Успешная уборочная страда принесла сельхозпроизводителям не только богатый урожай, но и, так сказать, «побочные явления»: многочисленные пожнивные остатки на полях. Потенциально они представляют собой бездонный резервуар инфекций и будущих болезней. Поэтому, после проведения уборочной кампании – самое время позаботиться о здоровье почвы. Также с урожаем вынесено большое количество питательных элементов. Если их не восполнить – плодородие почвы будет снижаться.
Как известно, Альбит оказывает мощное действие на микрофлору почв – и поэтому он сможет помочь Вам в решении этих проблем.Трудно переоценить роль почвы – главного источника плодородия – для растениеводства. Однако бездумная обработка почвы, интенсивная химизация фактически разрушает естественную почвенную микрофлору. Так, по данным недавнего фитопатологического обследования полей одного из известных передовых хозяйств юга России в почве обнаружено 80-90% патогенной микрофлоры, и только 10% – положительная микрофлора [Пугачев, 2016]. Особенно бедственное положение сложилось с инфекционным фоном фузариума и корневых гнилей – этих поистине «болезней интенсификации».
После уборки урожая на полях остается большое количество пожнивных остатков. С одной стороны, это кладезь минеральных веществ и эффективный способ повышения плодородия почв, с другой – источник многочисленных патогенов, представляющих опасность для культурных растений. Проблема нарушения почвенного микробного сообщества особенно остро строит при применении ресурсосберегающих технологий, которые все больше набирают популярность – это минимальная либо нулевая обработки почвы (no-till). Они обычно сопровождаются резким увеличением применения пестицидов, которые действуют на почву негативно: подавляют естественную полезную микрофлору, вследствие чего массово возникают бактериозные корневые гнили, которых прежде не было [Лароменская, 1989; Ижевский, 2006; Харченко, 2012]. Снижение естественной микробной активности почвы под действием химических пестицидов составляет 30-50% [Карпун, 2014]. Один из ярких примеров – негативное влияние на микроорганизмы почвы глифосата – гербицида, наиболее часто используемого в nо-till [Daouk, 2013]. Глифосат способствует развитию в почве возбудителей корневых гнилей родов Gaeumannomyces, Pythium и Fusarium. Не менее широко применяемые фунгициды на основе тебуконазола способны полностью подавить в ризосфере рост полезных грибов рода Trichoderma, что ведёт к развитию в почве разнообразных инфекций [Жалиева, 2008]. Пожнивные остатки при минимальных технологиях не запахиваются и практически не разлагаются. В результате, основа земледелия – почва превращается в бездонный резервуар инфекций, с которыми мы безуспешно боремся, все более увеличивая применение пестицидов.
Для решения проблемы, связанной с повышенным инфекционным фоном почвы в результате применения пестицидов, а также накоплением патогенных микроорганизмов на пожнивных остатках, рекомендуется использовать препараты, которые способны снижать инфекционные запасы в почве.
Многочисленные данные опытов и практического применения свидетельствуют о том, что Альбит оздоравливает почву и повышает её плодородие.
В отличие от большинства аналогов, Альбит способен не только непосредственно влиять на растения, но и косвенно стимулировать их рост, оказывая направленное воздействие на сообщество микроорганизмов, населяющих корни растений и почву. Это ведёт к снижению обилия фитопатогенов в почве, усилению снабжения растений элементами питания, увеличению эффективности использования питательных веществ из удобрений.
В почвах, по сравнению с другими средами обитания, наиболее велики разнообразие и численность микроорганизмов, которое достигает сотен миллиардов на 1 г почвы [Бабьева, Зенова, 1989]. Это огромная сила, оказывающая определяющее действие на рост и продуктивность сельскохозяйственных растений. Необходимо лишь «направить» развитие почвенных микроорганизмов в благоприятную для агроценоза сторону. Образно говоря, миллиарды почвенных микроорганизмов будут работать на вас (снабжая растения элементами питания и защищая их от фитопатогенов), либо «против вас». Химизация сельского хозяйства с использованием интенсивных технологий фактически разрушает естественный микробоценоз, обеспечивающий естественную защиту растений от фитопатогенов. Так, поданным недавнего фитопатологического обследования полей одного из известных передовых хозяйств юга России (2012 г.) в почве обнаружено 80-90% патогенной микрофлоры, и только 10% – положительная микрофлора [Пугачев, 2016]. Особенно бедственное положение сложилось с инфекционным фоном корневых гнилей – этих поистине «болезней интенсификации». В результате основа земледелия – почва – превращается в бездонный резервуар инфекций, с которыми мы безуспешно боремся, все более увеличивая применение фунгицидов.
