Мікроорганізми ризосфери пшениці озимої за біооргано-мінеральної системи удобрення

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Мікроорганізми ризосфери пшениці озимої за біооргано-мінеральної системи удобрення

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Проблеми економіки невідривно пов'язані з проблемами агроекології - економічні вигоди від застосування певних агроприйомів не завжди узгоджуються з екологічними наслідками, тому що приріст урожаю може супроводжуватись погіршенням якості продукції та стресовими навантаженнями на довкілля. Теоретичною платформою біологічного землеробства є наукове обґрунтування принципів комфортного живлення рослин як передумови одержання високоякісної продукції та запобігання негативних екологічних наслідків надмірної хімізації (В.І. Кисіль, 2005).

Частково ці проблеми можна розв'язати внесенням у ґрунт органічних речовин, які є живильним субстратом для мікроорганізмів і можуть істотно змінювати активність та спрямованість біологічних процесів у кореневій зоні рослин, а отже впливати на продуктивність рослин та характеристики ґрунту. Достатньо інформації про позитивний вплив на продуктивність рослин інокуляції їх мікроорганізмами з агрономічно цінними властивостями (В.П. Патика, 2003). З огляду на це, вивчення процесів, які відбуваються у ґрунті кореневої зони сільськогосподарських рослин за різних умов, дасть змогу цілеспрямовано впливати на них з метою оптимізації рослинно-мікробних взаємодій.

У багатьох наукових публікаціях висвітлюється вплив різних доз мінеральних добрив на ефективність інокуляції сільськогосподарських рослин мікроорганізмами, що поліпшують живлення рослин, стимулюють їх ріст та захищають від фітопатогенів. Проте вплив на неї органічної та органо-мінеральної систем удобрення, а також на активність мікробіологічних процесів у кореневій зоні і продуктивність рослин вивчено недостатньо.

Усе зазначене свідчить, що дослідження впливу мікроорганізмів, інтродукованих у кореневу зону, на ризосферні мікроорганізми, біологічну активність ґрунту і продуктивність пшениці озимої, за її вирощування на фоні різних добрив є актуальними.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано згідно з тематичними планами Інституту агроекології УААН НТП «Агроекосистеми» за завданням «Теоретично обґрунтувати і застосувати на практиці методи сільськогосподарської біотехнології для цілеспрямованого формування сталих агроекосистем» (№ державної реєстрації 0101U003296); ННЦ «Інститут землеробства» НТП «Землеробство» за завданням «Розробити сучасні системи використання добрив за максимального залучення відновлювальних місцевих ресурсів, а також біопрепаратів і стимуляторів росту» (№ державної реєстрації 0106U010317).

Мета і завдання дослідження. Метою дослідження було активізувати мікробіологічні процеси у кореневій зоні пшениці озимої і підвищити її продуктивності завдяки застосуванню мікробних препаратів на фоні органо-мінеральної системи удобрення.

Для досягнення поставленої мети виконано такі завдання:

· визначити вміст загальної мікробної маси і чисельність мікроорганізмів різних таксономічних та еколого-трофічних груп у кореневій зоні пшениці озимої за різних систем удобрення;

· з'ясувати вплив інокуляції насіння пшениці озимої, вирощуваної на фоні різних органо-мінеральних добрив, на різноманітність мікроміцетів у ризосфері;

· визначити антифунгальну, респіраторну та целюлозоруйнівну активність ґрунту ризосфери пшениці озимої за інокуляції насіння комплексом мікроорганізмів та різних систем удобрення;

· дослідити ураженість рослин кореневими гнилями за інокуляції комплексом мікроорганізмів та різних систем удобрення;

· визначити чисельність мікроміцетів на поверхні зерна пшениці озимої;

· порівняти ефективність використання застосованих агрозаходів при вирощуванні пшениці озимої.

Об'єкт дослідження. Функціонування мікробного угруповання кореневої зони та продуктивність пшениці озимої за інокуляції насіння мікробними препаратами і різних систем удобрення.

Предмет дослідження. Склад мікробного угруповання кореневої зони, мікробіологічні процеси у ризосфері, кореневі гнилі та продуктивність пшениці озимої.

Методи дослідження:

- лабораторні - визначення чисельності ризосферних мікроорганізмів, виділення бактерій-антагоністів фітопатогенних грибів та визначення їх властивостей, вивчення активності мікробного угруповання кореневої зони пшениці озимої загальноприйнятими методами ґрунтової мікробіології та агрохімії;

- вегетаційні - визначення здатності бактерій-антагоністів до гальмування розвитку грибних хвороб пшениці озимої;

- польові - вивчення ефективності застосування мікробних препаратів та різних систем удобрення;

- математично-статистичні - оцінка достовірності отриманих результатів та розрахунково-порівняльний метод аналізу.

