Таксономический состав и организация микробного сообщества дерново-подзолистых почв после внесения соломы зерновых культур и использования препарата Баркон

Таксономический состав и организация микробного сообщества дерново-подзолистых почв после внесения соломы зерновых культур и использования препарата Баркон

Автор: Орлова О.В., Чирак Е.Л., Воробьев Н.И., Свиридова О.В., Лисина Т.О., Андронов Е.Е.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Агросистемы будущего агротехнологии и экология

Статья в выпуске: 1 т.54, 2019 года.

Бесплатный доступ

Современная концепция воспроизводства почвенного органического вещества требует закрепления углерода растительных остатков в почве посредством образования устойчивых органических соединений. В этой связи важна роль биопрепаратов, ускоряющих разложение соломы. В настоящем исследовании впервые установлено, что инокуляция соломы препаратом Баркон (комплексная ассоциация микроорганизмов, разработанная во Всероссийском НИИ сельскохозяйственной микробиологии) способствует формированию деструктивных микробных биосистем с набором наиболее эффективных микроорганизмов из почвенного сообщества и упорядоченным действием по разложению растительных остатков соломы. Показано, что наибольшее влияние на состав микробных сообществ, ведущих разложение соломы, оказывают свойства почвы, а не биопрепарат, вид или глубина заделки соломы. Целью работы была оценка таксономического состава почвенного микробного сообщества, разлагающего солому зерновых культур, и роли микроорганизмов, входящих в состав биопрепарата Баркон, в изменении микробиома...

Еще

Микробное сообщество, солома, биопрепараты, баркон, индекс фрактальных структур

Короткий адрес: https://sciup.org/142220092

IDR: 142220092   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2019.1.47rus

Список литературы Таксономический состав и организация микробного сообщества дерново-подзолистых почв после внесения соломы зерновых культур и использования препарата Баркон

