Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,118

ИЗУЧЕНИЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ ПРИ ИНОКУЛЯЦИИ СЕМЯН ЛЮЦЕРНЫ

Бекенова У.С. 1 Жакеева М.Б. 1 Жумадилова Ж.Ш. 1 Шорабаев Е.Ж. 1 Саданов А.К. 2
1 Филиал «Прикладная микробиология» Института микробиологии и вирусологии
2 Институт микробиологии и вирусологии
Инокуляция семян люцерны в Кызылординской области оказала положительное влияние на микробиологический состав почвы. Установлено значительное изменение в количественном составе физиологических и функциональных групп микроорганизмов после инокуляции семян люцерны штаммами клубеньковых бактерий. Численность физиологических групп микроорганизмов в среднем увеличилась на два порядка после обработки клубеньковыми бактериями в осенний вегетационный период. Наибольшее количество актиномицетов в почве выявлено при использовании варианта № 4Л (Фитобацирин + Sinorhizobium meliloti ИМВ Л5-1). Среди функциональных групп микроорганизмов наибольшее количество аммонификаторов и азотфиксирующих микроорганизмов установлено в вариантах с клубеньковыми и целлюлозолитическими бактериями. Численность функциональных групп микроорганизмов увеличилась на один и на два порядка по сравнению с контрольным вариантом. Наибольшее количество азотфиксирующих микроорганизмов отмечено при использовании варианта № 4Л (Фитобацирин + Sinorhizobium meliloti ИМВ Л 5-1) – 0,5 ± 0,6∙106 КОЕ/г почвы.
люцерна
микроорганизмы
почва
штамм
инокуляция
мелко-деляночный участок
клубеньковые бактерии
1. Егорова Н.С. Практикум по микробиологии. – М.: Изд-во МГУ, 1976. – 307 с.
2. Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. – М.: Изд-во МГУ, 2005. – 126 с.
3. Мишустин Е.Н., Черепков Н.И. Значение биологического азота в азотным балансе и повышении плодородие почв //Биологический азот в сельском хозяйстве. – М.: Наука, 1989. – С. 2–7.
4. Саданов А.К., Курманбаев А.А. Экологическая технология в биологизации земледелия. – Алматы: Агроуниверситет, 1999. – 180 с.
5. Саданов А.К. Роль микроорганизмов в повышении урожайности бобовых культур и улучшение качества кормов. – Алматы: Ғылым, 2006. – 60 с.

Микрофлора почвы находится в стабильном состоянии, ее численность меняется в зависимости от попадания и распределения в почве источников органического вещества, от агротехнических приемов и от возделываемых сельскохозяйственных культур. Для характеристики плодородия почвы рекомендуются показатели биологической активности: количество, состав и биомасса микроорганизмов.

Как известно, растение является основным фактором, определяющим развитие микроорганизмов в почве. В период вегетации растения оказывают влияние на микрофлору почвы своими корневыми выделениями, после окончания вегетационного периода – через отмершие корни и пожнивные остатки [3].

Проблема «биологического» азота – важнейшая в области биологических исследований, не случайно в экономически развитых странах приоритетной является не химизация, а биологизация земледелия, важнейшим элементом которой считается использование микробиологических процессов азотфиксации. Основные причины этого – как экологические, так и экономические. Энергозатраты на производство, транспортировку, хранение и внесение удобрений растут быстрее, чем рост урожаев, соотношение составляет 5:1. Экологическая сторона проблемы заключается в том, что коэффициент использования азотных удобрений низок и в окружающую среду поступает большое количество легкорастворимых азотнокислых и аммонийных солей. «Биологический» азот, напротив, полностью безвреден для человека и окружающей его среды, он полностью используется растениями, а энергетические затраты на активизацию азотфиксаторов относительно невелики [5].

Фиксация молекулярного азота из атмосферы – одно из самых мощных средств пополнения азотного фонда почвы и питания растений, превосходящее по своему объему и значению индустрию азотных удобрений. В современном земледелии неуклонно возрастает значение «биологического» азота [4].

Цель исследования. В мировой практике наблюдается тенденция снижения доз применяемых минеральных удобрений и возрастает роль их использования с агротехническими приемами (по экономическим и экологическим соображениям направленными на поддержание естественного плодородия почв мероприятиями по повышению биоразнообразия полезной почвенной микрофлоры). Без принятия срочных мер по сохранению и повышению плодородия почв, оно уже в ближайшем будущем может быть необратимо утрачено на обширных земледельческих территориях. Наиболее эффективное и экологически безопасное применение минеральных удобрений возможно только при удовлетворении потребности растений в широком спектре других компонентов, обеспечивающих развитие растений без ущерба для плодородия почв. Одним из них является инокуляция («заражение») комплексом полезных почвенных микроорганизмов [2].

