Влияние органических удобрений на почвенную микрофлору и плодородие почвы

Размещено на http://allbest.ru

Министерство образования и науки

Донецкой Народной Республики

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донбасская аграрная академия»

Факультет ветеринарной медицины и зоотехнии

Кафедра эпизоотологии и паразитологии

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Тема: Влияние органических удобрений на почвенную микрофлору и плодородие почвы

По учебной дисциплине Микробиология

Работа выполил: Березовская Нина Николаевна

обучающимся 3 курса, заочной формы обучения,

Работу проверил: Ст.преподаватель Бердюкова И.В.

Макеевка, 2020 г.

Содержание

Введение

1. Виды органических удобрений

2. Микрофлора почвы

3. Внесение в почву удобрений

Заключение

Список использованных источников

Введение

Питание - это основа жизни любого живого организма, в том числе и растений. Вне питания нельзя понять сущность процессов роста и развития. С точки зрения практического растениеводства, важнейшим средством улучшения питания сельскохозяйственных культур является, прежде всего, применение органических и минеральных удобрений. Рост растительной продукции определяется множеством факторов, среди которых ведущая роль все же принадлежит удобрениям, особенно минеральным, производство которых наращивает высокие темпы.

Удобрения - это неорганические и органические вещества, применяемые в сельском хозяйстве и рыболовстве для повышения урожайности культурных растений и рыбопродуктивности прудов. Они бывают: минеральные (или химические), органические и бактериальные (искусственное внесение микроорганизмов с целью повышения плодородия почв). В данной контрольной работе я опишу влияние органических удобрений на почвенную микрофлору и плодородие почвы.

Внесение в почву минеральных удобрений приводит к изменению ее физико-химических свойств, способствует повышению урожайности и более интенсивному использованию пахотных земель. При этом существенному изменению подвергаются и биологические компоненты почвы, принимающие непосредственное участие в создании и поддержании ее плодородия. Почвенные беспозвоночные, являющиеся наряду с микрофлорой обязательным звеном в цепи биологического круговорота веществ, изучены в этом отношении совершенно недостаточно. Особенно мало сведений о влиянии возрастающих доз минеральных удобрений на одну из наиболее многочисленных групп почвенных обитателей - микроартропод. По свидетельству ряда исследователей, комплекс мелких членистоногих очень чутко реагирует на изменение окружающих условий при антропогенных воздействиях на почву.

Данные различных авторов об изменении группировки микроартропод при внесении в почву неорганических удобрений часто разноречивы. Одни исследователи не отмечают существенных нарушений комплекса мелких почвенных членистоногих при применении минеральных удобрений. Другие, наоборот, показывают, что в нем происходят значительные преобразования. В ряде случаев почти не выражены групповые перестройки комплекса микроартропод, тогда как отдельным видам каждой группы могут быть свойственны противоположные количественные реакции на внесение в почву одних и тех же веществ. Перестройки почвенного населения, по-видимому, во многом зависят от дозы удобрения. Противоречивость имеющихся в литературе сведений, видимо, связана с тем, что преобразование сообщества находится в зависимости не только от применяемых удобрений, но и от целого ряда других факторов: типа почв, состава фауны, гидротермического режима почвы, агротехнических мероприятий, срока взятия образцов и т.п.

1. Виды органических удобрений

Органические удобрения - удобрения, содержащие элементы питания растений преимущественно в форме органических соединений. К ним относят навоз, компосты, торф, солому, зелёное удобрение, ил (сапропель), птичий помёт, перегной комплексные органические удобрения, промышленные и хозяйственные отходы и др.

Органические удобрения содержат азот, фосфор, калий, кальций и другие элементы питания растений, а также органическое вещество, которое положительно влияет на свойства почвы.

Органические удобрения состоят из веществ животного и растительного происхождения, которые, разлагаясь, образуют минеральные вещества, при этом в приземный слой выделяется диоксид углерода, необходимый для фотосинтеза растений. Кроме того, органические удобрения благотворно влияют на водное и воздушное питание растений, способствуют развитию почвенных бактерий и микроорганизмов, которые живут в симбиозе с корнями овощных культур и помогают им получить доступные питательные элементы. Стимулирующий эффект органических удобрений значительно повышается, если изготовить из них мелкодисперсный порошок.

Навоз - основное органическое удобрение. Он представляет собой смесь твердых и жидких выделений сельскохозяйственных животных с подстилкой и без нее. По данным географической сети опытов с удобрениями, каждая тонна навоза с учетом последействия дает 100 кормовых единиц. Средние прибавки урожая от навоза в различных регионах неодинаковы. сельскохозяйственный биотехнология почва

Средняя оплата 1 т навоза приростом урожайности в районах достаточного увлажнения составляет по зерновым культурам 0,3-0,4 ц, сахарной свекле - 2,5-4 ц, картофелю - 2-3 ц, кукурузе на силос - 4 ц. В засушливых районах эффективность навоза в первый год внесения несколько меньше, но последействие его более длительное.