Наукова новизна одержаних результатів. Комплексними дослідженнями поглиблено уявлення про вплив біооргано-мінеральної системи удобрення і захисту рослин на мікробне угруповання кореневої зони пшениці озимої та його біологічну активність. Встановлено, що найхарактерніші зміни мікробіологічних процесів під впливом інокуляції насіння мікробними препаратами та удобрення рослин різними видами добрив відбуваються у фазу кущення. А саме, підвищується загальний вміст мікробної маси у ґрунті, кількість мікроорганізмів, що здійснюють кругообіг азоту, інтенсивність респірації, целюлозоруйнівна та антифунгальна активність ґрунту. Інокуляція насіння комплексом мікроорганізмів, який містить фунгістатичні та фунгіцидні компоненти, значно знижує різноманітність мікроміцетів у ґрунті кореневої зони, що сприяє зниженню розвитку та поширенню кореневих гнилей пшениці озимої.

Уперше доведено, що активізація функціонування мікробного угруповання ґрунту внесенням органо-мінеральних добрив підвищує і стабілізує позитивні ефекти інокуляції насіння пшениці озимої мікробними препаратами.

Поширено уявлення про вплив різних систем удобрення та інокуляції насіння комплексом мікроорганізмів на епіфітну мікофлору зерна пшениці озимої.

Розроблено метод визначення антимікробної активності ризосферного ґрунту, який дав змогу встановити набування фунгістатичної або антибактеріальної активності ґрунту кореневої зони пшениці озимої за різних системі удобрення та захисту рослин (Патент України №26942).

Виділено 2 нових штами бактерій-антагоністів фітопатогенних грибів, які знижують розвиток і поширення кореневих гнилей на фоні спонтанного та штучного інфікування рослин.

Практичне значення одержаних результатів. Для підвищення продуктивності пшениці озимої і якості зерна рекомендовано застосовувати інокуляцію насіння до сівби комплексом сумісних мікробіологічних препаратів, який складається з діазофіту (азотфіксація), фосфоентерину (фосфатмобілізація та рістстимуляція), хетоміку (фунгістатична дія) та вирощувати її на фоні органо-мінеральної системи удобрення. Зазначеними заходами досягається активізація агрономічно позитивних і гальмування агрономічно негативних мікробіологічних процесів у кореневій зоні рослин, що стимулює ріст рослин, покращує їх живлення та фітосанітарний стан посіву та зерна.

Результати роботи увійшли до методичних рекомендацій «Регулювання фунгістатичного потенціалу ґрунтів в агроекосистемах за допомогою агротехнічних заходів та сидерації».

Особистий внесок здобувача. Дисертантка брала участь у розробці програми досліджень, самостійно провела всі мікробіологічні аналізи та інші лабораторні експерименти. Узагальнила одержані результати у друкованих наукових працях, сформулювала висновки, підготувала пропозиції виробництву та брала участь у розробленні методичних рекомендацій. Багаторічний польовий дослід з пшеницею озимою проводила спільно зі співробітниками відділу сортових технологій Миронівського інституту пшениць ім. В.М. Ремесла УААН (завідувач - кандидат сільськогосподарських наук О.І. Шевченко), яким ми висловлюємо щиру подяку.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації представлено та обговорено на наукових конференціях: Науково-практична конференція молодих вчених «Стабілізація землекористування та сучасні агротехнології» (24 - 26 листопада 2003 р., смт. Чабани); Х з'їзд Товариства мікробіологів України (15 - 17 вересня 2004 р., м. Одеса); Міжнародна науково-практична конференція «Екологічна безпека об'єктів господарської діяльності» (2 - 4 червня 2004 р., м. Миколаїв); Міжнародна конференція «Современное состояние и перспективы развития микробиологии и биотехнологии» (26 - 28 травня 2004 р., м. Мінськ, Білорусь); П'ята міжвузівська науково-практична конференція «Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи» (17 - 19 травня 2005 р., м. Вінниця); IV Міжнародна конференція молодих вчених, аспірантів і студентів «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки» (2008 р., м. Владикавказ, Росія); Всеукраїнська наукова конференція молодих учених присвячена 110-річчю з Дня народження заслуженого працівника Вищої школи, доктора с.-г. наук, професора М.М. Шкварука (21 - 22 лютого 2008 р., м. Умань).

Публікації. Результати досліджень і матеріали за темою дисертації викладено у 16 наукових працях: з них 4 статті у наукових журналах, 8 тез доповідей, 1 патент, 3 методичні рекомендації виробництву.

Обсяг і структура дисертації. Дисертацію викладено на 122 сторінках машинописного тексту, ілюстровано 26 таблицями, 23 рисунками. Складається з вступу; 4 розділів, з яких 2 є експериментальною частиною роботи; загальних висновків; рекомендацій виробництву; додатків. Список використаних джерел містить 205 найменувань, з них 40 латиницею.

Основний зміст роботи

пшениця озимий мікроорганізм таксономічний

В огляді літератури представлено сучасні дані щодо рослинно-мікробних взаємодій, спрямованих на їх оптимізацію екологічно безпечними засобами сільськогосподарської мікробіології та біологічного землеробства з метою підвищення продуктивності сільськогосподарських культур і покращення якості продукції. На основі аналізу літератури обґрунтовано вибір теми дисертаційної роботи та методів виконання запланованих науково-дослідних робіт.

