Изучение антифунгальной и ростостимулирующей деятельности микробиологического удобрения «Байкал ЭМ1», его влияния на показатели биологической активности почвы и продуктивность сахарной свеклы и картофеля в зависимости от способов его применения

А.П. Кожемякин
К.б.н., зав. лабораторией экологии микроорганизмов, ГНУ Всероссийский НИИ сельскохозяйственной микробиологии, кафедра растениеводства, г. Пушкин (г. С-Петербург).

В 2002 году на кафедре растениеводства Санкт – Петербургского Государственного Аграрного Университета были проведены испытания по определению фунгистатической активности микробиологического удобрения «Байкал ЭМ1» по отношению к наиболее распространенным и опасным для растений фитопатогенным грибам.

Фунгистатическую активность определяли общепринятыми методами (метод колодцев) и измеряли по величине зоны ингибирования гриба в мм.

Антагонистическую активность штамма изучали в условиях лабораторных, вегетационных и полевых опытов. Исследовались фитопатогенные грибы, принадлежащие к родам Rhizoctonia , Fuzarium , Phoma , Phytophtora , выделенные из пораженных клубней или растений картофеля (табл.1).

Таблица 1
Фунгистатическая активность биопрепаратов (зона ингибирования, мм)

Биопрепарат	«Байкал ЭМ1» исх.	«Байкал ЭМ1» 1:100	«Флавобактерин»
Вид гриба
Fus. oxysporum	7	0	3
Fus. Graminearum	9	2	5
Alternaria sp.	2	0	0
Rhizoctonia solani	6	0	8
Penicillium sp.	8	0	4
Botritis cineria	3	0	0

Исходный (неразбавленный) раствор «Байкал ЭМ1» имел достаточно высокую антифунгальную активность. Но при разбавлении 1:100 действие «Байкал ЭМ1» на грибы уже не было заметно.

Биопрепарат «Флавобактерин», являющийся одним из наиболее активных по отношению к фитопатогенным грибам, несколько уступал исходной концентрации «Байкал ЭМ1».

Была проверена ростостимулирующая активность «Байкал ЭМ1» двумя методами:

• альгологическсий метод на посевах хлореллы в чашках Петри по размерам зон ингибирования или стимулирования;
• метод Берестецкого О.А. по стимулированию роста корней однодневных проростков кукурузы.

Опытами показано, что высокие концентрации «Байкал ЭМ1» (вплоть до 1:100)) существенно ингибируют рост растений (табл.2).

Таблица 2
Ростостимулирующая активность биопрепаратов

Препараты	Хлорелла, % к контролю		Кукуруза, % к контролю
	стимуляция	ингибирование	стимуляция	ингибирование
«Байкал ЭМ1» исх.	0	100	0	95
«Байкал ЭМ1» 1:100	0	70	0	50
«Байкал ЭМ1» 1:1000	0	25	0	10
«Флавобактерин»	60	0	0	0

Таким образом, проведенные исследования показали, что микробиологическое удобрение «Байкал ЭМ1» может быть использовано для санации почвы от фитопатогенных грибов при его высоких концентрациях. Однако при этом следует выявить время, необходимое для снижения ингибирующего действия на рост растений.

Исследовались показатели биологической активности почвы в зависимости от способов применения микробиологического удобрения «Байкал ЭМ1».

В качестве интегральных показателей биологической активности почвы использовали интенсивность продуцирования углекислоты и нитрогеназную активность почвы (редукцию ацетилена). Эти показатели определялись при выращивании сахарной свеклы.

Нитрогеназную активность почвы и производство углекислоты определяли методом хроматографии.

Оценку показателей биологической активности почвы проводили в разные сроки роста растений сахарной свеклы, что позволило оценить длительность воздействия изучаемых факторов.

Установлено, что практически все варианты применения «Байкал ЭМ1», а также минеральные удобрения существенно снижали показатели биологической активности почвы ( табл.3).