В зависимости от способов содержания скота различают навоз подстилочный (твердый), получаемый при содержании скота на подстилке, и бесподстилочный (полужидкий, жидкий).

Традиционный стойловый (твердый) подстилочный навоз имеет влажность до 81%. Его можно укладывать и хранить в штабелях. Этот навоз получают при содержании скота в стойловый период на глубокой подстилке из 4-6 кг соломы или 8-14 кг торфяной крошки на 1 корову в сутки.

Полужидкий навоз содержит 81-90% воды. Образуется он при содержании скота без применения подстилки или с применением небольшого количества подстилочного материала - до 1,5 кг на 1 корову в сутки - и ежедневной уборке навоза из животноводческих помещений с применением транспортерной или самотечной системы навозоудаления.

Жидкий навоз получают при бесподстилочном содержании скота. Влажность его составляет 90-93%. Он представляет собой смесь кала, мочи и некоторого количества технологических отходов воды. Имеет хорошую текучесть и может транспортироваться по трубам и каналам самотеком или пневмо - и гидротранспортом.

Навозные стоки представляют собой смесь экскрементов, сильно разбавленную водой (влажность более 93%).

Торф - в торфе содержится немного доступных для растений питательных элементов, но зато он увеличивает содержание гумуса и улучшает структуру почвы.

Тёмный цвет торфа способствует поглощению тепла и быстрому прогреву почвы. Ил - ил накапливается на дне прудов, озёр, рек. В нём много перегноя, азота, калия и фосфора. После непродолжительного проветривания ил можно успешно использовать на песчаных почвах (3--9 кг на 1 мІ). Опилки и древесная кора - дешёвое органическое удобрение, которое может значительно повысить плодородие почвы, улучшить её воздухопроницаемость и влагоёмкость. Только вносить их следует не в свежем виде, а в перепревшем или в смеси с другими материалами. Древесную кору (отходы деревообрабатывающей промышленности) перед использованием компостируют.

Сидераты - это органическое удобрение представляет собой запаханную в почву высокостебельную растительную массу однолетних или многолетних бобовых растений (ярового гороха, яровой вики, кормовых бобов, люпина, сераделлы), а также фацелии, гречихи, подсолнечника и других.

Компосты - готовят из различных органических материалов. Растительные остатки, не поражённые вредителями и болезнями, фекалии, птичий помёт, навоз и другие материалы складывают в рыхлую кучу (штабель) на ровной поверхности, переслаивая дерновой землёй или торфом.

Отходы промышленности, содержащие питательные вещества, используют в качестве местного удобрения для непосредственного внесения или после компостирования.

Зола представляет собой минеральный остаток, образующийся при сжигании различных органических веществ. Является фосфорно-калийным и известковым удобрением. В золе содержатся также различные микроэлементы.

2. Микрофлора почвы

Согласно исследованиям С.Н. Виноградского (1952) микрофлору почвы можно разделить на метаболически активные организмы (R-стратеги), которые ассимилируют неорганические, низкомолекулярные органические вещества и быстро ферментируют высокомолекулярные органические соединения - белки, целлюлозу, пектин, хитин («зимогенная» микрофлора), и метаболически малоактивные организмы (k-стратеги), способные к деструкции и синтезу гумусовых веществ («аутохтонная» микрофлора). С.П. Костычевым подразумевалось, что растения служат источником питательных субстратов для микрофлоры, которая является биологически активным окружением растения, поставляющим генетические ресурсы для эволюции симбиотически специализированных форм^[3].

Существуют две основные группы фиксирующих атмосферный азот микроорганизмов -- вступающие в симбиоз с высшими растениями (роды бактерий Rhizobium, Bradyrhizobium, Mezorhizobium, Sinorhizobium, Azorhizobium) и свободноживущие.

Ко второй группе относятся ассоциативные азотфиксаторы (роды бактерий Azospirillum, Pseudomonas, Agrobacterium, Klebsiella, Bacillus, Enterobacter, Flavobacterium Arthrobacter и др.) и микроорганизмы, более приспособленные к свободному существованию в почве (роды бактерий Clostridium, Azotobacter, Beijerinckia и др., азотфиксирующие фототрофные бактерии, цианобактерии).

По выражению В. И. Вернадского: «Почва пропитана жизнью». Жизнеспособные микроорганизмы могут давать в сутки несколько поколений себе подобных. В 1г почвы численность бактерий достигает миллиарда.