К почвенным микроорганизмам относятся микромицеты, некоторые водоросли и простейшие, а также громадное разнообразие бактерий, как например представители родов Bacillus, Pseudomonas, Klebsiella, Azotobacter, Beijerinckia, Clostridium, Arthrobacter, Flavobacterium, Aquaspirillum, Cellulomonas, Cytophaga, Mycobacterium, Derxia, Nocardia, Agromyces, Rhizobium, Agrobacterium и другие. В подавляющем большинстве случаев почвенные бактерии оказывают позитивное влияние на растения [Лысак [и др.], 2003].
Наиболее ярко разнообразие и велика численность почвенных микроорганизмов в прикорневой зоне растений – ризосфере. Важнейшим фактором, определяющим отличие ризосферы от других частей почвы, является активное взаимодействие микроорганизмов и растения в данной зоне. Деятельность растения в значительной степени определяет газо- и водообмен, а также трофические условия в ризосфере. Почвенные микроорганизмы, в свою очередь, оказывают значительное положительное влияние на растение: снабжают его физиологически активными веществами, витаминами, доступным азотом (азотфиксация), высвобождают фосфор, калий и микроэлементы из почвенных минералов [Бабьева, Зенова, 1989].
Большинство известных бактерий, выделенных из почвенной среды, не являются «свободноживущими», а существуют в различных консортивных (ассоциативных либо симбиотических или паразитических) отношениях с растениями, животными, грибами. Наиболее высока роль межмикробных взаимодействий в филоплане, ризоплане и ризосфере. В пределах сообщества почвенных микроорганизмов отдельные виды тесно взаимодействуют друг с другом и с окружающими изменяющимися условиями.
Обогащение почвы органическими удобрениями может селективно направлять развитие микробных сообществ в сторону формирования новых ассоциаций с иными функциями [Fukui, 2003]. Это создает предпосылку микробиологического контроля почвенных фитопатогенов. При отсутствии внешних стрессов, естественное микробное сообщество выступает в качестве стабилизирующего фактора, препятствующего развитию почвообитающих фито-патогенов. Известно, что микроорганизмы могут усилить или ослабить действие фунгицидов в почве. В англоязычной литературе существует специальный термин suppressive soils – почвы, способные противостоять болезням растений [Singleton, Sainsbury, 1993].
Косвенным действием на почвенное микробное сообщество объясняется и один из аспектов положительного влияния на растения биологического препарата Альбит. Альбит попадает в почву, главным образом, с поверхности обработанных семян и вызывает изменения в функционировании почвенной микрофлоры, в том числе – микробной популяции ризосферы.
Внешние воздействия достаточной интенсивности вызывают микробную сукцессию – явление планомерной упорядоченной во времени перестройки таксономического состава и видового разнообразия микробного сообщества. С практической точки зрения важно направить микробную сукцессию в нужном направлении – в сторону максимальной стимуляции роста растений и подавления патогенов. Как показывают результаты специальных исследований, Альбит действует в рамках указанной парадигмы. Влияние препарата на микроорганизмы почвы изучали на факультете почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова (кафедры биологии почв и агрохимии). Использовали образцы почвы из вегетационного опыта, заложенного на Кафедре агрохимии в 1999 г.
Установлено, что обработка Альбитом вызывает изменения в микробном сообществе ризосферы растений, что выражается в снижении численности микроскопических патогенных грибов (например, рода Fusarium) и повышении количества бактерий. Также отмечен рост обилия микромицетов Gliocladium, Сladosporium и Trichoderma – антагонистов патогенов растений. Увеличение численности триходермы и других почвенных грибов-антагонистов под влиянием обработки растений Альбитом является важным фактором активности препарата, дополняющим иммунизацию растений (Таблица 1, Рис. 1).
Таблица 1. Влияние Альбита на обилие различных таксономических групп микроскопических грибов в прикорневой зоне ячменя (Вегетационный опыт Факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 1999 г.)
В таблице приведены снижение численности грибов или прибавка относительно контроля (в %) после стандартного применения Альбита (обработка семян + опрыскивание растений). «0» – отсутствие изменений по сравнению с контролем
«0» – отсутствие изменений по сравнению с контролем
* в числителе – обилие гриба, опредёленное по высеву на среде Чапека, в знаменателе – на среде Гетчинсона;
** – микромицеты данной систематической группы не выделялись.
Рис. 1. Влияние Альбита на обилие микроскопических грибов ключевых таксономических групп в прикорневой зоне ярового ячменя при учёте на питательных средах (Вегетационный опыт Факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 1999 г.)