Матеріали і методи досліджень

Експериментальний матеріал одержували за період 2003-2007 рр. в лабораторії екології ґрунтових мікроорганізмів Інституту агроекології УААН аналізуючи зразки ґрунту і рослин пшениці озимої у польовому досліді на базі Миронівського інституту пшениць ім. В.М. Ремесла УААН (МІП УААН).

Усі мікробіологічні аналізи, тобто техніку відбирання зразків ґрунту, зерна, виготовлення послідовних розведень мікробних суспензій у фізіологічному розчині і посіви їх на агаризовані поживні середовища, здійснювали загальноприйнятими методами, наведеними у посібнику за ред. Д.Г. Звягінцева (1991). Зокрема, чисельність основних еколого-трофічних груп мікроорганізмів визначали методом висіву суспензії на поживні середовища: амоніфікаторів - на м'ясопептонному агарі; мікроміцетів - на середовищі Чапека; азотфіксаторів - на безазотному середовищі Виноградського; бактерій, які вживають мінеральні форми азоту і стрептоміцетів - на крохмально-аміачному агарі; біологічну активність ґрунту визначали за вмістом загальної біомаси мікроорганізмів регідратаційним методом; за інтенсивністю виділення вуглекислоти абсорбційним методом Штатнова та целюлозоруйнівною активністю модифікованим методом Крістенсена.

Для визначення інтенсивності ураження рослин пшениці озимої кореневими гнилями застосовували чотирибальну шкалу ВІЗР у модифікації В.Ф. Пересипкіна і В.М. Підоплічко (1977).

Визначення впливу нових штамів бактерій-антагоністів на збудників кореневих гнилей безпосередньо в ґрунті встановлювали у вегетаційних дослідах. Рослини вирощували в посудинах із 350 г. ґрунту (чорнозем типовий). Інокуляційне навантаження 10⁴ бактеріальних клітин на 1 насінину, висівали 3 насінини у кожну посудину. Повторність досліду - десятиразова.

Для створення штучного інфекційного фону використовували тест-культури фітопатогенних грибів Fusarium avenaceum Sacc. і Bipolaris sorokiniana Subram. Вирощену на поверхні середовища Чапека 25-добову культуру фітопатогену подрібнювали розтиранням у ступці зі скляним порошком і змивали фізіологічним розчином. Вносили 10⁶ інфекційних зачатків на 1 кг ґрунту. Ураженість рослин кореневою гниллю і розвиток хвороби аналізували на 40-ву добу після посіву. Суху масу рослин визначали після висушування до постійної маси при 105^°С.

Польовий дослід з пшеницею озимою сорту Миронівська 67 проводили на базі МІП УААН у зоні Правобережного Лісостепу. Ґрунт - чорнозем типовий малогумусний слабовилугований, середньосуглинкового гранулометричного складу. Гумусовий шар 38 - 42 см, карбонати знаходяться на глибині 45 - 65 см. Вміст у орному шарі гумусу 3,6 - 4,2%, рухомого фосфору (за Труогом) 128 -189 мг, обмінного калію (за Масловою) 95 - 127 мг/кг ґрунту. Гідролітична кислотність в межах 1,7 - 2,2 мг.-екв./кг ґрунту; рН сольове 5,2 - 6,1.

Схема досліду: 1. Контроль без інокуляції і без добрив; 2. N₆₀Р₄₀К₄₀; 3. N₆₀P₄₀K₄₀ + КБП; 4. Солома, 4 т/га; 5. Солома + КБП; 6. Солома + N₆₀P₄₀K₄₀ + КБП; 7. Гній, 30 т/га; 8. Гній + КБП; 9. Гній + N₆₀P₄₀K₄₀ + КБП; 10. Сидерат (горох); 11. Сидерат + КБП; 12. Сидерат + N₆₀P₄₀K₄₀ + КБП.

КБП - комплекс мікробних препаратів, який складається з діазофіту (Agrobacterium radiobacter 204) - азотфіксація; фосфоентерину (Enterobacter nimipressuralis 32-3) - фосфатмобілізація i рістстимуляція; хетоміку (Chaetomium cochliodes Palliser 3250) - фунгістатична дія.

Мінеральні добрива: селітра аміачна, суперфосфат простий, калій хлористий.

Площа ділянок 32 м², облікова - 25 м². Повторність - триразова. Інокуляційне навантаження згідно з рекомендаціями авторів біопрепаратів - 10⁴ КУО на 1 насінину. Норма висіву - 5,5 млн/га схожих насінин.

Аналізи ґрунту проводили щороку тричі за вегетацію: у фазу кущення рослин, трубкування та молочної стиглості.

