Невидимые помощники

Все ли микробы вредны?

Какие образы рисует ваше воображение, когда слышите слово «микробы»? Уверена, что картинки самые отвратительные. Но не все микроорганизмы вредные. Много среди них и наших союзников, помогающих получать отменные урожаи. И как прав был академик РАСХН И.А.Тихонович, когда говорил, что «мы еще не научились использовать в земледелии те полезные для растений функции, которые выполняют микроорганизмы. А их использование и есть ресурсосбережение»!

— Все разнообразие жизни на планете организовано и регулируется микроорганизмами, — уверен доцент кафедры растениеводства Белорусской государственной сельскохозяйственной академии, кандидат сельскохозяйственных наук Сергей Камасин. — Движущая сила эволюции — борьба атмосферы и литосферы за углерод, который может находиться как в воздухе, так и в почве. И происходит все это благодаря энергии Солнца. По сути, почвенные микроорганизмы используют растения для поглощения углерода из атмосферы. В дальнейшем какая–то его часть в виде углекислого газа выделяется назад, а часть связывается в гумусовые вещества. Таким образом, энергия Солнца превращается в энергию почвенного плодородия.

Бактерии — самая древняя категория, по количеству и разнообразию превосходящая все другие группы микроорганизмов. Самые первые фотосинтетически активные бактерии появились более 3,5 миллиарда лет назад. И механизм их возникновения науке пока неизвестен. В течение почти миллиарда лет они были единственными активными созданиями на нашей планете.

Распределение микробов в почве неравномерно. Основная их масса сосредоточена в пахотном горизонте, где больше всего органического вещества. Водоросли располагаются в верхнем 5–сантиметровом слое, где много света и влаги. Грибы, играющие важную роль в образовании гумуса, обитают на глубине от 5 до 20 см. В верхних 10 см почвы больше всего аэробных микроорганизмов, которым для жизнедеятельности нужен кислород. Но здесь же, в почвенных комочках, есть и анаэробные бактерии, способные жить и без доступа воздуха.

О том, насколько архисложны взаимоотношения микроорганизмов в почве, говорит тот факт, что только около 1% их видов можно вырастить в лабораторных условиях. Естественные или искусственные «перестройки» микробиоценозов всегда сопровождаются «войной микромиров». При этом в почву бактерии могут выделять различные вещества (токсины, антибиотики, органические кислоты и другие), негативно действующие на рост и развитие растений. Не больше шансов на успешную приживаемость и у искусственно выведенных, генетически модифицированных микроорганизмов. Можно искусственно «привить» бактерии 100 полезных и защитных факторов, но не учесть 101–й, губительный для нее. Более того, искусственная модификация, на создание которой может уйти не один десяток лет, будет легко и быстро уничтожена ее природными бактериями–врагами в первый же год ее «внедрения». Даже микроорганизмы, содержащиеся в навозе, приживаются в почве не более чем на 20%.

У различных аэробных микроорганизмов — своя, если можно так сказать, специализация. Так, аммонификаторы разрушают белковые вещества до аммиака. Органический азот (мочевину) активно перерабатывают аэробные уробактерии. А бактерии–нитрофикаторы делают этот азот более доступным для растений. Только представьте: невидимый глазу облигатный аэроб азотобактер способен связывать до 30 кг/га (!) атмосферного азота в год и обогащать им почву! Такой же способностью обладают и некоторые виды дрожжей, грибов, актиномицетов и водорослей. Всего известно более 200 видов прикорневых (ассоциативных) азотфиксаторов. Еще больший вклад в азотфиксацию вносят живущие на корнях растений клубеньковые бактерии.


Большое количество в почве и фосфора (до 3 — 5 т/га), как в органической форме, так и в трудноусвояемом для растений виде. Весь этот фосфор так бы и остался невостребованным, если бы не было перерабатывающих его бактерий.

