Микробиологическая активность компостов из органических отходов при выращивании декоративных газонов

инфекций достиг макроспориоз, что значительно превышает процент поражения среди других заболеваний. При клубневом анализе выявлены инфекции различной этиологии. Значительные поражения клубней отмечены паршой обыкновенной по сравнению с другими болезнями.

Таким образом, в результате проведенных исследований в условиях Курганской ГСХА на картофеле выявлены инфекционные заболевания грибного и бактериального характера: макроспориоз картофеля — возбудители — грибы Macrosporium solani Ell. et Mar.t, фитоф-тороз, возбудитель — гриб Phytophthora infestans Mont de Bary, ризоктониоз (черная парша), возбудитель — гриб Rhizoctonia solani Kuhn, мокрая гниль на клубнях картофеля, возбудители — комплекс грибов и бактерий, парша обыкновенная, возбудитель — актиномицет Streptomyces scabies Walk. et Henr, вирусные.

Проявление их в той или иной степени ограничивали погодные условия вегетационного периода.

В ОАО Агрокомбинат «Заря» Далматовского района, расположенного в северо-западной зоне Курганской области, в 2006-2010 гг. на посадках картофеля сорта Невский отмечено наличие макроспориоза, фитофтороза и вирусных заболеваний картофеля. Наибольший вред наносили Macrosporium solani,

Овощеводство и садоводство

Таблица 2

Видовой состав болезней картофеля в условиях Курганской области (Курганская область,

2006-2008 и 2010 гг.)

Болезнь Поражение растений болезнями по годам, %

2006 г. 2007 г. 2008 г. 2010 г.

Листья

Макроспориоз 23,1 32,4 38,2 42,3

Фитофтороз 1,5 1,6 1,8 о

Вирусные 9,7 4,5 2,0 1,9

Клубни

Фитофтороз 0,8 0,2 о о

Парша обыкновенная 2,6 3,7 4,4 4,2

Ризоктониоз 0,2 3,8 3,2 3,7

Мокрая бактериальная гниль 0,2 0,1 0,1 о

Сухая гниль 0,1 0,1 о о

Phytophthora infestans, Streptomyces scabies, проявляющиеся на вегетативных органах и клубнях.

Распространение макроспориоза достигало 31,5 %, а фитофтороза — 3,6%. При клубневом анализе выявлены парша обыкновенная (до 7,5 %) и незначительные поражения клубней мокрой бактериальной гнилью.

В крестьянско-фермерском хозяйстве «Мечта-1» Притобольного района — центральная зона Курганской области — отмечено наличие макроспориоза и фитофтороза, развивающихся на надземных органах- листьях

и стеблях. Встречались кусты с признаками вирусных болезней.

Полученные данные свидетельствуют о том, что наибольший вред наносили Macrosporium solani, Phytophthora infestans, Streptomyces scabies, проявляющиеся на вегетативных органах и клубнях. Следовательно, необходимо подбирать защитные мероприятия, обеспечивающие снижение развития заболеваний до экологически безопасного порога вредоносности: сроки посадки, подбор сортов, внесение минеральных удобрений и применение препаратов на биологической и химической основе.

Литература

1. Шалдяева Е. М., Пилипова Ю. В., Коняева Н. М. Мониторинг ризоктониоза в агроэкосистемах картофеля Западной Сибири : монография. Новосибирск, 2006. 200 с.

2. Малюга А. А. Антагонистическая активность торфогуминовых веществ в отношении возбудителей основных почвенноклубневых инфекций картофеля в Западной Сибири // Микология и фитопатология. 2008. Т. 42, вып. 1. С. 62-67.

3. Герасимова А. В. [и др.] Интегрированная защита картофеля. Что рекомендуют ученые // Защита и карантин растений. 2006. N 7. С. 44-47.

4. Методика опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве / под ред. В. Ф. Белика. М. : Агропромиздат, 1992. 319 с.

5. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Вып. 4. Картофель, овощные и бахчевые культуры. М. : Колос, 1975. С. 15- 25.

6. Полевой журнал сортоиспытания картофеля. М., 1985. 28 с.

микробиологическая активность компостов из органических отходов при выращивании декоративных газонов

А. д. средин (фото),

аспирант,

т. х. гордеева (фото),

кандидат биологических наук, доцент,

Д. и. МухортоВ, научный сотрудник,

Н. Н. ГАВРицКОВА, научный сотрудник, Марийский ГтУ

424000, г. Йошкар-Ола, Площадь Ленина, д. 3

Ключевые слова: газон, органические отходы, опилки, осадки сточных вод, компост, торф, питательный субстрат, микробиологическая активность, почвенные микроорганизмы, микробоценоз.