Статистичний аналіз одержаних результатів проводили за Б.А. Доспеховим (1987) за допомогою комп'ютерних програм «Статистика» (О.М. Царенко та ін., 2000) та Мicrosoft Excel.

Чисельність мікроорганізмів і біологічна активність

У кореневій зоні пшениці озимої

Для створення біооргано-мінеральної системи удобрення і захисту пшениці озимої від хвороб було поєднано такі засоби біологічного землеробства, як інокуляція насіння поліфункціональним комплексом мікроорганізмів та вирощування рослин на фоні різних органічних добрив з додаванням фізіологічно обґрунтованої дози мінеральних. При цьому визначали активність мікробіологічних процесів, які відбувалися в ґрунті кореневої зони. Результати аналізів ґрунту наведено у таблицях і рисунках за 2007 р., який найменше відрізнявся за кліматичними умовами від середніх багаторічних показників. В інші роки досліджень основні закономірності, що встановлені нами, зберігалися, навіть у несприятливому для рослин 2006 р.

У фазу кущення в ризосфері пшениці озимої, залежно від інокуляції насіння КБП і виду удобрення, змінювалась чисельність бактерій-амоніфікаторів - трофічної групи мікроорганізмів, що є деструкторами білкових сполук.

На активізацію розвитку амоніфікаторів впливає внесення в ґрунт мінеральних і органічних добрив у вигляді гною та сидератів. Чисельності їх зростала, відповідно, в 1,3; 2,3 та 1,7 рази порівняно з контролем.

За інокуляції насіння поліфункціональним комплексом біопрепаратів відбувалась тенденція до збільшення кількості амоніфікаторів у ризосфері пшениці озимої в 1,2 - 1,6 раза в органічних блоках при внесенні соломи, гною і сидерату. За додавання мінеральних добрив до органічних чисельність їх коливалась у межах похибки щодо інокуляції на фоні органічних добрив.

Розкладання рослинної мортмаси, в якій міститься багато вуглецю і завжди є дефіцит азоту, стимулює розвиток бактерій, здатних засвоювати молекулярний азот атмосфери і постачати його у доступній формі рослинам і азотозалежним мікроорганізмам-деструкторам високомолекулярних органічних сполук. Так, чисельність азотфіксуючих мікроорганізмів достовірно, в 2,9 - 3,3 раза, зростала за удобрення пшениці озимої усіма видами органічних добрив (рис. 1 б).

Мінеральні добрива також безпосередньо сприяють розвитку азотфіксаторів, задовольняючи їх потребу у фосфорних сполуках і, опосередковано, через рослини, які завдяки удобренню більше розвивають свою фотосинтетичну поверхню і збільшують кількість кореневих ексудатів, що є субстратом живлення цієї функціональної групи мікроорганізмів. Чисельність азотфіксаторів за внесення мінеральних добрив збільшилась у 2,8 раза. Однак, у ризосфері інокульованих рослин чисельність азотфіксаторів зростає ще в 1,3 раза.

За біооргано-мінеральної системи удобрення та інокуляції насіння поліфункціональним комплексом біопрепаратів чисельність азотфіксуючих мікроорганізмів зростає в 1,5 - 1,7 раза, порівняно із внесенням тільки органічних добрив.

При використанні соломи як органічного добрива відбувається підвищення кількості мікроміцетів у ґрунті в 4,1 раза, адже серед них чимало видів, які розкладають целюлозу та її похідні. У ризосфері інокульованих рослин чисельність мікроміцетів зросла на 23% порівняно з удобренням лише соломою. У 3,7 рази збільшилась кількість мікроміцетів при вирощуванні інокульованих рослин на ділянках удобрених гноєм, а при заорюванні сидерату - 1,5 рази.

За обробляння насіння біопрепаратами з подальшим вирощуванням рослин на ґрунті з удобрюванням гноєм, соломою і сидератами чисельність стрептоміцетів знижувалась у фазу кущення у 2,0; 1,3 та 1,9 рази відповідно.

У зв'язку з тим, що збудниками кореневих гнилей є ґрунтові мікроміцети, було прослідковано вплив інокуляції і систем удобрення на їхню різноманітність у ризосферному ґрунті пшениці озимої (табл. 1). Найбільшу різноманітність морфотипів грибів у ризосфері пшениці озимої спостерігали у контрольному ґрунті і при внесенні у ґрунт соломи або лише мінеральних добрив. Проте вирощування на цих фонах рослин, інокульованих комплексом мікроорганізмів, знижує різноманітність морфотипів грибів.

Вплив варіантів удобрення на мікоценоз ризосфери пшениці озимої

Представники грибів роду Chaetomium не зустрічаються у зразках ґрунту ризосфери пшениці, яку вирощували без внесення добрив або удобрювали лише мінеральними добривами. Невеликі кількості пропагул грибів цього роду знаходили у ґрунті, в який вносили солом'яну різку та сидерати. Проте найчастіше вони виявляються у ризосфері рослин, інокульованих мікробним комплексом, в який входить целюлозолітичний гриб-антагоніст фітопатогенних грибів C. cochliodes. Це дає підставу припустити, що саме він витискує інші види грибів з екологічної ніші, адже виділявся його авторами за ознакою високої конкурентної здатності в ризосферному мікробному ценозі (С.П. Надкерничний, 2001).

Досліджені агрозасоби істотно впливали на розвиток мікроміцетів, проте методу визначення антифунгальної активності ґрунту не існувало. Такий метод ми розробили і за його допомогою встановили, що достовірно антифунгальна активність ґрунту збільшується у всіх варіантах вирощування рослин з насіння інокульованого КБП, що ми пов'язуємо з розвитком конкурентоздатних інтродуцентів - антагоністів мікроміцетів (рис. 3).

З ґрунту всіх варіантів досліду виділяли ізоляти бактерій-антагоністів. Проте серед ізолятів, які виявляли антагонізм щодо фітопатогенних мікроміцетів in vitro, фунгістатичною дією in vivo вирізнялись неспороутворюючі штами бактерій 118 та 432, які після ідентифікаційного тестування віднесено до роду Pseudomonas.

Встановлено, що обидва штами мають широкий спектр дії і у вегетаційному досліді знижують розвиток і поширення кореневих гнилей при спонтанному і штучному ураженні рослин. Найбільш активний штам знижує розвиток кореневих гнилей на 18,9% при спонтанному ураженні рослин і на 27,5% на штучно створеному фоні гельмінтоспоріозної та на 13% - фузаріозної гнилі (табл. 2).

Ураженість рослин кореневими гнилями за інокуляції бактеріями-антагоністами фітопатогенних мікроміцетів

Pseudomonas sp. 118 був виділений з ризосфери неуражених рослин пшениці озимої, які росли серед уражених кореневими гнилями на контрольних ділянках у польовому досліді. Не зважаючи на це, антифунгальна активність ризосферного ґрунту контрольних рослин у польовому досліді була значно нижче за варіанти вирощування інокульованих рослин на фоні органо-мінеральних добрив. Отже, це є ще одним з аргументів на користь того, що у формуванні мікоценозу ризосфери інокульованих рослин найважливішу роль виконує антагоністична дія конкурентоздатного інтродуцента C. cochliodes 3250.

Таким чином, у ґрунті ризосфери пшениці озимої за біооргано-мінеральної системи удобрення та захисту рослин від хвороб спостерігається збільшення азотфіксуючих мікроорганізмів, зниження різноманітності грибів і кількості стрептоміцетів.

У процесі життєдіяльності ґрунтова мікрофлора переробляє органічну мортмасу, тому за внесення всіх видів добрив збільшується вміст загальної маси мікроорганізмів у ґрунті. Однак, при вирощуванні пшениці озимої, інокульованої поліфункціональним мікробним комплексом, на фоні органо-мінеральних добрив її вміст підвищується в 1,1 - 2,6 раза, залежно від варіанту удобрення та фази розвитку рослин, порівняно з контролем.

Інтенсивність «дихання» ризосферного ґрунту підвищується у варіантах з внесенням усіх видів органічних добрив, особливо сидератів, адже в них найбільш сприятливе співвідношення вуглецю і азоту. Інокуляція насіння пшениці озимої комплексом біопрепаратів не впливає на цей процес.

Внесення всіх добрив у різному ступені ініціювало зростання целюлозоруйнівної активності (рис. 4). Однак, інокуляція мікробним комплексом сприяла ще більш активному розкладанню целюлози. Винятком є варіант удобрення гноєм, де інокуляція, навіть сприяла уповільненню процесу. Причиною цього може бути підвищена щодо вуглецю концентрація азоту. Найвищу целюлозоруйнівну активність спостерігали при вирощуванні інокульованих рослин з удобренням NPK + сидерати бобових культур, які є більш збалансованими щодо вуглецю і азоту.

Таким чином, встановлено, що за інокуляції насіння пшениці озимої поліфункціональним мікробним комплексом та подальшого її вирощування на фоні органо-мінеральних добрив, підвищується загальний вміст мікробної маси, целюлозоруйнівна та антифунгальна активність.

Ефективність застосування мікробних препаратів на фоні різних систем удобрення пшениці озимої

Ефективність препаратів, що складають застосований нами комплекс, та його дія на фоні різних доз мінеральних добрив доведена багаторічними дослідженнями у польових дослідах (Надкерничний С.П., 2000; Чайковська Л.О., 2002; Шерстобоєва О.В., 2003).

Аналізуючи результати польових досліджень впливу органо-мінерального удобрення і обробки насіння пшениці озимої сорту Миронівська 67 перед сівбою мікробними препаратами на продуктивність, слід визнати, що приріст урожаю при загальній позитивній тенденції, варіював у широких межах залежно від застосованого виду добрив (табл. 3). Проте, урожайність сумісного застосування біологічних, мінеральних і органічних добрив, тобто біооргано-мінеральної системи удобрення, в середньому за ці роки становила: 5,47; 5,85 і 5,54 т/га, відповідно при застосуванні як органічного компонента у цій системі удобрення соломи, гною і сидерату, при середньої урожайності на контролі 4,68 т/га. Найвищий приріст врожаю на 25,1% отримали у варіанті удобрення «гній + NPK + КБП», 18,5% - за використання сидерату та 16,8% - соломи, порівняно з контролем. Відносно варіанту інокуляції насіння до сівби та вирощування пшениці озимої на фоні мінеральної системи удобрення приріст урожаю біооргано-мінеральної системи удобрення становив 1,5; 9,8 та 3,2% залежно від виду органічного добрива.

Ефективність передпосівної обробки насіння мікробним комплексом і органо-мінерального удобрення пшениці озимої (польові досліди МІП УААН)

Зерно пшениці озимої сорту Миронівська 67 з вищими показниками якості отримано у варіанті сумісного застосування сидерату, NРК та КБП. Вміст сирої клейковини становив 28,7%, в той час як на контролі - 24,0%.

Найбільший розвиток кореневих гнилей відбувався в період весняного кущення 2006 р., який за погодними умовами був сприятливим для поширення ґрунтових патогенів. Підвищення антифунгального статусу ґрунту кореневої зони пшениці озимої завдяки застосуванню комплексу агроприйомів, що досліджували, спричинило зниження ураженості посівів кореневими гнилями. Так, органічні добрива знижували як розвиток кореневих гнилей пшениці озимої, так і їх поширення у посіві. Але істотно впливало на цей процес лише внесення гною, який сприяв пригніченню розвитку хвороб в 1,3 раза та стримував їхнє поширення в 2,1 раза. Це узгоджується зі зростанням рівня антифунгальної активності ґрунту кореневої зони пшениці озимої у цьому варіанті. Вирощування рослин інокульованих КБП на ділянках удобрених мінеральними або органічними добривами знижує ураженість рослин. Проте найбільше припинення поширення кореневих гнилей у посіві в 2,2; 2,6 рази спостерігали при вирощуванні рослин на ділянках удобрених, відповідно, соломою або гноєм.

Вплив інокуляції насіння комплексом мікроорганізмів на ураження посівів пшениці озимої кореневими гнилями

При одержанні урожаю з ділянок, на яких пшеницю озиму вирощували з внесенням мінеральних та органічних добрив у вигляді соломи та гною, кількість пропагул епіфітних мікроміцетів на зерні залишалася майже на одному рівні з контролем.

Аналіз інфікованості мікроміцетами зерна з ділянок, де вирощували рослини інокульовані поліфункціональним мікробним комплексом, чітко продемонстрував, що вони дали потенційно здоровіше насіння. У варіантах вирощуваня інокульованих рослин на фоні органічних добрив чисельність епіфітних мікроміцетів зменшилась у 1,9 - 2,1 раза порівняно з контролем, а за біооргано-мінеральної системи удобрення - в 1,6 - 4,4 раза.

Таким чином, інокуляція насіння перед посівом та подальше вирощування рослин на фоні органно-мінеральних добрив підвищує урожайність пшениці озимої, якість одержанного зерна та покращує фітосанітарний стан рослин, знижуючи розвиток хвороб та їх поширення.

Встановлено, що економічна ефективність тісно пов'язана з системою використання добрив. Найменшу собівартість отримано при вирощуванні пшениці озимої в блоці з заорюванням в ґрунт соломи - 18,3 - 19,4 грн/ц.

Найвагоміший прибуток одержано при вирощуванні пшениці озимої у варіанті, де комплекс біопрепаратів застосовувався на фоні соломи в поєднанні з мінеральними добривами 5564 грн./га, що на 646 грн/га більше в порівняно з внесенням тільки соломи. Внесення гною, як високозатратний захід призводить до збільшення собівартості 1 ц зерна на 4,7 грн та зниження рентабельності. Застосування сидератів займає проміжне положення. Мінеральні добрива в усіх варіантах знижують коефіцієнт енергетичної ефективності, оскільки їх виробництво досить енерговитратне.

Висновки

Теоретично обґрунтовано та експериментально доведено, що активізація діяльності мікробного угруповання ґрунту внесенням органо-мінеральних добрив, підвищує і стабілізує позитивні ефекти інокуляції насіння пшениці озимої мікробними препаратами на основі мікроорганізмів азотфіксаторів, фосфатмобілізаторів, продуцентів речовин фітогормональної та антибіотичної дії.

1. За інокуляції насіння мікробним комплексом та вирощування пшениці озимої на фоні органо-мінеральних добрив у фазу кущення в 1,2 - 2,3 раза зростає чисельність мікроорганізмів, що здійснюють амоніфікацію, та в 4,8 - 5,4 раза - фіксацію атмосферного азоту порівняно з контролем.

2. Біооргано-мінеральна система удобрення і захисту рослин від хвороб позитивно впливає на мікоценоз кореневої зони пшениці озимої, знижуючи різноманітність мікроміцетів у її ризосфері порівняно з контролем на всіх етапах розвитку культури. Чисельність стрептоміцетів знижувалась на 50,0 - 65,8%.

3. За інокуляції насіння пшениці озимої мікробним комплексом та подальшому її вирощуванні на фоні органо-мінеральних добрив у ризосфері підвищується загальний вміст мікробної маси в 1,1 - 2,6 раза, інтенсивність респірації - в 1,8 - 2,2 раза, целюлозоруйнівна активність - на 7,7 - 14,2%.

4. Обробка насіння пшениці озимої до сівби комплексом мікроорганізмів і вирощування інокульованих рослин на ділянках удобрених мінеральними або органічними добривами покращує санітарний стан посівів за розвитком кореневих гнилей на 15,2 - 20,0% та за поширенням хвороб - на 23 - 42%.

5. Виділено нові штами бактерій, які є антагоністами широкого спектру фітопатогенних мікроміцетів. Найактивніший штам Pseudomonas sp. 118 знижує розвиток кореневих гнилей на 18,9% при спонтанному ураженні рослин, на 27,5% - на штучно створеному фоні гельмінтоспоріозної та на 13% - фузаріозної гнилей.

6. Розроблено метод визначення антимікробної дії ризосферного ґрунту, в результаті використання якого надано інтегральну оцінку впливу різних систем удобрення на антимікробний статус ґрунту у посіві пшениці озимої. Встановлено, що органічна система удобрення і біозахист рослин від хвороб індукує прояв ризосферним ґрунтом фунгістатичної дії.

7. Активізація діяльності мікробного угруповання ґрунту внесенням органо-мінеральних добрив, підвищує і стабілізує позитивні ефекти інокуляції насіння пшениці озимої, збільшуючи її урожайність на 16,8 - 25,1% та вміст клейковини на 1,2 - 4,7%.

8. Заорювання в ґрунт соломи та обробка насіння мікробним комплексом знижувала чисельність епіфітної мікофлори зерна на 52,3%.

9. Інокуляція насіння пшениці озимої поліфункціональним мікробним комплексом із внесення в ґрунт соломи та мінеральних добрив знижує собівартість продукції на 5,9%, дозволяє підняти рівень рентабельності на 8%.

Пропозиції виробництву

Виробництву рекомендується до посіву обробляти насіння пшениці озимої поліфункіональним комплексом мікробних препаратів (діазофіт, фосфоентерин, хетомік) і вирощувати рослини на фоні органо-мінеральної системи удобрення, що стабілізує та підвищує позитивні ефекти інокуляції насіння пшениці озимої мікробними препаратами, зокрема значно поліпшує мікробіологічні показники ґрунту та дає змогу стабільно отримувати в агроценозах 5,0 - 5,5 т/га зерна високої якості.

Список робіт, опублікованих за темою дисертації

1. Шерстобоєва О.В., Чайковська В.В., Чабанюк Я.В., Шерстобоєв М.К. Порівняльний аналіз ефективності сумісного застосування діазофіту з біологічним і хімічним засобами контролю фітопатогенів / О.В. Шерстобоєва, В.В. Чайковська, Я.В. Чабанюк, М.К. Шерстобоєв // Агроекологічний журнал. - 2005. - №4. - С. 17 - 20. (Дисертант взяв участь у плануванні та постановці експерименту, написанні статті).

2. Шерстобоєва О.В., Чабанюк Я.В., Чайковська В.В. Поліфункціональний мікробний комплекс для інтегрованих систем землеробства / О.В. Шерстобоєва, Я.В. Чабанюк, В.В. Чайковська // Мікробіологія і біотехнологія. - 2007. - №1. - С. 75 - 81. (Дисертанту належить ідея, покладена в основу статті, написання статті).

3. Чайковська В.В., Чабанюк Я.В., Шерстобоєва О.В. Мікробне угруповання ризосфери пшениці озимої за умов біооргано-мінеральної системи удобрення / В.В. Чайковська, Я.В. Чабанюк, О.В. Шерстобоєва // Агроекологічний журнал. - 2007. - №1. - С. 75 - 79. (Дисертанту належить планування та проведення експерименту, написання статті).

4. Чайковська В.В., Чабанюк Я.В., Шерстобоєва О.В. Фітотоксичність та біологічна активність ґрунту ризосфери пшениці озимої за біооргано-мінеральної системи удобрення / В.В. Чайковська, Я.В. Чабанюк, О.В. Шерстобоєва // Агроекологічний журнал. - 2007. - №4. - С. 72 - 76. (Дисертанту належить ідея, покладена в основу статті, проведення експерименту, написання статті).

5. Чайковська В.В. Виділення нових штамів антагоністів кореневих гнилей озимої пшениці: матеріали Наук.-практ. конф. молодих вчених [«Стабілізація землекористування та сучасні агротехнології»], (смт. Чабани, 24 - 26 листопада 2003 р.) / Інститут землеробства УААН. - К.:ЕКМО, 2003. - С. 105.

