Оценка влияния интродукции грибов рода Trichoderma на комплекс микромицетов выщелоченного чернозема при традиционной и нулевой обработке почвы

Грибы рода Trichoderma являются типичными представителями почв различных типов . Они характеризуются широким набором мощных гидролитических ферментов, наличием метаболитов с антибиотической активностью и способностью к микопаразитизму. Микромицеты этого рода успешно используются для защиты сельскохозяйственных растений от фитопатогенов, получения различных ферментов, а также для ускорения компостирования растительных остатков [1, 2]. Внесение в почву метаболически активных видов рода Tri-choderma делает актуальным оценку их влияния на сообщество почвенных микроорганизмов.

Целью настоящей работы являлась оценка изменений в комплексе микроскопических грибов чернозема выщелоченного при интродукции штамма Trichoderma sp.14, используемого для ускорения гумификации соломы, на фоне традиционной (отвальная вспашка) и нулевой обработки почвы.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследования проводили в Кармаскалинском районе Республики Башкортостан. Почва опытного участка была представлена черноземом выщелоченным среднемощным высокогумусным легкоглинистым слабоэродированным. Агрохимические параметры почвы опытных делянок (слой А пах.): гумус -7,67%, рН 5,9, фосфор подвижный 3,33 мг/100 г почвы, валовой -156,74 мг/100 г почвы, азот щелочногидролизуемый - 231 мг/кг почвы. Мелкоделяночный опыт был заложен весной 2011 года на поле с классической обработкой почвы (вспашка плугом с оборотом пласта на глубину 2830) и поле с прямым посевом (no-tillage, глубина посева 5-6 см). Площадь делянок составила 4 м2 (2×2 м). Солому пшеницы вносили поверхностно до основной обработки почвы в дозе 10 кг на делянку. Для ускорения разложения растительных

остатков использовали суспензию микроскопического гриба Trichoderma sp.14. Штамм Trichoderma sp.14 был выделен из сплавины озера Чебаркуль и показал высокую гумифицирующую активность по отношению к сплавине в лабораторных опытах [3]. Штамм Trichoderma sp.14 выращивали на среде Чапека (2% сахарозы) в течение 14 сут. На делянку вносили по 10 г сырой биомассы, суспендированной в 10 л воды. Титр рабочей суспензии составлял 10⁸ КОЕ/мл. Образцы для микробиологического анализа отбирали в 2011 и 2012 гг. со следующих вариантов опыта: 1. Контроль; 2. Солома + NР(60); 3. Солома + Trichoderma sp.14 + NР(60).

Выделение и учет микроскопических грибов проводили методом посева почвенной суспензии на среды Чапека и Гетчинсона. Комплекс микромице-тов описывали, используя критерии относительного обилия и временной частоты встречаемости видов, для оценки степени сходства комплексов применяли коэффициент Съеренсена-Чекановского [4, 5]. Идентификацию микромицетов проводили по определителям [6-8]. Статистическую обработку результатов осуществляли с использованием пакета программ Statistica 6.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Из почвы опытного участка было выделено 40 видов микромицетов, принадлежащих 21 роду (табл.). В комплексе преобладали представители рода Penicillium (11 видов), из рода Aspergillus было обнаружено 5 видов, микромицеты остальных родов были представлены 1-2 видами.

Как видно из таблицы, грибы рода Trichoderma присутствовали в почве всех вариантов опыта. Анализ обилия и временной встречаемости группы представителей рода Trichoderma показывает, что интродукция штамма не привела к существенному росту обилия микроскопических грибов этого рода по сравнению с другими вариантами опыта. Внесение соломы (при обоих видах обработки почвы) приводило к более существенному увеличению численности триходерм, чем дополнительная обработка соломы суспензией штамма. Эти результаты, вероятно, свидетельствуют о том, что внесение до- полнительного субстрата приводит к стимуляции аборигенных видов рода Trichoderma, конкуренция с ними, очевидно, и сдерживает развитие интродуцированного штамма в соответствующих вариантах опыта и приводит к уменьшению обилия микроми-цетов этого рода.

Анализ видового богатства показал, что солома в сочетании с внесением Trichoderma sp.14 при обоих видах обработки приводила к возрастанию этого показателя. Эффект был выражен сильнее при нулевой обработке почвы: 21 вид на контроле и 23 вида при использовании соломы в сочетании с обработкой Trichoderma sp.14. Напротив, видовое разнообразие в условиях удобрения растительными остатками снижалось, очевидно, за счет развития узкой группы грибов-гидролитиков.

Таблица. Типичные виды микроскопических грибов, выделенные из вариантов опыта (относительное обилие/ временная встречаемость,%)

Прим. « - » - вид не выделен

Видовой состав микромицетов чернозема выщелоченного при различных обработках отличался, в основном, за счет доминирующих видов. При отвальной вспашке доминировали Acremonium sp, P.decumbens , Chaetomium globosum (в вариантах контроля и при внесении соломы с Trichoderma sp.14), тогда как при нулевой обработке максимальным обилием и временной встречаемостью характеризовались P.purpurogenum, P.funiculosum .

В составе микроскопических грибов чернозема выщелоченного выявлены виды, приуроченные к определенным вариантам опыта (эти виды не представлены в таблице). Только из вспаханной почвы выделялись Alternaria alternata, Gliomastix sp. во всех вариантах, Cephalotrichum stemonitis – в контрольном варианте, Penicillium implicatum и Zygo-desmus sp. – при внесении соломы, Aspergillus fumi-gatus, Fusarium sp., P.velutinum - в варианте с совместным внесением соломы и Trichoderma sp.14. В почве при нулевой обработке обнаружены Myco-gone nigra и Lecanicillium lecani в варианте контро- ля и Mucor sp. – в контрольном варианте и при внесении соломы.

Кластерный анализ показал, что внесение Tri-choderma sp.14 в большей степени оказывает влияние на комплекс микромицетов при отвальной вспашке (рис.). При нулевой обработке почвы комплексы вариантов при внесении соломы с интродукцией штамма и без таковой сходны. Действительно, перемешивание соломы с почвой при обороте пласта плугом способствует механическому проникновению штамма в верхние слои почвы и, вероятно, может приводить к его воздействию на аборигенные микроскопические грибы. Существование такой возможности было показано на раз- личных типах черноземов и серой лесной почве при интродукции в них представителей рода Tri-choderma [9,10]. При нулевой обработке растительные остатки остаются на поверхности в виде мульчи, что препятствует активному движению интродуцированного штамма в верхние слои почвы. Следует отметить, что комплекс микромицетов контрольного варианта нулевой обработки почвы также сильно отличался от остальных. Полученные данные согласуются с результатами исследований других авторов, которые в полевых условиях показали, что комплексы микромицетов при нулевой и традиционной обработке почвы отличались [11].

с . Дендрограмма сходства комплексов микромицетов вариантов опыта: отвальная вспашка – КО - контроль, ОС - внесение соломы, ОСТ - внесение соломы и Trichoderma sp.14, нулевая обработка – КН – контроль, НС-внесение соломы, НСТ - внесение соломы и Trichoderma sp.14

Таким образом, по результатам двухлетнего полевого опыта можно заключить, что использование штамма Trichoderma sp.14. для ускорения разложения растительных остатков не приводит к существенной перестройке комплекса микроскопических грибов при нулевой обработке почвы, но изменяет структуру и видовой состав микромицетов чернозема выщелоченного в условиях отвальной вспашки.