Keywords: Lawn, organic waste, sawdust, sewage, compost, peat, nutritious substrate, microbiological activity, soil microorganisms, microbiota.

В последние десятилетия отношение к роли газонов в экологии мегаполисов мира существенно изменилось. Пластичность, биологический полиморфизм, устойчивость к факторам внешней среды и

антропогенному загрязнению основных газонных трав стали основой в противостоянии природы с индустриальным развитием города. Газоны являются одним из важнейших средообразующих элементов в

городской среде, выполняют массу экологических и эстетических функций. Для нормального функционирования и развития газонных трав требуются нейтральные, незасоленные, рыхлые, структурные почвы

Овощеводство и садоводство

с хорошей воздухо- и водопроницаемостью, с оптимальным содержанием питательных веществ. К сожалению, проблема с нехваткой качественных почвогрунтов и питательных субстратов для обеспечения потребностей городского озеленения становится все острее, особенно в крупных городах и мегаполисах.

Выходом из создавшейся ситуации может служить переработка органических отходов в нетрадиционные удобрения и питательные субстраты методом компостирования. Подобные нетрадиционные субстраты можно применять в городском зеленом строительстве, как при посадке древесно-кустарниковых видов, так и при создании газонов и цветников, что позволит ежегодно переводить десятки тысяч тонн органических отходов из категории загрязнителей окружающей среды в питательные субстраты и удобрения, а также получать при этом экологический и экономический эффект.

Одним из возможных источников сырья для получения альтернативных питательных субстратов являются органические отходы, такие как опилки, гидролизный лигнин, щепа, кора, осадки сточных вод и др., которые в настоящее время практически не утилизируются, тем самым загрязняя окружающую среду. Таких отходов, как осадки очистных сооружений канализации, в целом по России образуется ежегодно около 3,5 млн. т (по сухому веществу). Значительны и объемы других отходов — древесной коры, опилок, щепы [1].

Существуют различные технологии переработки органических отходов. Чаще всего их перерабатывают в органоминеральные субстраты, компосты. В городском и садово-парковом хозяйстве городов России имеется практический опыт подготовки компостов из осадков сточных вод, сброженных осадков, опилок, древесной коры, листьев и др., содержащих органические вещества. В сравнении с традиционно используемым торфом и компостами на его основе они отличаются доступностью и дешевизной, так как залежи торфа расположены неравномерно и имеются не во всех регионах. По мнению российских и зарубежных ученых, подобные нетрадиционные органо-минеральные субстраты можно применять в городском зеленом строительстве, как при посадке древесно-кустарниковых видов, так и при создании газонов. Вовлечение их в хозяйственный оборот имеет не только экономическое, но и большое природохозяйственное значение, так как позволяет включить в биологический круговорот огромное количество биогенных элементов. Однако при использовании данных субстратов в городской среде необходимо проводить всестороннюю оценку их влияния как на рост и развитие газонных трав, так и на жизнь почвенных микроорганизмов.

Целью данного исследования являлось изучение микробиологической активности компоста из органических отходов при выращивании декоративных газонов.

Для проведения эксперимента была выбрана овсяница луговая (Festuca pratensis Huds.) как широко используемый злак при создании газонов в условиях Средней полосы России. В качестве питательных субстратов использовался компост на основе осадков сточных вод очистных сооружений канализации в смеси с опилками (ОСВ ОСК г. Йошкар-Олы +

хвойно-лиственные опилки в соотношении 1,4:1 по массе сухого вещества) и традиционно используемый в садово-парковом строительстве при создании газонов низинный торф. Для достижения поставленной в исследовании цели были созданы газоны на основе компоста и торфа в трехкратной повторности каждый вариант, общей площадью 51,40 м2 и 51,22 м2 соответственно.

В первый год жизни особое значение для хорошего развития газонного травостоя имеет достаточная обеспеченность трав питательными веществами, что во многом определяет состояние травостоя в дальнейшем. В ходе исследования были проведены агрохимические анализы по общепринятым гостированным методикам для каждого вида анализа (табл. 1).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что в компостах по сравнению с традиционно используемым торфом содержание подвижного калия выше в 16 раз, аммонийного азота — в 1,2 раза. По содержанию фосфора существенных различий в вариантах выявлено не было. Количество органического вещества у компоста выше, чем у торфа, в 6,9 раза. По содержанию агрономически ценных водопрочных агрегатов оба субстрата соответствуют оптимальным параметрам, приведенным в литературе.