Результаты вегетационных опытов подтверждаются в полевых условиях. По сведениям Рязанской и Саратовской областных станций защиты растений, в хозяйствах, где Альбит применяется систематически, улучшается фитосанитарное состояние почвы. Опыт ВНИИ цветоводства и субтропических культур продемонстрировал, что при использовании Альбита количество конидий патогена Phytophtora cactorum в садовой почве снижалось на 52-56 % (Рис. 2).
Рис. 2. Влияние внесения различных дозировок Альбита в почву (3 обработки за вегетационный период) на инфекционный фон Phytophtora cactorum в почве плантации актинидии сладкой (ВНИИЦСК, 2013, учёт в конце опыта - октябрь)
Полевые опыты на сахарной свёкле проводили в условиях Предуральской степной зоны Республики Башкортостан (ООО “Чишмы агроинвест”) в 2009–2010 гг. [Пусенкова с соавт., 2016]. Альбит (40 мл/га) вносили в баковых смесях с гербицидами двукратно: в фазу 2-3 и 4-6 пар настоящих листьев. В почве под посевами сахарной свёклы обнаружено не менее 14 патогенных видов микромицетов. Выявлено преобладание в ризосфере видов из родов Penicillium (5 видов), Aspergillus (5 видов) и Fusarium (2 вида), из которых Penicillium aurantiogriseum, Alternaria tenuis, Aspergillus niger являются возбудителями корнееда сахарной свёклы, а другие 5 видов: Penicillium glabrum, Fusarium solani var. agrillaceum, Fusarium oxysporum, Aspergillus parvulus, Rhizopus microsporus – участвуют в развитии болезней корневой системы, вызывающих кагатную гниль. Обработка растений биопрепаратами способствовала изменению видового состава микроскопических грибов в ризосфере сахарной свёклы. После однократной обработки растений Альбитом состав микромицетов ризосферы корнеплодов сократился до 8 видов, из которых патогенным для сахарной свеклы является всего один Penicillium. Наблюдалось подавление развития таких видов патогенных микромицетов, как Alternaria tenuis, Aspergillus niger, Aspergillus parvulus, Fusarium oxysporum и Fusarium solani. При этом доля патогенных грибов сократилась до 8,1% при доле в контроле 63,8%. Альбит практически исключал наличие в ризосфере возбудителей корнееда.
Видовой состав микобиоты ризосферы контрольных растений сахарной свёклы в фазу 6–8 листьев практически не изменился, за исключением обнаружения на корнях нового вида рода Aspergillus flavus Link, вызывающего кагатную гниль. Выделено 16 видов микроскопических грибов, из них 3 вида (Penicillium aurantiogriseum, Alternaria tenuis, Aspergillus niger) оказались возбудителями корнееда сахарной свеклы и 4 (Penicillium glabrum, Fusarium solani var. agrillaceum, Fusarium oxysporum, Asp. flavus) – возбудителями кагатной гнили. Отмеченные виды были доминирующими и обнаруживались практически во всех контрольных образцах. Общая доля патогенных грибов в ризосфере сахарной свеклы в отмеченный срок опыта составила 64.8%. Двукратная обработка посевов Альбитом способствовала ещё большему сокращению количества фитопатогенных видов микромицетов в ризосфере корнеплодов. При обработке Альбитом число возбудителей корнееда сократилось до 2. При этом частота встречаемости этих видов возбудителей была в 2–4 раза меньше по сравнению с контролем. Количество возбудителей кагатной гнили сократилось до 1 вида. В этом варианте опыта их обилие было почти в 1.5–3, а частота встречаемости – в 2–4 раза меньше, чем в контроле. Доля патогенных грибов в ризосфере при обработке Альбитом составила 17,8% (при 64,8% в контроле), что свидетельствует о снижении под влиянием биопрепарата числа патогенных и увеличении доли сапротрофных видов в ризосферной микобиоте сахарной свёклы, а также формировании дополнительного конкурентного барьера между патогенами и сапротрофами [Пусенкова с соавт., 2016]. Таким образом, в зависимости от даты учёта, Альбит в полевых условиях снижал долю патогенов в ризосфере в 3,6–7,9 раза.
В отношении полезных сапрофитных микроорганизмов Альбит, наоборот, оказывает стимулирующее действие. В опыте Кафедры Агрохимии МГУ на ячмене, под действием препарата повышалось общее количество микроорганизмов в почве и на корнях, увеличивалось содержание копиотрофов и азотфиксирующих микроорганизмов в ризосферном микробном сообществе. Альбит повышал общее количество высеваемых на питательные среды микроорганизмов (с 3 до 3,5 млн./г в почве и с 8 до 14,7 млн. – на корнях), однако количество микроорганизмов в ризосфере сокращалось (Таблица 2). К концу вегетации различия в численности данных групп бактерий сглаживались. Это отмечено как для копиотрофных, так и олиготрофных бактерий. При этом как в контроле, так и, особенно, в варианте с Альбитом отмечено снижение общего числа бактерий. Это связано с тем, что внесение препарата Альбит приводит к значительной стимуляции роста и «запуску» микробной сукцессии в почве, в результате чего вначале численность бактерий возрастает, а потом, на последних стадиях сукцессии, падает по сравнению с контролем.
Таблица 2. Микробиологическая характеристика почвы при обработке ячменя препаратом Альбит (вегетационный опыт на базе МГУ, 1999 г.)
Дозировка препарата – 30 мл/т + 30 мл/га.
Численность микроорганизмов (млн. КОЕ/г почвы), высев на среду ГПА, учёт в стадии кущения
Под влиянием Альбита в почве увеличивалась численность ростстимулирующих и азотфиксирующих бактерий (например, Azotobacter), на 50-100% возросла ростстимулирующая способность почвы, значительно снизилась её общая токсичность: с 25-55 до 0-30 единиц (Таблица 3). Под действием биопрепарата констатировано увеличение активности полезных микроорганизмов, стимулирующих рост растений, и снижение активности токсичных микроорганизмов [Костина, Злотников, 2000].
Таблица 3. Влияние обработки Альбитом (30 мл/т) ячменя в вегетационном опыте на токсичность ризосферной почвы (Кафедра биологии почв МГУ, 1999 г.)
Таким образом, перестройка почвенного микробного сообщества является важным механизмом, снижающим вредоносность патогенов без внесения живых биофунгицидов – достаточно лишь стимулировать рост уже присутствующих в ризосфере биофунгицидных микроорганизмов.
Альбит не содержит в своём составе живых азотфиксаторов. Однако за счёт регуляторного действия на автохтонную микрофлору в вегетационном опыте препарат усиливал потенциальную активность азотфиксации в ризосфере в начале вегетации на 12-66 %. Необходимо отметить, что этот эффект не продолжался в течение всей вегетации: начиная со стадии выхода в трубку уровень азотфиксации снижался, а денитрификации – возрастал (Рис. 3).
Рис. 3. Влияние обработки Альбитом на активность процессов цикла азота в ризосфере ячменя в вегетационном опыте (Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 1999 г.)
АФАа – актуальная азотфиксация, АФАп – потенциальная азотфиксация, ДНа – актуальная денитрификация, ДНп – потенциальная денитрификация
Влияние Альбита на почвенных азотфиксаторов количественно охарактеризовано на примере самых активных из них – ризобий. Как известно, присутствующая в почве естественная популяция ризобий обычно недостаточна для образования необходимого количества клубеньков бобовых культур. Для этого, как правило, применяется дополнительная обработка семян ризобиальными инокулянтами. На примере Альбита показано, что можно в производственных условиях стимулировать активность и вирулентность уже имеющейся в почве популяции Rhizobium. В полевом опыте ВНИИ биологической защиты растений (Краснодар, 2010) установлено, что Альбит влияет на образование азотфиксирующих клубеньков на корнях сои и их количество. В опыте на сое сорта Виллана применение Альбита в рекомендованных дозировках 30-50 мл/т(га) увеличивало количество азотфиксирующих клубеньков на корнях на 13,5–53,2% в сравнении с гербицидным контролем. При обработке семян Альбитом увеличение количества клубеньков достигало 39,7 %, при использовании в баковой смеси с гербицидом – 50,8 %, при комплексной обработке (предпосевная и опрыскивание совместно с гербицидом) – 53,2 % (Рис. 4). Увеличение числа клубеньков способствовало пропорциональному повышению урожайности культуры (до 17 % к контролю).
Рис. 4. Влияние различных норм расхода и способов обработки Альбитом на количество клубеньков на корнях сои (полевой опыт ВНИИ биологической защиты растений РАСХН, г. Краснодар, 2010)
В основе действия Альбита на почвенный микробоценоз, по нашему мнению, лежат свойства поли-бета-гидроксимасляной кислоты (см. подробнее). Данное соединение, подобно многим полимерам биологического происхождения (крахмал, целлюлоза, хитин) способствует инициации микробной сукцессии, образованию специфического сообщества гидролитиков и связанных с ними микроорганизмов, оказывающих косвенное положительное влияние на растения. В результате, использование Альбита обеспечивает дополнительное поступление азота и других элементов питания в растения (см. подробнее).