6. Чабанюк Я.В., Чайковська В.В. Активність мікробного угруповання ризосфери ярої пшениці при вирощуванні її з застосуванням органічних добрив і біопрепаратів: Тези доповідей Х з'їзду Товариства мікробіологів України, (м. Одеса, 15 - 17 вересня 2004 р.). / М-во освіти і науки України, Одеський національний університет

ім. І.І. Мечникова - Одеса:» Астропринт», 2004. - С. 313.

7. Тертична О.В., Пономаренко С.В., Чайковська В.В. Коваленко Т.М., Екологічні аспекти застосування мікробних біотехнологій в сільському господарстві: тези доповідей до Міжнародної науково-практичної конференції [«Екологічна безпека об'єктів господарської діяльності»], (м. Миколаїв, 3 - 5 червня 2004 р.) / М-во освіти і науки України, Миколаївський державний гуманітарний університет ім. П. Могили - М:МДГУ ім. Петра Могили, 2004. - С. 155 - 157.

8. Шерстобоева Е.В., Чайковская В.В. Сравнительная характеристика химических и микробного фунгицидов, их влияние на эпифитную микофлору и фитомассу растений: материалы Международной конференции [«Современное состояние и перспективы развития микробиологии и биотехнологии»], (Беларусь, г. Минск, 26 - 28 мая 2004 г.) / Институт микробиологии НАН Белоруси - Минск: Нова Принт, 2004. - С. 388 - 390.

9. Коваленко Т.М., Тертична О.В., Чайковська В.В. Екологічно безпечні елементи технології вирощування сільськогосподарських культур: зб. матеріалів п'ятої міжвуз. наук.-практ. конф. аспірантів [«Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи»], (м. Вінниця, 17 - 19 травня 2005 р.) / М-во аграрної політики України, Вінницький державний аграрний університет - Вінниця, 2005. - С. 46 - 47.

10. Чабанюк Я.В., Чайковська В.В. Застосування поліфункціональних комплексів мікробних препаратів в біооргано-мінеральній системі удобрення та захисту злакових культур: матеріали науково-практична конф. молодих учених [«Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва»], (м. Київ, 22 - 24 травня 2007 р.) / Інститут агроекології УААН - Київ, 2007. - С. 55 - 56.

11. Чайковська В.В. Характеристика ризосфери пшениці озимої за біооргано-мінеральної системи удобрення: матеріали Всеукраїнська наукова конф. молодих учених присвячена 110-річчю з Дня народження заслуженого працівника Вищої школи, доктора с.-г. наук, професора М.М. Шкварука, (м. Умань, 21 - 22 лютого 2008 р.) / М-во аграрної політики України, Уманський державний аграрний університет - Умань, 2008. - С. 81.

12. Чабанюк Я.В., Чайковская В.В., Федак Л.И., Опрышко Н.А. Препараты для экологически безопасных технологий выращивания сельскохозяйственных культур: материалы IV Международная конф. молодых ученых, аспирантов и студентов [«Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки»], (Россия, г. Владикавказ, 2008 г.) / М-во сельского хозяйства РФ, Горский госагроуниверситет - Владикавказ, 2008. - С. 141 - 142.

13. Ефективне застосування біопрепаратів при вирощуванні овочевих і баштанних культур: методичні рекомендації / [В.П. Патика, О.В. Шерстобоєва, В.В. Чайковська, М.М. Харитонов, О.М. Лазарєва, Я.Р. Томасон, Т.М. Мельничук, Т.Ю. Пархоменко, Л.М. Татарин.]. - К: ПДАА - 2005. - 12 с. (дисертант провів збір експериментальних і літературних даних, написання рекомендацій).

14. Застосування поліфункціонального комплексу біопрепаратів при вирощуванні ячменю ярого з удобренням соломою: методичні рекомендації / [В.П. Патика, О.В. Шерстобоєва, Я.В. Чабанюк, О.С. Дем'янюк, В.В. Чайковська, В.І. Дубовий, В.І. Русанов, М.П. Яблунівська, В.Ф. Анацький, А.М. Твердохліб]. - К: Логос - 2005. - 14 с. (дисертант провів збір експериментальних і літературних даних, написання рекомендацій).

15. Регулювання фунгістатичного потенціалу ґрунтів в агроекосистемах за допомогою агротехнічних заходів та сидерації: методичні рекомендації / [Бердніков О.М., Патика М.В., Гриник І.В., Патика Т.І., Чайковська В.В., Чабанюк Я.В., Пономаренко С.В., Потапенко Л.В.]. - К: ПДАА - 2005. - 30 с. (дисертант провів збір експериментальних і літературних даних, написання рекомендацій).

16. Патент України №26942 від 10.10.2007 Спосіб визначення антимікробної активності ґрунту / О.В. Шерстобоєва, В.В. Чайковська, Я.В. Чабанюк, Г.О. Іутинська, А.Ф. Антипчук.

Размещено на Allbest.ru