Розвиток ґрунтової мікрофлори
Спостереження за динамікою розвитку мікрофлори на полях світло-сірого лісового ґрунту, зайнятого посівом пшениці, показують, що під впливом вуглегумінових добрив загальна чисельність мікроорганізмів у орних горизонтах удобрених ділянок значно зростає (табл. 1).
| Варіанти досвіду | Кількість мікроорганізмів в 1 г сухого ґрунту | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Якщо | Гриби | Маслянокислі бактерії | Актиноміцети | Аеробні целюлозні бактерії | Нітрифікуючі бактерії | ||
| 12 ЧЕРВНЯ | |||||||
| Контроль (без добрив) | 19.10 6 | 9.10 3 | 10 4 | 13.10 3 | 6.10 3 | 10.10 1 | |
| Вуглегумінові 0.5 т/га | 268,10 6 | 15.10 3 | 10 5 | 10.10 3 | 13.10 4 | 4.10 3 | |
| Вуглегумінові 1 т/га | 284,10 6 | 19.10 3 | 10 6 | 21.10 3 | 17.10 4 | 5.10 3 | |
| Аміачна вода 240 л/га | 664,10 6 | 6.10 3 | 10 6 | 18.10 3 | 11.10 4 | 2.10 3 | |
| 11 серпня | |||||||
| Контроль (без добрив) | 11.10 6 | 8.10 3 | 10 5 | 17.10 3 | 11.10 3 | 20.10 1 | |
| Вуглегумінові 0.5 т/га | 262,10 6 | 14.10 3 | 10 6 | 81,10 3 | 15.10 3 | 2.10 3 | |
| Вуглегумінові 1 т/га | 230,10 6 | 21.10 3 | 10 6 | 76,10 3 | 14.10 3 | 3.10 3 | |
| Аміачна вода 240 л/га | 560,10 6 | 13.10 3 | 10 6 | 95,10 3 | 8.10 4 | 10.10 2 | |
Розвиток ґрунтової мікрофлори в різноудобреному ґрунті, зайнятому пшеницею
| Тип добрива | Загальна кількість мікроорганізмів | Активність нітрифікації |
|---|---|---|
| Неудобрений грунт | Низька | Слабка |
| Аміачна вода | Високий | Слабка на початку сезону |
| Вуглегумінові добрива | Високий | Активна |
Неудобрений грунт характеризується слабкою біогенністю. Найкращі показники зростання та розвитку мікроорганізмів, що ростуть на живильному середовищі, мали ділянки, удобрені аміачною водою. Загальна чисельність мікроорганізмів на тлі різних доз вуглегумінових добрив практично була однаковою, але досить високою в порівнянні з контролем.
Пізніше загальна кількість мікроорганізмів у сірому лісовому грунті дещо зменшується, однак залежність їх чисельності від виду і дози досліджуваних добрив зберігається до кінця вегетаційного сезону.
Вплив на різні групи мікроорганізмів
Збільшення загальної чисельності грунтової мікрофлори спочатку взаємодії аміачної води з грунтом відбувається за рахунок спороносних амоніфікаторів, які виявляються найбільш стійкими проти антисептичної дії аміаку. Мікроорганізми, що ростуть на МПА, добре розвивалися в удобреному аміачною водою ґрунті, здійснюючи надалі енергійну мінералізацію органічної речовини ґрунту та маси загиблих від аміаку мікробів.
Вуглегумінові добрива, незважаючи на те, що обробка вугілля аміаком була проведена до повного насичення, такого антисептичного впливу на ґрунтову мікрофлору не мають. Тому на тлі вуглегумінових добрив інтенсивно розвивалися гриби та нітрифікуючі бактерії, які до антисептичної дії аміаку виявляють особливу чутливість.
На тлі більшої дози вуглегумінових добрив загальна кількість грибної флори збільшується і дещо змінюється її видова різноманітність.
Розвиток збудників маслянокислого бродіння було однаково активним з усіх видів досліджуваних добрив. Таким чином, під впливом випробуваних добрив відбуваються суттєві зміни у розвитку мікроорганізмів, яким надається велике значення у здійсненні процесів освоєння рослинних залишків та утворенні перегнійних речовин.
Вважається загальновизнаним, що бактерії, що нітрифікують, є єдиним збудником процесів утворення нітратів. Тому облік розвитку нітрифікаторів має значення для характеристики дії досліджуваних добрив.