Таблица 3
Влияние биопрепаратов и способов их применения на показатели Биологической активности почвы (вегетационный опыт с сахарной свеклой) (мг СО2/кг почвы/сутки-% к контролю; мкг N 2/кг почвы/сутки–% к контролю)

 

Вариант	1 срок	2 срок	3 срок	4 срок
Контроль	133 – 100% 18 – 100%	172 – 100% 36 – 100%	450 – 100% 50 – 100%	105 – 100% 45 – 100%
«Байкал ЭМ1» при посеве	84* - 64% 9* - 50%	155* - 89% 25* - 68%	390* - 87% 52 – 104%	125* - 115% 37
«Байкал ЭМ1» трехкратная обработка растений	75* - 57% 11* - 60%	133* - 77% 29* - 80%	375* - 82% 55 – 110%	95 – 90% 42 – 95%
«Байкал ЭМ1» при посеве + в вегетацию	123 – 92% 14 – 79%	115 – 68% 35 – 97%	395* - 89% 64* - 128%	79* - 74% 52 – 115%
«Флавобактерин»	148* - 111% 18 – 100%	155 – 89% 44* - 124%	480 – 108% 72* - 124%	125* - 115% 69* - 148%
Минеральные удобрения (двойная доза)	95* - 72% 8* - 44%	140* - 81% 19* - 50%	335* - 73% 22* - 44%	122* - 117% 30* - 68%
НСР 05 СО2 N 2	11,3 5,2	17,4 6,9	47,5 9,8	14,0 7,5

*различия с контролем достоверны

Следует учесть, что интенсивность биологической активности почвы была очень динамична, что связано с экологическими условиями и поступлением в почву органических остатков и корневых выделений растений.

В основном интенсивность «дыхания почвы» и нитрогеназная активность согласованно реагировали на применение биопрепаратов, но в конце вегетационного периода «Байкал ЭМ1» (вариант применения при посеве и в процессе вегетации) существенно ( на 15 – 40%) повышал нитрогеназную (азотофиксирующую) активность почвы.

Эти результаты хорошо совпадают с динамикой роста сахарной свеклы: в начальные периоды наблюдалось некоторое отставание роста, а затем усиление.

Исследовалось влияние способов применения «Байкал ЭМ1» на продуктивность и качество сахарной свеклы.

В условиях вегетационного опыта растения сахарной свеклы выращивались в сосудах, содержащих 5 кг дерново – подзолистой почвы. Опыты проводили в летний период в теплицах с естественным световым и температурным режимами. В каждом сосуде после появления всходов оставляли по 3 одинаково развитых растения. Влажность почвы поддерживали на уровне 60% от полной влагоемкости регулируемым поливом сосудов с контролем их веса.

Содержание общего азота определяли методом Къельдаля. Содержание сахаров в свекле определялось по методу Бертрана, а нитратов – с использованием дисульфофениловой кислоты.

«Байкал ЭМ1» применялся несколькими способами: при посеве, в процессе вегетации и комбинированно.

Применение «Байкал ЭМ1» существенно повлияло на продуктивность надземной массы растений сахарной свеклы (табл.4).

Таблица 4
Влияние способов применения биоудобрения «Байкал ЭМ1» на динамику образования надземной массы сахарной свеклы (вес воздушно-сухой массы, г/сосуд)

 

Вариант	1 срок	2 срок	3 срок
Контроль	9,3 – 100%	19,8 – 100%	20,5 – 100%
«Байкал ЭМ1» при посеве	9,6 – 104%	23,6 – 119%*	20,8 – 102%
«Байкал ЭМ1» трехкратная обработка	11,5 – 123%*	23,4 – 118%*	22,5 – 110%
«Байкал ЭМ1» при посеве+ в вегетацию	8,1 – 88%	30,9 – 157%*	31,5 – 154%*
«Флавобактерин»	9,0 – 97%	26,7 – 133%*	28,8 – 142%*
Минеральные удобрения (двойная доза)	11,5 – 123%*	34,4 – 168%*	35,7 – 177%*

* различия с контролем достоверны

Наибольшее действие оказало применение «Байкал ЭМ1» при посеве и в вегетацию.

Препарат «Байкал ЭМ1» существенно повлиял на урожайность и качество сахарной свеклы (табл.5).

Таблица 5
Влияние способов применения биоудобрения «Байкал ЭМ1» на качество урожая сахарной свеклы

 

Варианты опыта	Урожай сахарной свеклы (масса сырых корнеплодов), т/га	Содержание сахаров (мг/г сухой массы)	Накопление сахаров (% к контролю)	Содержание нитратов (% к контролю)
Контроль	50,9 – 100%	270 – 100%	100%	4,8 – 100%
«Байкал ЭМ1» при посеве	58,7 – 115%	260 – 96%	110%	90%
«Байкал ЭМ1» трехкратная обработка	52,9 – 104%	380 – 140%*	147%	135%
«Байкал ЭМ1» при посеве + в вегетацию	68,0 – 133%*	250 – 92%	123%	65%
«Флавобактерин»	55,9 – 110%	290 – 108%	119%	90%
Минеральные удобрения (двойная доза)	76,8 – 151%	310 – 115%*	174%	155
НСР 05	6,3	25,5

Наибольшая прибавка урожая наблюдалась в варианте с комбинированной обработкой растений (при посеве и в процессе вегетации) и достигла 33%. Но наибольшее содержание сахаров получилось в варианте с трехкратной обработкой вегетирующих растений. Содержание сахаров увеличилось на 40%.

С учетом увеличения урожайности, при трехкратной обработке растений раствором «Байкал ЭМ1» накопление сахаров в свекле возросло почти в 1,5 раза.

Накопление нитратов в корнеплодах не превысило норм, а комплексная обработка растений раствором «Байкал ЭМ1» снижала содержание нитратов на 35%.

Проверяли способы применения микробиологического удобрения «Байкал ЭМ1» на продуктивность и качество картофеля.

Испытания проводили на опытном поле университета и на территории ЗАО «Агрофирма Онега».

Схема опыта:

Естественное плодородие почвы (контроль – К).

К + 300 кг/га комплексного минерального удобрения «Кемира» ( NPK ).

К + «Байкал ЭМ1» (производитель – ПО «ЭМ – Кооперация», г. Москва).

К + «Флавобактерин» (производитель – ВНИИСХМ, г. С.-Петербург).

К + «Экстрасол» (производитель – АО « БИСОЛБИ – ИНТЕР»,

г. С.- Петербург).

Биопрепараты применяли следующими способами:

• внесение в почву перед посадкой (полив почвы рабочим раствором);
• обработка клубней перед посадкой;
• опрыскивание растений по вегетации (трехкратное);
• комплексное применение (внесение в почву + обработка клубней + опрыскивание по вегетации трехкратное).

Картофель выращивался на опытных делянках с площадью 7,5 м2. общая площадь опыта – 360 м2. Картофель высаживался в гребни. Для посадки использовались миниклубни среднераннего сорта «Елизавета». Норма посадки составила 3,1 т/га.

Рабочие растворы биопрепаратов с концентрацией 1:500 вносились в почву за день до посадки картофеля в вечерние часы в дозе 2000 л/га.

Обработка клубней производилась в день посадки 10 июня опрыскиванием из ручного мелкодисперсного распылителя. Расход раствора с концентрацией 1:10 составил 15 л/т клубней.

По вегетации растения картофеля обрабатывали 3 раза (в фазе всходов – 30 июля, в фазе бутонизации – 7 августа и после окончания цветения – 13 августа) в вечерние часы с помощью ручных опрыскивателей. Расход раствора биопрепаратов с концентрацией 1:100 составил 800 л/га.

Для приготовления растворов применялась вода из природного водоема.

Минеральные удобрения вносились вручную при посадке в лунку под каждое растение в дозе 300 кг/га. Сверху удобрение присыпали землей, чтобы избежать ожога клубней.

Почва была дерново – подзолистая, среднесуглинистая.

Агрохимическая характеристика почвы приведена в табл.6.

Таблица 6
Агрохимическая характеристика почв в полевых опытах

 

Опыт	Гумус, %	рН сол	Нг	Сумма поглощенных оснований	Степень насыщенности основаниями, %	Р2О5	К2О
			мг-экв./100г почвы			мг/100г почвы
1	1,59	6,1	1,14	9,28	89,02	22,7	16,2
2	1,46	5,7	2,54	8,45	76,89	26,0	21,4
3	1,67	5,8	1,85	8,74	86,92	27,3	18,9

Применение биопрепаратов положительно сказалось на урожайности картофеля и при этом их эффективность существенно зависела от способов применения (табл.7).

Таблица 7
Сводная таблица по урожайности картофеля, т/га

 

Варианты	I	II	III	Сумма	Средн.	%
Пролив почвы
Контроль	10,11	7,90	6,20	24,21	8,07	-
NPK	8,97	7,95	12,13	29,05	9,68*	20,0
Байкал	9,76	5,29	9,64	24,69	8,23	2,0
Флавобактерин	7,65	8,77	8,78	25,19	8,40	4,1
Экстрасол	8,14	11,06	8,04	27,24	9,08*	12,5
Варианты	I	II	III	Сумма	Средн.	%
Обработка клубней
Контроль	10,11	7,90	6,20	24,21	8,07	-
NPK	8,97	7,95	12,13	29,05	9,68	20,0
Байкал	9,66	8,83	7,48	25,97	8,66	7,3
Флавобактерин	14,34	7,56	8,63	30,54	10,18*	26,1
Экстрасол	8,14	8,42	7,95	24,51	8,17	1,3
Варианты	I	II	III	Сумма [Средн.		%
Обработка по вегетации
Контроль	10,11	7,90	6,20	24,21	8,07	-
NPK	8,97	7,95	12,13	29,05	9,68	20,0
Байкал	11,64	9,87	8,71	30,22	10,07»	24,8
Флавобактерин	8,36	9,19	9,41	26,96	8,99	11,4
Экстрасол	10,55	9,09	11,25	30,88	10,29»	27,6
Варианты	I	II	III	Сумма	Средн.	%
Комплексная обработка
Контроль	10,11	7,90	6,20	24,21	8,07	-
NPK	8,97	7,95	12,13	29,05	9,68	20^0
Байкал	10,58	8,98	10,07	29,63	9,88*	22,4
Флавобактерин	6,58	9,18	9,27	25,03	8,34	3,4
Экстрасол	5,46	8,48	6,97	20,92	6,97 *	-13,6

* различия с контролем достоверны

Пролив почвы наиболее эффективным оказался для биопрепарата «Экстрасол», обработка клубней – для препарата «Флавобактерин».

Обработка вегетирующих растений (трехкратное применение) наиболее эффективным оказалась при применении препаратов «Экстрасол» и «Байкал ЭМ1» .

Комплексная обработка препаратом «Байкал ЭМ1» дала прибавку урожая 22%.

Биопрепараты оказали положительное действие при защите картофеля от вредителей и болезней (табл.8).

