Эффективность микробиологических удобрений в комплексной мелиорации

Пыленок П.И., Ситников А.В., Мещерский филиал ВНИИ гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова
(Из журнала «Агрохимвестник»)

Исследования по оценке эффективности применения микробиологических удобрений «Байкал ЭМ1» и «Возрождение» в составе водооборотной мелиоративной технологии, выполненные нами в 2003 — 2004 годах, показали, что они способствуют усилению микробиологической активности почвы и снижению ресурсоемкости в 1,5 раза на фоне природоохранного режима увлажнения (Пыленок и др., 2005). Расход поливной воды в условиях средне-влажного вегетационного периода 2003 года снижался с 15,6 до 10,7 м³ на 1 т клубней картофеля. Вместе с тем важна оценка влияния микробиологических удобрений на состав почвенной биоты и урожайность картофеля, что стало основной задачей настоящих исследований.

В состав разрабатываемого режима комплексной мелиорации аллювиальной почвы при возделывании картофеля в 2005 году вошли следующие элементы: осушение закрытым дренажем; природоохранный режим увлажнения с повторным использованием дренажных вод (вегетационные поливы планировали только в критическую фазу развития картофеля «начало бутонизации — конец цветения»); применение улучшенного посадочного материала, полученного методом меристемной культуры; использование микробиологического удобрения «Байкал ЭМ1».

Одна из основных предпосылок использования препарата «Байкал ЭМ1» в системе комплексной мелиорации — его способность улучшать структуру и микробиологическую активность деградированных почв. Препарат представляет собой композицию штаммов микроорганизмов, включающую фотосинтезирующие, молочнокислые, азотфиксирующие бактерии, дрожжи и некоторые микроскопические грибы. Эти микроорганизмы способствуют вытеснению патогенной микрофлоры, вместе с нейтральными бактериями они проводят комплексную работу по восстановлению плодородия почвы, оптимизации ее структуры, накоплению гумуса (Шаблин, 2003). В препарате «Байкал ЭМ1» успешно сосуществуют две группы эффективных микроорганизмов, требующих противоположных условий существования: аэробные, которым необходим кислород; и анаэробные, жизнедеятельность которых происходит без доступа кислорода.

Опыты проводили на пойменной части экополигона «Мещера» на землях ОПХ «Полково» Рязанской области. Стационар оборудован осушительно-увлажнительной системой и обеспечивает повторное использование дренажных вод из канала-накопителя 1-С. Общая площадь делянок в полевом опыте равна 162 м², учетных 4,2 м². В варианте «увлажнение в критическую фазу на фоне микробиологических удобрений» (УКФ + ЭМ) в период посадки клубни картофеля были обработаны в растворе препарата «Байкал ЭМ1» в концентрации 1:500. Время замачивания составило 2 часа. Данный препарат дважды вносили также в течение вегетации в виде некорневой подкормки из расчета 2 мл препарата на 1 м² площади. На опытном участке применяли общепринятую для юга Нечерноземной зоны страны агротехнику возделывания картофеля. Картофель сорта «Жуковский ранний» был высажен 25 мая с нормой высадки 2,5 т/га. Относительная ошибка опыта при пятикратной повторности составила 9,46%.

Оценку общей микробиологической активности в пахотном слое почвы устанавливали по степени разложения льняной ткани, заложенной на всех вариантах опыта на стеклах размером 10 x 20 см. В конце вегетационного периода в 20 см слое почвы анализировали содержание отдельных групп почвенных микроорганизмов.

В течение длительного периода времени почвы стационара использовали под монокультурой кукурузы, что вызвало их антропогенное уплотнение. Плотность в слое почвы 0 — 30 см изменяется в пределах 1,31 —1,45 г/см³. Пахотный горизонт слабо оструктурен, оглеение начинается с глубины 30 см. Реакция среды — слабокислая (рНс 0 л 5,5 — 5,8), содержание гумуса 2,6%, фосфора и калия соответственно 18,5 — 22,7 и 9,1 — 10,1 мг на 100 г почвы.

Несмотря на то, что вегетационный период (май — август) в целом был засушливым, в критическую фазу «начало бутонизации — конец цветения» с 20 июня по 20 июля выпало 74,4 мм осадков, и полив не потребовался. В силу этого, опыт получился однофакторным, результаты его обусловлены действием только микробиологических удобрений. Во всех вариантах была выдержана одинаковая в 65 суток продолжительность экспозиции в почве льняной ткани. При этом микробиологическая активность почвы по вариантам изменялась в пределах 21,8 — 92,4%.

Внесение композиции микроорганизмов на картофельной плантации заметно увеличивало целлюлозоразрушающую активность аллювиальной почвы на 48% по сравнению с вариантом УКФ и на 70,6% — по сравнению с контролем.

Высокий уровень целлюлозоразрушающей активности почвы в вариантах с препаратом «Байкал ЭМ1» (более 80%), а также тенденция ее роста (на 19 — 30%), по сравнению с контролем, отмечались и в предыдущие годы исследований, но связи между этим фактором и урожайностью картофеля установить не удалось. Поэтому повторность опыта была увеличена с 4 до 5-кратной.

Результаты микробиологического анализа почвы (10³КОЕ/г абс. сухой почвы)

Урожайность картофеля по вариантам опыта, т/га

Качественные показатели продукции

Содержание токсичных элементов в клубнях картофеля

Результаты микробиологического анализа численности отдельных групп микроорганизмов в исследуемой почве представлены в таблице 1.

Количество микроорганизмов определяли по результатам посева методом предельных разведений. По полученным данным можно сделать вывод, что применение препарата «Байкал ЭМ1» позволило повысить численность таких групп микроорганизмов, как анаэробные азотфиксаторы рода CL. pasterianum и микроскопические грибы. В вариантах опыта отмечается неравномерное распределение численности отдельных групп микроорганизмов, таких как аммонификаторы и бактерии, использующие в своем питании минеральные формы азота.

Влияние используемого микробиологического препарата на общую урожайность картофеля в опытах 2005 года отражено в табл. 2, из данных которой видно, что урожайность в варианте «УКФ + ЭМ» достоверно была больше по сравнению с контролем на 10,1%.

Качественные характеристики полученной продукции отражены в таблицах 3 и 4.

Статистическая обработка полученных данных показала отсутствие влияния изучаемого фактора — внесения микробиологических удобрений ^ф< F 05) на качественные показатели картофеля.

Содержание основных форм токсичных элементов (Сср) было значительно ниже ПДК. Отметим, что эти данные получены в условиях, когда в опыте не использовали ни органические, ни минеральные удобрения.

Таким образом, выполненные исследования позволяют рекомендовать режим комплексной мелиорации с применением микробиологического удобрения «Байкал ЭМ1» как эффективный прием восстановления природно-ресурсного потенциала деградированных аллювиальных почв. На протяжении трехлетнего периода исследований микробиологическая активность деградированной аллювиальной почвы увеличилась с 19 — 30 до 70,6%. При этом в пахотном слое отмечается рост численности анаэробных азотфиксаторов рода CL pasterianum.

Без применения агрохимикатов получено 20 т/га картофеля сорта «Жуковский ранний» хорошего качества.

Использование микробиологических удобрений обеспечивало также снижение расхода оросительной воды на единицу товарной продукции.