На большое количество микроорганизмов в биосфере указывают исследования Д.И. Никитина, по их подсчетам микробная биомасса в почве превышает ежегодно синтезируемую высшими растениями фитомассу.

Исследования П.А. Кожевина количества микробной биомассы дерново-подзолистой и серой лесной почв, а также чернозема показали, что на долю чистой микробной массы в среднем приходится около 0,1% массы почвы. Им рассмотрены механизмы регуляции численности микроорганизмов и подходы к управлению желательной или нежелательной микрофлорой в почве.

3. Внесение в почву удобрений

Внесение в почву удобрений не только улучшает питание растений, но и изменяет условия существования почвенных микроорганизмов, которые также нуждаются в минеральных элементах.

При благоприятных климатических условиях количество микроорганизмов и их активность после удобрения почвы значительно возрастают. Усиливается распад гумуса, а вследствие этого увеличивается мобилизация азота, фосфора и других элементов.

Существовала точка зрения, что длительное применение минеральных удобрений приводит к катастрофической потере гумуса и ухудшению физических свойств почвы. Однако экспериментальные материалы ее не подтвердили. Так, на дерново-подзолистой почве ТСХА академиком Д. Н. Прянишниковым был заложен опыт с разной системой удобрения. На участке, где применяли минеральные удобрения, в среднем за год вносили 36,9 кг азота, 43,6 кг Р205 и 50,1 кг К2 О на 1 га. В почву, удобрявшуюся навозом, его вносили ежегодно по 15,7 т/га. Через 60 лет был проведен микробиологический анализ опытных участков.

Таким образом, за 60 лет в паровавшей почве содержание гумуса уменьшилось, но в удобрявшихся почвах его потери были меньше, чем в неудобренной. Это можно объяснить тем, что внесение минеральных удобрений способствовало развитию в почве автотрофной микрофлоры (преимущественно водорослей), что привело к некоторому накоплению в парующей почве органических веществ, а, следовательно, и гумуса. Навоз является прямым источником образования гумуса, накопление которого под действием этого органического удобрения вполне понятно.

На участках с таким же удобрением, но занятых сельскохозяйственными культурами, удобрения действовали еще более благоприятно. Пожнивные и корневые остатки здесь активизировали деятельность микроорганизмов и компенсировали расход гумуса. Контрольная почва в севообороте содержала 1,38% гумуса, получавшая NPK--1,46, а унавоженная--1,96%.

Следует отметить, что в удобряемых почвах, даже получавших навоз, уменьшается содержание фульвокислот и относительно увеличивается -- менее подвижных фракций.

В общем, минеральные удобрения в большей или меньшей степени стабилизируют уровень гумуса в зависимости от количества оставляемых пожнивных и корневых остатков. Богатый перегноем навоз этот процесс стабилизации еще более усиливает. Если навоз вносят в больших количествах, то содержание гумуса в почве возрастает.

Весьма показательны данные Ротамстедской опытной станции (Англия), где проводили длительные исследования (около 120 лет) с монокультурой озимой пшеницы. В почве, не получавшей удобрений, содержание гумуса немного снизилось.

Внесение в почву минеральных и органических удобрений усиливает интенсивность микробиологических процессов, в результате чего сопряженно увеличивается трансформация органических и минеральных веществ.

Растения, посеянные после запашки соломы, испытывают недостаток азота. Исключение составляют лишь бобовые культуры, которые обеспечивают себя азотом с помощью клубеньковых бактерий, фиксирующих молекулярный азот культуры, которые обеспечивают себя азотом с помощью клубеньковых бактерий, фиксирующих молекулярный азот.

Недостаток азота после заделки соломы можно компенсировать внесением азотных удобрений из расчета 6--7 кг азота на 1т запаханной соломы. При этом положение не вполне исправляется, так как солома содержит некоторые вещества, токсичные для растений. Требуется некоторый период времени для их детоксикации, которую проводят микроорганизмы, разлагающие эти соединения.

Проведенная за последние годы экспериментальная работа позволяет дать рекомендации по устранению неблагоприятного влияния соломы на сельскохозяйственные культуры.

В условиях северной зоны солому в виде резки целесообразно запахивать в верхний слой почвы. Здесь в аэробных условиях все токсичные для растений вещества довольно быстро разлагаются. При мелкой запашке, через 1--1,5 месяца происходит разрушение вредных соединений и начинает освобождаться биологически закрепленный азот. На юге, особенно в субтропической и тропической зонах, разрыв времени между заделкой соломы и посевом может быть самым минимальным даже при глубокой ее запашке. Здесь все неблагоприятные моменты исчезают весьма быстро.