Таблица 8
Пораженность клубней картофеля заболеваниями, %

 

Варианты	1	2	3	Сумма	Средн.	%
Парша обыкновенная
Пролив почвы
Контроль	10	19	12	41	14	-
NPK	20	10	22	51	17	25,1
«Байкал ЭМ1»	5	13	10	27	9	-33,9
«Флавобактерин»	40	20	0	60	20	46,2
«Экстрасол»	12	16	9	37	12	-10,5
Обработка клубней
Контроль	10	19	12	41	14	-
NPK	20	10	22	51	17	25,1
«Байкал ЭМ1»	13	22	18	53	18	28,4
«Флавобактерин»	16	28	5	48	16	17,9
«Экстрасол»	12	0	15	27	9	-35,3
Обработка по вегетации
Контроль	10	19	12	41	14	-
NPK	20	10	22	51	17	25,1
«Байкал ЭМ1»	3	19	4	26	9	-36,7
«Флавобактерин»	7	22	19	48	16	16,7
«Экстрасол»	0	25	5	30	10	-26,3
Проволочник
Варианты	1	2	3	Сумма	Средн.	%
Пролив почвы
Контроль	6	25	54	84	28	-
NPK	9	46	22	77	26	-8,2
«Байкал ЭМ1»	5	26	43	73	24	-12,5
«Флавобактерин»	0	35	44	79	26	-5,4
«Экстрасол»	23	19	27	70	23	-17,0
Обработка клубней
Контроль	6	25	54	84	28	-
NPK	9	46	22	77	26	-8,2
«Байкал ЭМ1»	33	57	35	125	42	49,0
«Флавобактерин»	0	39	40	79	26	-6,1
«Экстрасол»	23	27	35	85	28	1,2
Обработка по вегетации
Контроль	6	25	54	84	28	-
NPK	9	46	22	77	26	-8,2
«Байкал ЭМ1»	3	33	28	65	22	-22,9
«Флавобактерин»	0	57	56	113	38	34,2
«Экстрасол»	9	70	16	95	32	12,6
Ризоктониоз
Варианты	1	2	3	Сумма	Средн.	%
Пролив почвы
Контроль	0	0	0	0	0	-
NPK	0	0	0	0	0
«Байкал ЭМ1»	0	0	0	0	0
«Флавобактерин»	0	0	0	0	0
«Экстрасол»	0	0	0	0	0
Обработка клубней
Контроль	0	0	0	0	0	-
NPK	0	0	0	0	0
«Байкал ЭМ1»	10	0	0	10	3
«Флавобактерин»	0	0	0	0	0
«Экстрасол»	0	0	0	0	0
Обработка по вегетации
Контроль	0	0	0	0	0	-
NPK	0	0	0	0	0
«Байкал ЭМ1»	0	0	4	4	1
«Флавобактерин»	0	0	0	0	0
«Экстрасол»	0	0	0	0	0

Препарат «Байкал ЭМ1» при проливе почвы снизил пораженность клубней картофеля паршой на 34%, а проволочником – на 13%.

На качество клубней картофеля биопрепараты оказали сравнительно невысокое влияние (табл.9).

Таблица 9
Влияние способов применения биоудобрения «Байкал ЭМ1» на качество картофеля

 

Вариант	Содержание крахмала, %	Содержание нитратов, мг/г сырой массы
Контроль	13,8 – 100%	1,40 – 100%
NPK	13,8 – 100%	1,65 – 120%
	Пролив почвы
«Байкал ЭМ1»	14,0 – 102%	1,55 – 111%
«Флавобактерин»	14,0 – 102%	1,79 – 130%
«Экстрасол»	16,2 – 117%	1,95 – 142%
	Обработка клубней
«Байкал ЭМ1»	13,9 – 101%	1,40 – 100%
«Флавобактерин»	13,9 – 101%	1,75 – 124%
«Экстрасол»	16,0 – 116%	1,55 – 111%
	Обработка по вегетации
«Байкал ЭМ1»	14,4 – 105%	1,90 – 136%
«Флавобактерин»	14,0 – 102%	2,10 – 150%
«Экстрасол»	14,0 – 102%	1,30 – 93%
	Комплексная обработка
«Байкал ЭМ1»	14,4 – 105%	1,30 – 93%
«Флавобактерин»	14,0 – 102%	1,80 – 131%
«Экстрасол»	182 – 132%	1,80 – 131%

По сравнению с другими препаратами, «Байкал ЭМ1», как правило, не повышал содержания нитратов.