В умовах наших дослідів кількість бактерій, що нітрифікують (на вилуженому агарі з амонійно-магнієвою сіллю фосфорної кислоти) зростає по фону більшої дози вуглегумінових добрив.
Розвиток їх на тлі аміачної води, особливо в першу половину вегетаційного сезону, був слабким. Проте порівняно з показниками в нездобреному грунті аміачна вода дещо активувала процеси мобілізацій азоту в грунті.
Слабкий розвиток процесів нітрифікації в невдобреному ґрунті та активація їх досліджуваними добривами свідчать про нестачу енергетичного матеріалу для нітрифікації у світло-сірому лісовому ґрунті.
Вміст мінерального азоту на ділянках, удобрених більшою дозою вуглегумінових добрив, зростало до 4% по відношенню до загального азоту в перший термін дослідження і до 3,5% - у другий термін, у той час як на ділянках, удобрених аміачною водою, мінерального азоту містилося трохи менше на початку і майже вдвічі. Отже, вплив вуглегумінових добрив на процеси мобілізації рухомого азоту в ґрунті ефективніший за вплив аміачної води (табл. 2).
Мобілізація азоту у ґрунті
| Варіанти досвіду | Форма азоту | 12 червня | 11 серпня | ||
|---|---|---|---|---|---|
| На 100 г ґрунту, мг | Мінеральний азот (в % до загального) | На 100 г ґрунту, мг | Мінеральний азот (в % до загального) | ||
| Без добрив | Аміачний | 1,25 | 1,8 | 3,00 | 1,7 |
| Нітратний | 3,11 | 1,87 | |||
| Вуглегумінові добрива 0,5 т/га | Аміачний | 5,04 | 3,7 | 4,17 | 2,5 |
| Нітратний | 5,76 | 3,24 | |||
| Вуглегумінові добрива 1 т/га | Аміачний | 7,80 | 4,0 | 8,02 | 3,5 |
| Нітратний | 6,80 | 5,00 | |||
| 25-відсоткова аміачна вода 240 л/га | Аміачний | 5,00 | 3,0 | 4,00 | 2,0 |
| Нітратний | 6,67 | 2,74 | |||
Застосування нового виду органічних добрив мало певний вплив на динаміку розвитку актиноміцетів, врахованих на крохмало-аміачному середовищі. Так, зростання їх колоній на контрольних чашках був ледь помітний, тоді як на тлі аміачної води їх колонії досягали значних розмірів і мали більшу різноманітність видів. У зразках ґрунту, удобреного різними дозами вуглегумінових добрив, відмінностей щодо інтенсивності розвитку актиноміцетів не було.
Однак, при визначенні впливу досліджуваних добрив на чисельність окремих представників двох основних співтовариств ґрунтової мікрофлори особливих відмінностей за випробуваними видами добрив не встановлюється.
Висока аммоніфікуюча активність ґрунту, удобреного аміачною водою, вказує на активування процесів розпаду органічної речовини, що відбувається під впливом аміаку. Цей висновок підтверджується зростаючим до кінця вегетаційного сезону активним розвитком актиноміцетів та целюлозних бактерій у ґрунті, що отримала аміачну воду як удобрювальний засіб. Крім того, дослідженням динаміки перетворень перегнійних речовин встановлюється значне збільшення на той час вмісту водорозчинного перегною в удобреному аміачною водою грунті.
За даними дослідження мікробної асоціації, що руйнує клітковину, можна судити про стимулюючу дію вуглегумінових добрив на розвиток мікроорганізмів, що складають цю асоціацію (табл. 3).
Так, у невдобреному грунті у руйнуванні клітковини у стадії кущіння пшениці брали участь гриби та бактерії. А в добривому ґрунті в цей час дослідження гриби не виявлялися зовсім.
У другу половину вегетаційного сезону, зі збільшенням вмісту форм органічної речовини типу гумінових сполук, що важко мінералізуються, з'являються гриби і зростає кількість целюлозних бактерій і актиноміцетів. До цього часу гумінові сполуки, внесені у ґрунт із вуглегуміновими добривами, зазнають значних змін (табл. 4).
У зразках ґрунту, удобреного вуглегуміновими добривами, зростає вміст вільних гумінових кислот та фракцій їх рухомих форм. Одночасно в них відбувається і збільшення вмісту водорозчинних перегнійних сполук, що зростають від меншої норми добрив до більшої, накопичення яких свідчить про посилення процесів мінералізації органічної речовини самого ґрунту.
Безпосередній вплив аміаку на склад біооргано-мінерального комплексу ґрунту при застосуванні аміачної води значно підвищує інтенсивність мінералізації перегною. Відмічається при цьому руйнація органічної речовини ґрунту відбувається за рахунок фракцій, представлених рухомими сполуками гумінових кислот.
При застосуванні вуглегумінових добрив, навпаки, відзначається накопичення гумінових кислот (табл. 5).
Мікроорганізми, що руйнують клітковину
| Варіанти досвіду | Склад мікробної асоціації (%) | Загальна кількість мікроорганізмів (тис./г сухого ґрунту) | ||
|---|---|---|---|---|
| Гриби | Актиноміцети | Бактерії | ||
| 12 червня | ||||
| Без добрив | 52,4 | ні | 47,6 | 14,3 |
| Вуглегумінові добрива 0,5 т/га | ні | 55,3 | 44,7 | 198,0 |
| Вуглегумінові добрива 1 т/га | ні | 50,0 | 50,0 | 340,0 |
| 25-відсоткова аміачна вода 240 л/га | ні | 53,8 | 46,2 | 241,5 |
| 11 серпня | ||||
| Без добрив | 3,0 | 30,3 | 66,6 | 16,5 |
| Вуглегумінові добрива 0,5 т/га | 0,5 | 83,7 | 15,8 | 95,5 |
| Вуглегумінові добрива 1 т/га | 15,7 | 62,5 | 21,8 | 64,0 |
| 25-відсоткова аміачна вода 240 л/га | 5,2 | 57,8 | 37,0 | 216,0 |
Динаміка перегнійних сполук
| Варіанти досвіду | Загальний вуглець (за Тюріном) % | 12 червня | 11 серпня | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Гумінові кислоти (С) | Водорозчинні перегнійні речовини (С) | Гумінові кислоти (С) | Водорозчинні перегнійні речовини (С) | ||
| 12 червня | |||||
| Без добрив | 1,982 | 0,2106 | 0,01322 | - | - |
| Вуглегумінові добрива 0,5 т/га | 2,671 | 0,3289 | 0,01363 | - | - |
| Вуглегумінові добрива 1 т/га | 2,749 | 0,3376 | 0,01527 | - | - |
| 25-відсоткова аміачна вода 240 л/га | 2,762 | 0,2743 | 0,02023 | - | - |
| 11 серпня | |||||
| Без добрив | 1690 | - | - | 0,1456 | 0,01450 |
| Вуглегумінові добрива 0,5 т/га | 1735 | - | - | 0,1495 | 0,01685 |
| Вуглегумінові добрива 1 т/га | 1,865 | - | - | 0,2236 | 0,01789 |
| 25-відсоткова аміачна вода 240 л/га | 1,783 | - | - | 0,1459 | 0,01909 |
Таким чином, органічна речовина ґрунту, удобреного аміачною водою, стає більш доступною для ґрунтової мікрофлори і тому її мінералізація здійснюється швидше.
Уявлення про інтенсивність та напрямок перетворення перегнійних сполук Дають також дані, що визначають біогенність ґрунту та щільність його мікроскопічного населення на одиницю органічної речовини та азоту (табл. 5).
Загальна кількість мікроорганізмів
| Варіанти досвіду | Кількість мікроорганізмів на 1 г ґрунту | Кількість мікроорганізмів на 1 га органічної речовини | Кількість мікроорганізмів на 1 мг азоту |
|---|---|---|---|
| Без добрив | 15 | 441 | 6,817 |
| Вуглегумінові добрива 0,5 т/га | 265 | 5,666 | 102 000 |
| Вуглегумінові добрива 1 т/га | 257 | 5,467 | 83 000 |
| 25-відсоткова аміачна вода 240 л/га | 612 | 13 021 | 266 000 |
Як видно з розрахунків, наведених у таблиці 5, охоплення ґрунту життям досягає найбільших розмірів у зразках ґрунту, удобрених аміачною водою. На тлі різних норм вуглегумінових добрив суттєвих відмінностей у вмісті мікроорганізмів в 1 г сухого грунту немає. Однак у порівнянні з невдобреним ґрунтом вуглегумінові добрива активують мікробіологічну активність. Загальна кількість мікроорганізмів при застосуванні вуглегумінових добрив зростає у десятки разів.