При соблюдении этих рекомендаций почва не только обогащается органическим веществом, но и в ней активизируются мобилизационные процессы, в том числе деятельность азотфиксирующих микроорганизмов. В зависимости от ряда условий внесение 1 т соломы приводит к фиксации 5--12 кг молекулярного азота.

Сейчас на основании многочисленных полевых опытов, проведенных в нашей стране, вполне подтвердилась целесообразность использования избытков соломы как органического удобрения.

Заключение

Органические удобрения - навоз, городские отходы, компосты и др. способствует интенсификации микробиологических процессов, поскольку они являются источником энергии и элементов питания микроорганизмов.

Содержание органического вещества в навозе составляет 20-25%; количество питательных для растений веществ ограничивается долями процента 0,5% азота, 0,2% P2O5; 0,6% K2O. В навозе довольно много бактерий рода Pseudomonas, представителей группы кишечной палочки и других неспорообразующих палочковидных аммонификаторов. Некоторые из них могут вызывать денитрификацию. Многие аммонифицирующие бактерии навоза могут вызывать распад мочевины. Многочислена в навозе группа аэробных микроорганизмов, разлагающие целлюлозу, таких как Cytophaga, несколько беднее представлен род Cellvibrio и др. Обнаружены также анаэробные разрушители целлюлозы Clostridium omelianskii.

Внесение в почву удобрений не только улучшает питание растений, но и изменяет условия существования почвенных микроорганизмов, также нуждающихся в минеральных элементах.

При благоприятных климатических условиях количество микроорганизмов и их активность после внесения в почву удобрений значительно возрастают. Усиливая распад гумуса, увеличивается мобилизация азота, фосфора, и других элементов.

Внесение в почву минеральных и органических удобрений усиливает интенсивность микробиологических процессов, в результате чего сопряженно увеличивается трансформация минеральных и органических в-в. Характерным показателем активации микробной деятельности под влиянием удобрений служит усиление "дыхания" почвы, т.е. выделение ею CO2. Это результат ускоренного разложения органических соединений почвы, в том числе гумуса.

Внесение минеральных удобрений вызывало некоторое снижение численности актиномицетов и увеличение грибного населения. Это могло быть следствием сдвига рН в кислую сторону в результате внесения физиологически кислых солей: актиномицеты плохо переносят подкисление, а размножение многих грибов ускоряется в более кислой среде.

Как видно, минеральные удобрения, хотя и активизировали деятельность микроорганизмов, но уменьшили потери гумуса. Навоз оказал на все группы микроорганизмов почвы весьма благоприятное действие.

Сельскохозяйственная биотехнология рассматривает плодородие как одно из важнейших условий увеличения продуктивности земледелия. С точки зрения фундаментальной науки, плодородие - это результат почвообразовательного процесса и одно из основных свойств почвы. Всякая почва всегда обладает потенциальным плодородием, при этом плодородие почв непрерывно изменяется, т.е. имеет динамику. Поэтому изучение факторов, влияющих на плодородие, имеет как практический, так и научный интерес. Наибольший практический потенциал для биотехнологии имеют почвенные бактерии, способные осуществлять разнообразный спектр химических превращений химических соединений. Считается, что можно выделить бактерии, способные утилизировать любое химическое соединение как природного, так и синтетического происхождения. Также они способные к синтезу биологически активных соединений различного назначения, а также к продукции биогаза и белка одноклеточных. Микроорганизмы, участвующие в биогеохимических циклах основных химических элементов в биосфере, могут успешно использоваться в повышении плодородия.

Список использованных источников

1.Виноградский С.Н. Микробиология почвы. М., 1952. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.pochva.com/?content= 3&book _ id=0117

2.Костычев С.П. Новейшие исследования по биодинамике почв // Природа. 1927. № 5. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https:// vestnik-mgou.ru/Articles/View/416

3.Новикова Н. И. Современные представления о филогении и систематике клубеньковых бактерий // Микробиология. -- 1996. --Т. 65, № 4. -- С. 437-450. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www. dissercat.com/content/izmenenie-svoistv-klubenkovykh-bakterii-soi-rodov-bradyrhizobium-i-sinorhizobium-amurskoi-se

4.Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. М.: Наука, 1989.-264 с. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.spsl.nsc.ru/win/nelbib/ vernadsky.pdf

5.Никитин Д.И. Почвенная микробиология. М.: Колос, 1979.-318 с. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.pochva.com/?content= 3&book_id=0643

6.Тихонович И. А., Проворов Н. А. Симбиозы растений и микроорганизмов: молекулярная генетика агросистем будущего. СПб, 2009 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://pureportal.spbu.ru/en/ publications/81

Размещено на Allbest.ru