В этой связи целью данной работы явилось изучение и влияние применения активных штаммов клубеньковых и целлюлолитических бактерий люцерны на почвенные микроорганизмы в условиях Кызылординской области.

Материалы и методы исследования

Мелко-деляночные эксперименты проводили на опытном участке Университета «Болашак» (г. Кызылорда). Были составлены варианты, в которых использовали штаммы клубеньковых бактерий люцерны и их сочетания с целлюлозолитическими бактериями. Для предпосевной обработки семян в мелко-деляночных опытах использовали штаммы клубеньковых бактерий люцерны: Sinorhizobium meliloti ИМВ Л5, Sinorhizobium meliloti 24, Sinorhizobium meliloti Л5-1 и минеральное удобрение нитроаммофос. В контрольном варианте использовали семена люцерны без обработки клубеньковыми бактериями. Для посева бобовых культур в мелко-деляночных опытах использовали сорт люцерны – «Семиреченская местная».

Изучение количественного состава микробиоценозов почвенных образцов проводили методом титрования [1]. Определение численности целлюлозолитических бактерий и аммонифицирующих микроорганизмов проводили с использованием таблицы Мак-Креди.

Результаты исследования и их обсуждение

Одним из показателей состояния почвы является ее микрофлора. Микробиологическое исследование дает возможность увидеть состояние происходящих процессов в почве. Изучен микробиологический состав почвы опытных мелко-деляночных участков Университета «Болашак» под люцерной в весенний и осенний вегетационные периоды. Результаты исследований представлены в табл. 1.

Таблица 1

Численность физиологических групп микроорганизмов почв мелко-деляночных участков под люцерной

Варианты опыта

Количество микроорганизмов, КОЕ/г почвы

ОМЧ

Спорообразующие

Актиномицеты

Мицелиальные грибы

Олиго-трофные

№ 1Л (контроль)

Весна

1,1 ± 0,4∙106

0,3 ± 0,2∙106

0,1 ± 0,1∙105

1,6 ± 1,4∙104

1,6 ± 1,4∙105

Осень

3,7 ± 0,7∙106

0,5 ± 0,2∙106

2,9 ± 0,6∙106

0,6 ± 0,9∙105

1,9 ± 0,5∙106

№ 2Л (Фитобацирин + нитроаммофос)

Весна

4,7 ± 0,8∙105

3,6 ± 2,2∙105

0,6 ± 0,3∙105

0,1 ± 0,1∙105

1,3 ± 1,3∙105

Осень

2,3 ± 0,5∙106

0,5 ± 0,2∙106

2,2 ± 0,5∙106

0,3 ± 0,6∙105

9,3 ± 0,3∙106

№ 3Л (Фитобацирин + Sinorhizobium meliloti ИМВ-Л5)

Весна

2,8 ± 0,8∙105

1,4 ± 0,4∙106

0,3 ± 0,6∙104

0,6 ± 0,9∙104

9,3 ± 3,5∙105

Осень

5,8 ± 0,9∙106

1,0 ± 0,4∙106

1,6 ± 0,5∙106

0,3 ± 0,6∙105

1,9 ± 0,5∙106

№ 4Л (Фитобацирин + Sinorhizobium meliloti ИМВ Л5-1)

Весна

1,8 ± 0,5∙106

1,0 ± 0,3∙106

4,6 ± 2,4∙104

1,3 ± 1,3∙104

0,3 ± 0,2∙106

Осень

1,9 ± 0,7∙106

0,7 ± 0,3∙106

8,3 ± 0,4∙106

0,6 ± 0,9∙105

1,2 ± 0,4∙106

№ 5Л (Фитобацирин + Sinorhizobium meliloti 24)

Весна

2,9 ± 0,6∙106

2,2 ± 0,5∙106

0,2 ± 0,2∙105

0,3 ± 0,6∙104

2,6 ± 1,8∙105

Осень

2,1 ± 0,5∙106

2,3 ± 0,5∙106

8,6 ± 0,3∙106

0,6 ± 0,9∙105

0,5 ± 0,2∙106

Из табл. 1 видно, что наибольшее количество актиномицетов в почве выявлено при использовании варианта № 4Л (Фитобацирин + Sinorhizobium meliloti ИМВ Л5-1). Актиномицеты представляют собой группу микроорганизмов, участвующих на конечных этапах разложения органических веществ. Численность микроорганизмов увеличилась на два порядка. Олиготрофные микроорганизмы одинаково богато представлены во всех анализируемых образцах и участвуют на разных этапах переработки органических соединений. Количественный состав олиготрофных микроорганизмов при использовании варианта № 2Л (Фитобацирин + нитроаммофос) составил 9,3 ± 0,3∙106 КОЕ/г почвы. Численность микроорганизмов после обработки клубеньковыми и целлюлозолитическими бактериями увеличилась в среднем в 2 раза.

