицетов была наибольшей и составила 290,2 тыс. КОЕ против 143,1 тыс. КОЕ при обработке почвы на глубину 12 см и 106,6 тыс. КОЕ при обработке почвы на глубину 4 см. Минимальное количество актиномицетов было на необрабатываемой почве. Деятельность актиномицетов также была наибольшей в варианте со вспашкой. Обработка самого верхнего слоя в 2-4 см почвы не оказывает никакого влияния на микробиологическую активность актиномицетов, соответственно использование боронования в качестве дополнительного приема стимулирования микроорганизмов не эффективно. Таким образом, вспашка является наиболее эффективным приёмом, повышающим биологическую активность актиномицетов. Увеличение численности актиномицетов и повышение их активности в варианте со вспашкой происходит вследствие улучшения условий аэрации почвы по сравнению с остальными приёмами.
Ключевые слова: актиномицеты, почва, микроорганизмы, вспашка, культивация, боронование.
Soil microorganisms, being destructors, transfer the remains of organic matter into digestible forms. Their numerosity is mainly determined by anthropogenic pressure on the soil. Among a great number of types of soil microorganisms actinomycetes are of great importance. The aim of the research was to identify methods of soil tillage on the number of actinomycetes in gray forest soil. The numerosity of actinomycetes on plowing, cultivation and harrowing in comparison with virgin land was determined. Experience options. 1. Virgin land (control); 2. Plowing with the turnover of the seam to a depth of 30 cm; 3. Cultivation to a depth of 12 cm; 4. Harrowing to a depth of 4 cm. The replication of the experiment is 3 times, the area of the plot of 120 sq.m. the Results showed that the methods of soil treatment had a significant impact on the number of
actinomycetes. The numerosity of actinomycetes increases with increasing the depth of soil tillage. When plowing to a depth of 30 cm, the number of actinomycetes was the highest and was up to 290.2 thousand CFU against 143.1 thousand CFU when cultivating soil to a depth of 12 cm and 106.6 thousand CFU when cultivating soil to a depth of 4 cm. The minimum number of actinomycetes was on fallow soil. The activity of actinomycetes was also the largest when plowing. The treatment of the top layer of 2-4 cm of soil has no effect on the microbiological activity of actinomycetes, respectively, the use of harrowing as an additional method of stimulating microorganisms is not effective. Thus, plowing is the most effective method that increases the biological activity of actinomycetes. The increase in the number of actinomycetes and increase in their activity in the variant with plowing occurs as a consequence of the improvement of soil aeration conditions in comparison with other methods. Key words: actinomycetes, soil, microorganisms, plowing, cultivation, harrowing.
Введение. Почва является сложной гетерогенной системой и благодаря этому служит благоприятной средой для обитания микроорганизмов. Микроорганизмы, заселяющие почву, превращают малодоступные для растений вещества в усвояемые.
Антропогенное воздействие является мощным рычагом регулирования почвенного плодородия и микробного состояния почв. Вопросы о его роли в уровне плодородия почв начали обсуждаться еще с конца 19 века. Однако в литературе нет единого мнения о допустимой степени антропогенного воздействия на почву с целью получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур.
Изучая различные способы воздействия на почву в результате ее сельскохозяйственного использования, все большее число исследователей в мире уделяют внимание направленности и активности микробиологических превращений. Представляет интерес высоко биологически активные почвы, где процесс минерализации проходит энергично. Такие ученые, как В.Р. Вильяме [1], Замотаева Н.А [2], Мишустин Е.Н [3] считают, что глубокая до 30 см обработка почвы с оборотом пласта способствует развитию микробиологических процессов и обеспечивает активизацию микробиологической составляющей почвы. Однако, ряд авторов, признавая благоприятное воздействие вспашки на развитие биологических процессов, придерживается иной точки зрения на глубину обработки [4-7]. Они считают, что более глубокая содействует извлечению на поверхность бедных гумусом и микроорганизмами почвенных горизонтов. На следующий после обработки год биогенность поверхностного слоя постепенно повышается, но активность микрофлоры при этом выражена
При этом, резюмируя вышеизложенные факты, можно констатировать, что уровень микробной активности обусловлен целым комплексом факторов, среди них основными являются обеспеченность почвы органическим веществом, способ и глубина обработки почвы и другие.