Кількість мікроорганізмів, що припадають на одиницю органічної речовини та одиницю ґрунтового азоту в удобреному ґрунті, вказує на велику напруженість мікробіологічних процесів та визначає швидкість включення перегнійних та азотовмісних сполук у нові біологічні круговороти.
Відмінності за щільністю мікроорганізмів на одиницю перегною та азоту у різноудобреному ґрунті визначають також різну тривалість періоду інтенсивної біологічної діяльності. У ґрунті, удобреному вуглегуміновими добривами, мікробіологічні процеси протікають більш рівномірно протягом усього вегетаційного сезону.
Для дії аміачної води характерним є нерівномірний перебіг окремих мікробіологічних процесів, мабуть, через ті обставини, що аміак спочатку взаємодії з ґрунтом частково стерилізує її і змінює стан органічної речовини, викликаючи посилення рухливості перегною і перегрупування серед ґрунтових мікроорганізмів.
У таблиці 6 наведено дані, що характеризують вплив досліджуваних добрив на активність процесів нітрифікації, врахованих у різноудобреному ґрунті до досвіду (контрольний ґрунт у кожному варіанті досвіду) та після витримки його в оптимальних умовах вологи та температури протягом місяця (табл. 6).
Велике накопичення нітратів при витримуванні ґрунту у сприятливих умовах для розвитку нітрифікаторів встановлюється у зразках, удобрених вуглегуматами. Посилення нітрифікуючої активності сірих лісових ґрунтів при застосуванні вуглегумінових добрив визначається дією гуматів амонію, що містяться у складі добрив, як енергетичного матеріалу, що викликає одночасно підйом і загальну мікробіологічну діяльність.
У ґрунті, удобреному аміачною водою, процеси нітрифікації в ранні терміни дослідження пригнічені антисептичною дією аміаку. Тому в грунті, що отримала як енергетичний матеріал для процесу аміак і витриману в оптимальних умовах температури і вологи, кількість нітратів у ранні терміни розвитку пшениці не перевищувала їх кількості в контрольному грунті цього варіанта досвіду.
Разом з тим, рослини на тлі аміачної води найбільш характерні відмінності за кольором та потужністю мали саме в цей період часу. Вочевидь, у період розвитку пшениці основний формою азотного харчування рослин була аміачна форма. У подальші терміни дослідження дії аміачної води відзначалося на накопиченні нітратів, але без переваг перед варіантами вуглегумінових добрив.
Активність мікробіологічних процесів
| Варіанти досвіду | NO 3 (мг на 100 г сухого ґрунту) | Стиглість | ||
|---|---|---|---|---|
| До досвіду | У досвіді | До досвіду | У досвіді | |
| Посів пшениці | ||||
| Без добрив | 3,1 | 9,0 | 1,84 | 1,4 |
| Вуглегумінові добрива 1 т/га | 6,8 | 41,0 | 5,00 | 2,8 |
| 25-відсоткова аміачна вода 240 л/га | 6,6 | 6,5 | 2,74 | 3,5 |
| Посів кукурудзи | ||||
| Без добрив | 5,8 | 13,6 | 3,80 | 2,4 |
| Вуглегумінові добрива 2 т/га | 12,8 | 52,7 | 6,40 | 9,5 |
Підвищення енергії нітрифікуючої здатності ґрунту при застосуванні вуглегумінових добрив в умовах малої кількості річних опадів та посушливої весни є фактором, що характеризує новий вид органічних добрив як високоефективний добрив.
Основні висновки
Дослідження показали, що вуглегумінові добрива:
- Збільшують загальну чисельність ґрунтових мікроорганізмів у 10-15 разів у порівнянні з невдобреним ґрунтом
- Сприяють розвитку нітрифікуючих бактерій, збільшуючи вміст NO 3 у ґрунті
- Підвищують вміст гумінових кислот у ґрунті на 30-50%
- Забезпечують більш рівномірне перебіг мікробіологічних процесів протягом вегетаційного сезону.
- Збільшують доступність азоту для рослин, особливо у формі нітратів
- Стимулюють розвиток актиноміцетів та целюлозоруйнівних бактерій.
- Менш агресивно впливають на ґрунтову мікрофлору порівняно з аміачною водою