Химизация сельского хозяйства с использованием интенсивных технологий фактически разрушает естественный микробоценоз, способный защитить растения от фитопатогенов. Пестициды на 30-50 % подавляют микробную активность почвы [Карпун, Янушевская, 2014]. В многолетних опытах Всероссийского научно-исследовательского института цветоводства и субтропических культур (г.Сочи) показано, что Альбит способен снижать негативное влияние пестицидов (на основе дитианона, альфа-циперметрина, лямбда-цигалотрина, дельтаметрина) на почвенный микробоценоз [Янушевская, Карпун, 2011]. Альбит повышает устойчивость микрофлоры к действию экотоксикантов, нормализуя ее биологическую активность, подавленную применением пестицидов (Рис. 5). Полевые опыты проводились в насаждениях персика и яблони (сады опытного хозяйства ГНУ ВНИИЦиСК, г. Сочи). В системах защиты Альбит применяли совместно со стандартными пестицидами (инсектицидами и фунгицидами), используемыми для защиты сада. Первая обработка персика Альбитом и дитианоном осуществлялась до цветения. Во второй и третьей обработках применяли Альбит и пиретроиды после цветения. Контролем служили участки сада без обработки пестицидами, а также девственная почва под лесом. Определяли динамику общей биологической активности почвы в течение всего вегетационного периода.
Рис. 5. Динамика потенциальной микробной активности почвы яблоневого сада под влиянием обработки инсектицидом на основе дельтаметрина и Альбитом (ВНИИ цветоводства и субтропических культур, г. Сочи, 2009 г.)
Обработка опытных участков яблоневого сада химическими пестицидами приводила к снижению базальной дыхательной активности микрофлоры (Рис. 5). Даже через месяц после их применения полной нормализации дыхательной активности почвы не наблюдалось. Альбит, применяемый совместно с пестицидами, существенно снижал их негативные последствия: добавление Альбита к плановым химическим обработкам практически возвращало микробную активность на уровень ненарушенной почвы. Данные закономерности отмечались ежегодно в течение всего периода исследований 2008-2010 г.г. (и с инсектицидами, и с фунгицидами). Особенно адаптогенная активность Альбита была выражена в условиях засухи 2009 г.
Было установлено, что интенсивность проявления адаптогенных свойств Альбита существенно зависит от почвенных условий, способствующих стимуляции метаболических процессов. Основным неспецифическим механизмом адаптогенного действия Альбита является активация субстрат-индуцируемого аэробного дыхания, лежащего в основе повышения внутриклеточных биоэнергетических ресурсов, обеспечивающих адаптацию микробоценоза к стресс-факторам различной природы.
Благодаря стимуляции естественной почвенной микрофлоры и роста растений, Альбит способен значительно снижать нефтяное загрязнение почв. Скорость разложения нефти в почве под действием Альбита увеличивается в среднем в 1,67-3,15 раза. Производственные опыты показали, что Альбит совместно с высевом нефтетолерантных трав за один вегетационный сезон снижает нефтяное загрязнение почвы в 1,5-10,0 раз.
Рис. 6. Визуальный эффект действия Альбита на микрофлору почв – бурное развитие микоризы в неплодородной глинистой почве строительных отвалов после внесения Альбита в качестве биомелиоранта (Территория производства ООО НПФ «Альбит», Московская обл., 2016 г.)
Таким образом, действуя опосредованно через почвенное микробное сообщество, Альбит благотворно влияет на растения, усиливая их минеральное питание, снижает угрозу атаки патогенов, уменьшает токсичность почвы. В данном случае Альбит действует как биомелиорант и биоремедиант почв. Это направление активности препарата, наряду с иммунизирующим и антистрессовым действием, обеспечивает гарантированный положительный эффект его применения. Альбит действует как комплексный сбалансированный защитно-стимулирующий препарат, охватывающий практически все сферы жизнедеятельности растения.
Подробнее о влиянии Альбита на микрофлору почвы вы можете прочитать в статьях:
Подробнее об этом, а также результаты полевых опытов по изучению эффективности Альбита на кормовых травах и рапсе – см. на странице нашего сайта.
Материалы предоставлены компанией "Альбит".