  • Fageria N.K. Role of soil organic matter in maintaining sustainability of cropping systems. Commun. Soil Sci. Plant, 2012, 43(16): 2063-2113 ( ) DOI: 10.1080/00103624.2012.697234
  • Использование соломы как органического удобрения/Под ред. Е.Н. Мишустина. М., 1980.
  • Mahmoodabadi M., Heydarpour E. Sequestration of organic carbon influenced by the application of straw residue and farmyard manure in two different soils. International Agrophysics, 2014, 28(2): 169-176 ( ) DOI: 10.2478/intag-2014-0005
  • Голубев И.Г., Шванская И.А., Коноваленко Л.Ю., Лопатников М.В. Рециклинг отходов в АПК: справочник. М., 2011.
  • Surekha K., Reddy K.P.C., Kumari A. P.P., Sta Cruz P.C. Effect of straw on yield components of rice (Oryza sativa L.) under rice-rice cropping system. J. Agron. Crop Sci., 2006, 192(2): 92-101 ( ) DOI: 10.1111/j.1439-037X.2006.00192.x
  • Русакова И.В., Воробьев Н.И. Использование биопрепарата Баркон для инокулирования соломы, применяемой в качестве удобрения. Достижения науки и техники АПК, 2011, 08: 25-28.
  • Zhang P., Wei T., Jia Z., Han Q., Ren X., Li Y. Effects of straw incorporation on soil organic matter and soil water-stable aggregates content in semiarid regions of Northwest China. PloS ONE, 2014, 9(3): e92839 ( )
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0092839
  • Li P., Zhang D. D., Wang X. J., Wang X., Cui Z. Survival and performance of two cellulose-degrading microbial systems inoculated into wheat straw-amended soil. J. Microbiol. Biotechn., 2012, 22(1): 126-132 ( )
  • DOI: 10.4014/jmb.1102.02021
  • Шершнева О.М., Тарасов С.А. Использование микробиологических препаратов для ускорения деструкции соломы. Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии, 2014, 6: 41-45.
  • Pfender W.F., Fieland V.P., Ganio L.M., Seidler R.J. Microbial community structure and activity in wheat straw after inoculation with biological control organisms. Applied Soil Ecology, 1996, 3(1): 69-78 ( )
  • DOI: 10.1016/0929-1393(95)00068-2
  • Семенов В.М., Иванникова Л.А., Тулина А.С. Стабилизация органического вещества в почве. Агрохимия, 2009, 10: 77-96.
  • Hatfield J.L., Walthall C.L. Soil biological fertility: Foundation for the next revolution in agriculture? Commun. Soil Sci. Plant., 2015, 46(6): 753-762 ( )
  • DOI: 10.1080/00103624.2015.1005227
  • Nannipieri P., Ascher J., Ceccherini M.T., Landi L., Pietramellara G., Renella G. Microbial diversity and soil functions. Eur. J. Soil Sci., 2003, 54(4): 655-670 ( )
  • DOI: 10.1046/j.1351-0754.2003.0556.x
  • McGuire K.L., Treseder K.K. Microbial communities and their relevance for ecosystem models: decomposition as a case study. Soil Biology and Biochemistry, 2010, 42(4): 529-535 ( )
  • DOI: 10.1016/j.soilbio.2009.11.016
  • Young I.M., Crawford J.W. Interactions and self-organization in the soil-microbe complex. Science, 2004, 304(5677): 1634-1637 ( )
  • DOI: 10.1126/science.1097394
  • Crawford J.W., Deacon L., Grinev D., Harris J.A., Ritz K., Singh B.K., Young I. Microbial diversity affects self-organization of the soil-microbe system with consequences for function. Journal of the Royal Society Interface, 2012, 9(71): 1302-1310 ( )
  • DOI: 10.1098/rsif.2011.0679
  • Marschner P., Kandeler, E., Marschner, B. Structure and function of the soil microbial community in a long-term fertilizer experiment. Soil Biology and Biochemistry, 2003, 35(3): 453-461 ( )
  • DOI: 10.1016/S0038-0717(02)00297-3
  • Wickings K., Grandy S., Reed S., Johnson N. The origin of litter chemical complexity during decomposition. Ecology Letters, 2012, 15(10): 1180-1188 ( )
  • DOI: 10.1111/j.1461-0248.2012.01837.x
  • Sonnleitner R., Lorbeer E., Schinner F. Effects of straw, vegetable oil and whey on physical and microbiological properties of a chernozem. Applied Soil Ecology, 2003, 22(3): 195-204 ( )
  • DOI: 10.1016/S0929-1393(02)00159-2
  • Tenney F.G., Waksman S.A. Composition of natural organic materials and their decomposition in the soil: IV. The nature and rapidity of decomposition of the various organic complexes in different plant materials, under aerobic conditions. Soil Sci., 1929, 28(1): 55-84.
  • Тихонович И.А., Кожемяков А.П., Чеботарь В.К., Круглов Ю.В., Кандыбин Н.В., Лаптев Г.Ю. Биопрепараты в сельском хозяйстве (Методология и практика применения микроорганизмов в растениеводстве и кормопроизводстве). М., 2005.
  • Бикташева Л.Р., Белоногова Н.В., Селивановская С.Ю., Галицкая П.Ю. Эффективность интродукции микроорганизмов, применяемых для направленного изменения свойств компостов. Учебные записки Казанского университета. Серия естественные науки, 2016, 158(4): 493-506.
  • Свиридова О.В., Воробьев Н.И., Проворов Н.А., Орлова О.В., Русакова И.В., Андронов Е.Е., Пищик В.Н., Попов А.А., Круглов Ю.В. Выравнивание почвенных условий для развития растений при деструкции растительных остатков микробными препаратами. Сельскохозяйственная биология, 2016, 51(5): 664-672 ( )
  • DOI: 10.15389/agrobiology.2016.5.664rus
  • Свиридова О.В., Михалева Л.В., Воробьев Н.И., Кочетков В.В. Разложение коры хвойных деревьев грибами и бактериями. Микология и фитопатология, 2001, 35(6): 38-47.
  • Орлова О.В., Андронов Е Е., Воробьев Н И, Колодяжный А.Ю., Москалевская Ю.П., Патыка Н.В., Свиридова О.В. Состав и функционирование микробного сообщества при разложении соломы злаковых культур в дерново-подзолистой почве. Сельскохозяйственная биология, 2015, 50(3): 305-314 ( )