Цель исследований - выявить влияние приёмов механической обработки на содержание актиномицетов в серой лесной почве.
Условия, материалы и методы: Исследования проводили на серой лесной, тяжелосуглинистой почве, характеризующейся следующими показателями: гумус, % - 2,56; гидролитическая кислотность, мг-экв. на 100 г почвы - 2,8; степень насыщенности и основаниями, % - 89,0; рН - 6,9, KCl - 5,7.
Количественный учет актиномицетов проводился на среде КАА (крахмало-аммиачном агаре). Разведение для учета актиномицетов - 1х 104. Учет колоний актиномицетов на 10-14 день после посева. Образцы почвы отбирались в три
срока Определение видовой принадлежности производилось методом окраски по Граму и установлении морфологических особенностей микроорганизмов методом оптической микроскопии.
Варианты опыта. 1.Целинная земля (контроль).
2.Вспашка с оборотом пласта на глубину 30 см.
3.Культивация на глубиту 12 см.
4.Боронование на глубину 4см. Повторность в опыте 3-кратная, площадь делянки 120 кв. м. Результаты исследований и обсуждение: Результаты исследования
показали, что приёмы обработки почвы оказали существенное влияние на численность микроорганизмов. Показатели численности актиномицетов при механической обработке почвы представлены в табл. 1.
Таблица 1 - Влияние приемов механической обработки почвы на численность актиномицетов, тыс. КОЕ на 1 г абсолютно сухой почвы_
Метод обработки Глубина обработки, см I отбор (1 сутки), КОЕ II отбор (30 суток), КОЕ III отбор (60 суток), КОЕ
К - 83,1 91,5 95,4
Вспашка 30 103,4 172,6 290,2
Культивирование 12 96,9 126 143,1
Боронование 4 95,9 103,3 106,6
НСР=0,01
Как видно из таблицы 1, показатели численности актиномицетов изменяются с глубиной обработки почвы. Так, при самой глубокой обработке (вспашка) показатели численности увеличились на 20,3 тыс. КОЕ при первом отборе по сравнению с контролем. Через 30 дней разрыв численности возрос на 81,1 тыс. КОЕ, что говорит о существенном повышении биологической активности актиномицетов по сравнению с необработанной почвой. Для отбора через 60 суток этот показатель увеличился до 194,8 тыс. КОЕ. Разница внутри варианта тоже существенна - между первым и вторым отборам значение роста составило 69,2 тыс. КОЕ; между вторым и третьим 117,6 тыс. КОЕ.
При культивации наблюдается небольшое увеличение показателей популяции актиномицетов к контролю при первичном отборе - 96,9 против 83,1 тыс. КОЕ. При этом, при втором отборе, как в предыдущем варианте, разница увеличивается с 13,8 до 34,5 тыс. КОЕ. После двух месяцев разница составила 47,7 тыс. КОЕ. Внутри варианта численность микроорганизмов увеличилась на 29,1 тыс. КОЕ между первым и вторым отборами и 17,1 тыс. КОЕ между вторым и третьим.
Наименьшие данные изменения численности наблюдаются в варианте боронование. Показатели численности к контролю составили 95,9 к 83,1 тыс. КОЕ (I отбор), 103,3 к 91,5 тыс. КОЕ (II отбор) и 106,6 к 95,4 тыс. КОЕ (III отбор).
Немаловажным показателем являются относительные темпы роста, на основании которого можно говорить об эффективности использования того или иного метода стимуляции биологической активности микроорганизмов.
Данные по механической обработке можно проследить по рис. 1
■Контроль ■Вспашка ■Кул ьтивация ■Боронование
Рисунок 1 - Динамика нарастания численности актиномицетов в зависимости от
приёмов обработки почвы
На рис. 1 видно следующее: контрольный вариант характеризуется небольшим ростом 10,1% за первый месяц, для второго 4,3%. Как можно заметить, произошел определенный спад роста численности актиномицетов на 5,8% за 30 суток. Это можно объяснить изменением погодно-климатических условий, которые серьезно влияют на степень биологической активности микроорганизмов. Общее увеличение численности актиномицетов с 1 по 3 отбор составило 14,8%.
Показатели по отбору на первые сутки приблизительно равны для всех вариантов механической обработки. Наблюдается небольшое превышение значений при механической обработке над значением контроля. Так, превышение при вспашке составило 24,4%, что максимально по вариантам опыта. Разница для культивирования и боронования составила 16,6 и 15,4% соответственно. Можно говорить о незначительной активирующей способности механической обработки почвы для размножения актиномицетов.
При вспашке значения темпов роста микроорганизмов изменялись следующим образом: за первый месяц показатели роста составили 66,9%, для второго 68,1%. Оба показателя аналогичны. Таким образом, темпы роста при использовании вспашки остаются на одном уровне. На основании этого можно говорить о положительном влиянии глубокой обработке почвы на темпы роста актиномицетов. Общий рост за два месяца - 180,7%; что существенно.
Для культивации показатели следующие: рост за первый месяц составил 30,0%, за второй 13,6%. По аналогии с контрольным вариантом темпы роста за второй месяц упали более чем в 2 раза. Можно предположить, что влияние погоды сказывается при обработке почвы до 15 см, в то время как в более глубоких слоях почвы влияние климата не настолько сильно. Возможно, за счет этого биологическая активность актиномицетов при вспашке поддерживается на определенном уровне. Общие темпы роста при культивации составили 47,7%, большая часть которых приходится на первый месяц.
Для боронования показатели темпов роста составили за первый месяц -7,7%; за второй - 3,19%. Показатели роста ниже контрольного варианта. При этом тенденция роста аналогична вариантам контроль и культивация. Снижение
темпов роста во второй месяц более чем в 2 раза. Общий рост за 60 суток -11,2%, что в 4 раза меньше этого же значения при культивации. Обработка самого верхнего слоя в 2-4 см почвы не оказывает никакого влияния на микробиологическую активность актиномицетов, соответственно использование боронования в качестве дополнительного приема стимулирования микроорганизмов при ремедиации не эффективно.
Максимальные значения, как относительные, так и абсолютные, по механической обработке отмечены при использовании вспашки. И если при первом отборе показатели по всем вариантам были приблизительно равны, то уже в первый месяц численность актиномицетов при использовании вспашки на 40,1% превышала аналогичный показатель при проведении культивации и на 67,1% при бороновании. На 60 сутки значения численности при вспашке были больше показателей, чем при культивации на 102,8%; и на 172,2%, чем при бороновании. Таким образом, вспашка является наиболее эффективным приёмом, повышающим биологическую активность актиномицетов.
Разница с контрольным вариантом для вспашки тоже велика и составляет для II отбора 88,6%; для III отбора - 204,2%.
Выводы. 1. Из вышесказанного следует, что увеличение аэрации вследствие механической обработки, является серьезным фактором повышения биологической активности актиномицетов. Соответственно вспашка, как прием, воздействующий на большую глубину почвенного профиля, эффективнее влияет на численность, чем другие.
2. Повышение темпов роста микроорганизмов положительно сказывается и на способностях к ремедиации, увеличивая коэффициент биологического поглощения. Стоит заметить, что помимо положительных аспектов, вспашка повышает почвенную эрозию, увеличивая транспортную способность токсикантов, поэтому ее использование в ремедиации должно проводиться вместе с мониторингом токсикологического состояния почвы.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Вильяме В.Р. Травопольная система земледелия. М.: Изд-во АНСССР, 1950. 137 с.
2. Замотаева H.A. Практикум по микробиологии для студентов специальности агрономия. Саранск, 2010. 187 с.
3. Мишустин E.H. Микроорганизмы и продуктивность земледелия М.: Наука, 1972. 343 с.
4. Звягинцев Д.Г., Зенова Г.М. Экология актиномицетов, М.: ГЕОС, 2001. 256 с.
5. Полянская Л.М., Звягинцев Д.Г. Популяционная экология актиномицетов в почвах и ее роль в управлении комплексом почвенных микроорганизмов // Изд. АН СССР. Сер. Биол., 1984. № 5. С. 746-752.
6. Широких И.Г. Антифунгальный потенциал актиномицетов из ризосферы ячменя на дерново-подзолистых почвах // Почвоведение. 2003.№ 4. С. 45-46.
7. Бессонова A.C. Изменение микробиологического режима карбонатного чернозёма под влиянием обработки почвы // Тр. Кишинёвкого СХИ им. М.В. Фрунзе. 2001. Вып. 342. С. 372-375.