Большое значение для растений и живущих в почве микроорганизмов имеет реакция почвенного раствора. У исследуемых субстратов были установлены следующие показатели: низинный торф рНкс1 — 6,7; компост на основе органических отходов рНкс1 — 6,5, что близко к нейтральной реакции среды.

Формирование газонов в значительной степени определяют физические свойства и водно-воздушный режим почвы. Компост на основе органических отходов по показателям пористости и объемной массы соответствует оптимальным параметрам (табл. 2). По показателю общей влагоемко-сти у исследуемых субстратов достоверных различий выявлено не было.

По показателю объемного веса видно, что торф не попадает в пределы оптимальных значений объемной массы и имеет более рыхлую структуру, в отличие от компоста на основе органических отходов, что в дальнейшем может неблагоприятно отразиться на состоянии газона. Показатель пористости у исследуемых

субстратов находится в пределах оптимальных значений. По показателю влагоемкости существенных различий выявлено не было.

На созданных площадях газонов с использованием различных питательных субстратов для проведения микробиологического анализа через два года после закладки опыта отбирали пробы из слоя почвы 0-20 см. Варианты исследования: 1 — газон на компосте из

органических отходов; 2 — газон созданный с использованием низинного торфа; 3 — естественный газон (контроль).

Для учета численности микроорганизмов использовали метод посева на плотные питательные среды: аммонифицирующие бактерии, трансформирующие азотсодержащие органические соединения, определяли на мясо-пептонном агаре; амилолитические бактерии, трансформирующие сложные органические безаазотистые вещества и актиномицеты, — на крахмало-аммиачном агаре; олиготрофные бактерии, доволь-стующиеся питательными веществами в низкой концентрации, — на нитритном агаре; микроскопические грибы — на подкисленной среде Чапека; спорообразующие бактерии — путем посева пастеризованной в течение 15 мин. почвенной суспензии при 75-80” С на среду, состоящую из равных объемов мясо-пептнонного агара и сусло-агара; относительную плотность целлюлозоразрушающих бактерий и азотфиксаторов — методом обрастания комочков почвы соответственно на среду Гетчинсона с фильтровальной бумагой и среду Эшби. Численность микроорганизмов, выросших на питательных средах, пересчитывали на 1 г абсолютно сухой почвы [3, 4]. Идентификацию бацилл проводили по определителю Берджи [5]. Повторность опыта трехкратная.

Исследования показали, что используемые для создания искусственных газонов компосты из осадка сточных вод и низинного торфа являются биологически активными (табл. 3).

Так, численность гетеротрофов (бактерий, развивающихся за счет органических форм азота) колеблется от 23,6 до 36 млн. клеток в зависимости от вида компоста. Наиболее активно процесс аммонификации протекает при использовании компоста на основе органических отходов. Варианты с торфом отличались менее выраженным увеличением численности гетеротрофов,

Таблица 1

Агрохимические показатели используемых питательных субстратов

Вид субстрата Органическое вещество, % Содержание водопрочных агрегатов (0,25 - 10мм), % Содержание, мг/100 г

азот

Компост 41,72 72,95 7,32 70,00 16,70

Низинный торф 6,00 80,14 6,39 53,30 0,10

НСР05 1,70 * 0,70 * 4,63

Примечание: * - различие на 5 %-ном уровне значимости несущественно ^факт < FтабJ

Таблица 2

Физические и водно-воздушные свойства используемых питательных субстратов

Наименование субстрата Объемная масса, г/см3 Удельная масса, г/см3 Пористость, % Общая влагоемкость, %

Компост 1,10 2,33 50,4 93,05

Низинный торф 0,75 2,08 62,5 123,41

Оптимум ,3 ,0 - 5 6 5 4 *

Примечание: * - различие на 5 %-ном уровне значимости несущественно ^факт < Fтабл)

www.m-avu. пагоб. ги

Овощеводство и садоводство

развивающихся на богатых органическим азотом средах. Процесс аммонификации как начальный этап трансформации органического вещества осуществляется в основном неспороносными бактериями рода Pseudomonas. Спорообразующие бактерии в активном состоянии (вегетативные клетки бацилл) немногочисленны.

Численность микрофлоры, использующей минеральные формы азота, превышает количество гетеротрофов. Наибольшая численность иммобилизато-ров азота отмечается в компосте на основе органических отходов. Процессы минерализации органического вещества (по отношению численности иммобилизаторов азота и аммонификаторов) в начале сезона выражены слабо. Они развиваются к концу вегетационного периода и наиболее выражены в вариантах с использованием торфа.

Численность олиготрофных микроорганизмов в исследуемых микробоценозах немногочисленна, что свидетельствует о наличии доступных для гетеротрофной микрофлоры питательных веществ. Более высоким содержанием олигокарбофилов отличались образцы с газонов созданных с использованием низинного торфа.

В процессах гумусообразования важная роль на начальных этапах принадлежит микроскопическим грибам, а на завершающей стадии — актиномицетам. Эти физиологические группы почвенных микроорганизмов осуществляют тем самым превращение различных субстратов с новообразованием органического вещества. В первый год разложения компостов в группе гидролитиков увеличивается численность грибов. Повышенным содержанием микро-мицетов характеризовались варианты с торфом.

Установлено увеличение численности спорообразующих бактерий. Увеличение (в 1,9-2,4 раза) клеток бацилл, участвующих на более поздних этапах распада органических веществ, также свидетельствует об усилении интенсивности минерализацион-ных процессов.

Анализ видового состава бацилл показал, что в вариантах с использованием компостов наряду с видами, нуждающимися в органическом азоте — Bacillus cereus, B. agglomeratus, B. mycoides — появляются

Таблица З

Численность эколого-трофических групп микроорганизмов

Вариант Бактерии, млн. кл/г. Спорообразующие тыс. кл/г ты ег ил s й ш  £ < Е/ юО ^ й (2 Относительная плотность микрофлоры, %

Аммонифици- рующие Амилолитические е ы н ф о л тог и л О Целлю- лозоразру- шающая Азотфик- сирующая

Газон на компосте из органических отходов 36,0 48,4 21,9 2,6 15,5 37,5 58,3 46,0

Газон на торфе 23,6 38,9 23,9 3,2 19,7 62,2 44,9 33,0

Естеств. газон 19,5 20,2 30,7 1,3 6,4 31,7 28,3 20,0

НСР05 2,1 2,4 0,9 0,5 1,7 3,3 7,1 7,3

виды, способные использовать не только органический, но и минеральный азот — В. megaterium, В. mesentericus, В. subtilis, то есть организмы с более мощным ферментативным аппаратам.

Субстраты исследуемых газонов отличались от контроля высокой численностью актиномицетов рода Streptomyces. Реже встречаслись представители рода Nocardia. Если учесть, что актиномицеты появляются на поздних стадиях деструкции органического вещества, то можно считать, что в почвах соответствующих вариантов произошло достаточно глубокое разложение органического вещества.

Используемые для создания газонов компосты увеличивали целлюлозоразрушающую активность почвы, что свидетельствует об обеспеченности почв минеральным азотом. Наибольшая плотность целлюлозоразрушающей микрофлоры отмечается в компостах, изготовленных на основе органических отходов. Азотфиксирующая способность (по численности Azotobacter) в целом была невысокой. Однако варианты с использованием компоста отличались более высокой

частотой встречаемости азотобактера, что, вероятнее всего, связано с подщелачи-ванием почвенной среды и повышенной влажностью.

Исследования, проведенные через два года, показали, что высокий пул микроорганизмов сохраняется. Однако отмечается тенденция уменьшения численности гетеротрофных организмов. Преимущественное развитие получает олиготрофная часть микробной системы. В результате подобной перестройки в метаболизме микробной системы в почве будет идти более быстрая минерализация оставшегося органического вещества. Более высокими темпами мине-рализуюется торф.

Таким образом, использование компоста, изготовленного на основе органических отходов и низинного торфа, приводило к активизации почвенно-микробиологических процессов, в том числе, процессов минерализации органических веществ и накоплению элементов питания для растений, что свидетельствует о возможности использования его при создании декоративных газонов наравне с торфом.

Литература

1. Романов Е. М. Лесные культуры. Производство и применение нетрадиционных органических удобрений в лесных питомниках: учебное пособие. Йошкар-Ола : Изд-во МарГТУ, 2001. 156 с.

2. Средин А. Д., Романов Е. М., Мухортов Д. И., Копылов К. А. Утилизация органических отходов при создании и выращивании газонов // Экология урбанизированных территорий. 2010. № 2. С.78-83.

3. Методы почвенной микробиологии и биохимии / под ред. Д. Г. Звягинцева. М. : Изд-во МГУ, 1991. 304 с.

4. Сэги Й. Методы почвенной микробиологии. М. : Колос, 1983. 296 с.

5. Определитель бактерий Берджи : в 2 т. / под ред. Хоулта Дж., Смита П., Стейли Дж., Уильямса С. М. : Мир, 1997. 799 с.