  • DOI: 10.15389/agrobiology.2015.3.305rus
  • Агрохимические методы исследования почв/Под ред. А.В. Соколова. М., 1975.
  • Справочник по анализу органических удобрений/Под ред. А.И. Еськова. М., 2000.
  • Сафонов А.П. К методике подготовки образцов почв для определения гумуса. В кн.: Гумус и азот в земледелии нечерноземной зоны РСФСР. Л., 1987: 14-16.
  • Шульц Э., Кершенс М. Характеристика разлагаемой части органического вещества почв и ее трансформации при помощи экстракции горячей водой. Почвоведение, 1998, 7: 890-894.
  • Паников Н.С., Горбенко А.Ю., Светлов С.В. Способ определения суммарного содержания водорастворимых органических веществ в почве. Патент № 1318909 (СССР) МКП G 01 N 33/24. МГУ им. М.В. Ломоносова (СССР). № 3949440/30-15. Заявл. 06.09.85. Опубл. 23.06.87. Бюл. № 23.
  • West A.W., Sparling G.P. Modification to the substrate-induced respiration method to permit measurement of microbial biomass in soils of different water contents. J. Microbiol. Meth., 1986, 5(3-4): 177-189 ( )
  • DOI: 10.1016/0167-7012(86)90012-6
  • Благодатский С.А., Благодатская Е.В., Горбенко А.Ю., Паников Н.С. Регидратационный метод определения биомассы микроорганизмов в почве. Почвоведение, 1987, 4: 64-72.
  • Основные микробиологические и биохимические методы исследования почв: Методические указания. Л., 1987.
  • Андронов Е.Е., Пинаев А.Г., Першина Е.В., Чижевская Е.П. Научно-методические рекомендации по выделению высокоочищенных препаратов ДНК из объектов окружающей среды. Метод. указ. СПб, 2011.
  • Bates S.T.D., Berg-Lyons J.G., Caporaso W.A., Walters A. W., Knight R., Fierer N. Examining the global distribution of dominant archaeal populations in soil. The ISME Journal, 2010, 5: 908-917 ( )
  • DOI: 10.1038/ismej.2010.171
  • Caporaso J.G., Bittinger K., Bushman F.D., DeSantis T.Z., Andersen G.L., Knight R. PyNAST: a flexible tool for aligning sequences to a template alignment. Bioinformatics, 2010, 26(2): 266-267 ( )
  • DOI: 10.1093/bioinformatics/btp636
  • Воробьев Н.И., Свиридова О.В., Патыка Н.В., Думова В.А., Мазиров М.А., Круглов Ю.В. Фрактально-таксономический портрет микробного сообщества как биондикатор вида почвенных деструктивных процессов. Мат. Межд. конф. «Биодиагностика в экологической оценке почв и сопредельных сред». М., 2013: 38.
  • Воробьев Н.И., Проворов Н.А., Свиридова О.В., Пищик В.Н., Семенов А.М., Никонов И.Н. Фрактально-таксономический портрет и индекс сетевой организации почвенных микробных сообществ. Мат. Всерос. симп. «Современные проблемы физиологии, экологии и биотехнологии микроорганизмов»/Под ред. А.И. Нетрусова, Н.Н. Колотилова. М., 2014: 55.
  • Воробьев Н.И., Свиридова О.В., Кутузова Р.С. Методические рекомендации по использованию граф-анализа в исследованиях биосистем, состоящих из биотических и абиотических компонентов. СПб-Пушкин, 2006.
  • Воробьев Н.И., Проворов Н.А., Пищик В.Н., Свиридова О.В. Программа двухфакторного дисперсионного анализа биологических данных. Программа зарегистрирована в ФГУ ФИПС в отделе регистрации программ для ЭВМ № 2014661477 от 30.10.2014.
  • Wang Q., Garrity G.M., Tiedje J.M., Cole J.R. Naïve bayesian classifier for rapid assignment of rRNA sequences into the new bacterial taxonomy. Appl. Environ. Microbiol., 2007, 73(16): 5261-5267 ( )
  • DOI: 10.1128/AEM.00062-07
  • Илялетдинов А.Н. Микробиологические превращения азотсодержащих соединений. Алма-Ата, 1976.
  • Fog K. The effect of added nitrogen on the rate of decomposition of organic matter. Biological Reviews, 1988, 63(3): 433-462 ( )
  • DOI: 10.1111/j.1469-185X.1988.tb00725.x
  • Бакина Л.Г. Роль фракций гумусовых веществ в почвенно-экологических процессах. Автореф. докт. дис. СПб, 2012.
  • Мишустин Е.Н. Микроорганизмы и плодородие почвы. М., 1956.
  • Bastian F., Bouziri, L., Nicolardot, B., Ranjard, L. Impact of wheat straw decomposition on successional patterns of soil microbial community structure. Soil Biology and Biochemistry, 2009, 41(2): 262-275 ( )
  • DOI: 10.1016/j.soilbio.2008.10.024
  • Sun B., Wang X., Wang F., Jiang Y., Zhang X.X. Assessing the relative effects of geographic location and soil type on microbial communities associated with straw decomposition. Appl. Environ. Microbiol., 2013, 79(11): 3327-3335 ( )
  • DOI: 10.1128/AEM.00083-13
  • Sait M., Davis K. E. R., Janssen P. H. Effect of pH on isolation and distribution of members of subdivision 1 of the phylum Acidobacteria occurring in soil. Appl. Environ. Microbiol., 2006, 72(3): 1852-1857 ( )
  • DOI: 10.1128/AEM.72.3.1852-1857.2006
  • Griffiths B. S. Ritz, K., Ebblewhite, N., Dobson, G. Soil microbial community structure: effects of substrate loading rates. Soil Biology and Biochemistry, 1998, 31(1): 145-153 ( )
  • DOI: 10.1016/S0038-0717(98)00117-5
  • Nicolardot B., Bouziri L., Bastian F., Ranjard L. A microcosm experiment to evaluate the influence of location and quality of plant residues on residue decomposition and genetic structure of soil microbial communities. Soil Biology and Biochemistry, 2007, 39(7): 1631-1644 ( )
  • DOI: 10.1016/j.soilbio.2007.01.012
  • Kramer S., Dibbern D., Moll J., Huenninghaus M., Koller R., Krueger D., Marhan S., Urich T., Wubet T., Bonkowski M., Buscot F. Resource partitioning between bacteria, fungi, and protists in the detritusphere of an agricultural soil. Front. Microbiol., 2016, 7: 1524 ( )
  • DOI: 10.3389/fmicb.2016.01524
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp