Микромицеты чернозема южного при использовании нетрадиционных видов органических удобрений

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 минеральн ых 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.

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 С орг 50-60%, содержание общего азота- 28020мг/кг, щелочногидролизуемого азота-1493 мг/кг, валового фосфора -376,2 мг/100 г, подвижного (по Чирикову) 1,2 мг/100 г, рН вод-6,72.

Сапропель оз. Чебаркуль относится к классу детритовых. Его свойства – содержание С орг – около 53%, общего азота – 18084 мг/кг, легкогидролизуемого 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 60 , 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 микромице-тов 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 Fun-gorum. 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 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 мик-ромицетов до уровня 9,8х104 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 микро-мицетов 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		C	-	10/50
Emericellopsis sp.	-	-	15/75	-
Fusarium oxysporum Schltdl.	38/75	43/75	63/100	43/75
Paecilomyces lilacinus (Thom)Samson	55/75	40/100	45/100	60/100
P.marquandii ( Massee)S.Hughes	С	28/50	-	-
Penicillium 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.cyaneum (Bainier&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.glabrum (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
Penicillium 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, Penicillium 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 Penicillium, 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, Penicillium 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 P. 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 ox-ysporum, P.dierckxii , P.purpurogenum, 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, P.purpurogenum, T. 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 выравненности (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 Шеннона (H)	Индекс Пиелу (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 (S) показал, что сплавина и сапропель вызывали однотипную трансформацию комплексов, что подтверждается высоким уровнем их сходства (S=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.