Среди функциональных групп микроорганизмов особое значение имеют микроорганизмы, участвующие в превращениях соединений азота – основного элемента, необходимого для развития растений: аммонификаторы, азотфиксаторы и соединения углерода – целлюлозолитические микроорганизмы. Результаты по численности функциональных групп микроорганизмов в почвах под люцерной представлены в табл. 2.

Таблица 2

Численность функциональных групп микроорганизмов почв мелко-деляночных участков под люцерной

Варианты опыта

Количество микроорганизмов, КОЕ/г почвы

Азотфиксаторы

Целлюлозолитические бактерии

Аммонификаторы

№ 1Л (контроль)

Весна

0,3 ± 0,2∙106

7,5∙102

3,0∙103

Осень

0,3 ± 0,2∙106

4,0∙103

3,0∙104

№ 2Л (Фитобацирин + нитроаммофос)

Весна

0,1 ± 0,1∙106

1,5∙103

1,6∙103

Осень

0,1 ± 0,1∙106

2,0∙104

3,5∙103

№ 3Л (Фитобацирин + Sinorhizobium meliloti ИМВ Л5)

Весна

0,3 ± 0,2∙106

3,5∙102

1,5∙103

Осень

0,3 ± 0,2∙106

1,65∙104

4,0∙103

№ 4Л (Фитобацирин + Sinorhizobium meliloti ИМВ Л5-1)

Весна

0,5 ± 0,6∙106

4,0∙102

4,0∙102

Осень

0,5 ± 0,6∙106

2,0∙104

1,5∙104

№ 5Л (Фитобацирин + Sinorhizobium meliloti 24)

Весна

0,4 ± 0,2∙106

3,0∙102

1,5∙103

Осень

0,4 ± 0,2∙106

3,0∙104

1,1∙105

Аммонификаторы – микроорганизмы, вызывающие процессы разложения белка и других органических соединений азота с образованием аммиака. Численность аммонифицирующих микроорганизмов в почвах под люцерной колеблется от 102 до 105 клеток/г почвы. Наиболее важную роль в обогащении почвы азотом и повышении ее плодородия играют азотфиксирующие микроорганизмы. Установлено, что наибольшее количество азотфиксирующих микроорганизмов отмечено при использовании варианта № 4Л (Фитобацирин + Sinorhizobium meliloti ИМВ Л 5-1) – 0,5 ± 0,6∙106 КОЕ/г почвы, аммонификаторов при использовании варианта № 5Л (Фитобацирин + Sinorhizobium meliloti 24, 1,1∙105 клеток/г почвы). Численность целлюлозолитических микрорганизмов изменяется в пределах от 103 (контроль) до 104 (опытные варианты). Наибольшее количество наблюдалось при использовании варианта № 5Л (Фитобацирин + Sinorhizobium meliloti 24) – 3,0∙104 – в осенний вегетационный период.

Выводы

Таким образом, инокуляция семян люцерны в Кызылординской области оказала положительное влияние на микробиологический состав почвы и на их урожайность. Установлены изменения в количественном составе функциональных групп микробиоценозов после инокуляции семян люцерны клубеньковыми бактериями. Особенно значительно возрастает численность аммонификаторов при использовании варианта № 5Л (Фитобацирин + Sinorhizobium meliloti 24, 1,1∙105 клеток/г почвы) и целлюлозолитических микроорганизмов № 5Л (Фитобацирин + Sinorhizobium meliloti 24) – 3,0∙104 – в осенний вегетационный период. Наибольшее количество азотфиксирующих микроорганизмов отмечено при использовании варианта № 4Л (Фитобацирин + Sinorhizobium meliloti ИМВ Л 5-1) – 0,5 ± 0,6∙106 КОЕ/г почвы. Результаты могут найти применение для улучшения плодородия почв для сельскохозяйственных угодий.

Рецензенты:

Нургызарынов А.М., д.с.-х.н., профессор кафедры «Химия и экология», Кызылординский государственный университет им. Коркыт Ата, г. Кызылорда;

Ибадуллаева С.Ж., д.б.н., профессор кафедры «Биология и география», Кызылординский государственный университет им. Коркыт Ата, г. Кызылорда.

Работа поступила в редакцию 05.08.2014.


Библиографическая ссылка

Бекенова У.С., Жакеева М.Б., Жумадилова Ж.Ш., Шорабаев Е.Ж., Саданов А.К. ИЗУЧЕНИЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ ПРИ ИНОКУЛЯЦИИ СЕМЯН ЛЮЦЕРНЫ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 9-7. – С. 1538-1541;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=35098 (дата обращения: 20.10.2018).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252