Также аэробные микроорганизмы активно участвуют в разложении минералов, увеличивая количество доступных для растений макро– и микроэлементов.

— Плодородие во многом зависит от того, сколько аэробных микроорганизмов находится в пахотном горизонте, — продолжает Сергей Сергеевич. — Ведь они — своеобразные «повара», постоянно готовящие пищу для растений. По сути, чтобы получить отличный урожай, мы должны удобрять и обрабатывать землю. Но не для культур, а для аэробных бактерий, поставляющих растениям питательные и ростовые вещества.

Около 40% сухого вещества, сформированного растением за время вегетации, поступает в почву от прижизненного отмирания корневых волосков и корневых выделений. С учетом этого, а также наличия корневых и пожнивных остатков во многих странах фермерам рекомендуется оставлять на полях не менее 42% биомассы, чтобы плодородие постоянно повышалось.

В последние годы на слуху ЭМ–технологии. А ведь это не что иное как... эффективные микроорганизмы. Их первооткрывателем считается японский ученый Теро Хига, изучивший жизнедеятельность более 3.000 основных штаммов и заявивший об их взаимосвязи. К наиболее крупным группам микроорганизмов, входящих в состав ЭМ–препарата, относятся: фотосинтезирующие, молочнокислые и азотфиксирующие бактерии, дрожжи, актиномицеты, ферментирующие грибы. По мнению Теро Хига, как в среде животворных (хороших), так и патогенных (плохих) микроорганизмов около 5% являются ведущими. Остальные же легко меняют свою исходную ориентацию в ту сторону, где больше лидеров. То есть если в почве больше хороших и полезных бактерий, то и сама среда (т.е. почва) становится животворной. И растения в ней прекрасно себя чувствуют, давая высокие урожаи. Если же больше патогенных лидеров, то посадки ослаблены, чаще болеют и подвержены вредителям. Отсюда и низкий урожай.


Поэтому наша с вами задача — растить лидеров из нужных нам микроорганизмов. Как? Создавать идеальные для их развития условия.

— И они — в изменении аэрации, влажности и температуры почвы, позволяющих добиться нужного «сообщества» микроорганизмов, — объясняет Сергей Сергеевич. — Причем такая смена одного сообщества микробов другим не противоречит их эволюции. Опытным путем доказано, что внесение органических удобрений позволяет в 2 — 4 раза увеличить популяцию азотфиксирующих микроорганизмов, которые, по мнению канадских ученых, способны в год с 1 га давать до 170 кг азота. А еще различные микрорельефы почвы формируют и разные микробиоценозы. Отсюда некое «разделение труда» между микроорганизмами, уменьшающее конкурентную борьбу между ними.

Зная характеристику и требования различных культур, совсем не сложно самим сформировать идеальные условия для тех или иных микробов. Больше всего растения нуждаются в азоте. А чтобы процесс фиксации азота был постоянным, необходим целый ряд условий. Это — наличие активного штамма или расы микроорганизма; оптимальные кислотность (pH — 6 — 6,5), влажность (60 — 90%), аэрация; температура (плюс 20 — 30 градусов) почвы... Создать такие условия при гладком способе посева практически невозможно. К примеру, влажность и температура почвы, а также степень ее аэрации и концентрация углекислоты находятся в прямом противоречии друг с другом. Более глубокий и влажный слой почвы, как правило, и более холодный. В нем меньше кислорода и больше нитратного азота. Поверхностный же слой почвы редко бывает достаточно влажным. Биологическая активность верхнего слоя почвы на 62% больше нижней прослойки, да и обмен газа в ней идет намного активнее. Если в верхнем (до 10 см) слое в течение 1 часа обновляются 14 — 23% углекислого газа и воздуха, то на глубине 10 — 20 см — 4 — 5%, а на 40 — 60 см — меньше 1%.


— Все вышеуказанное, — делает вывод Сергей Камасин, — и есть теоретическая предпосылка увеличения урожайности культур и повышения плодородия почвы при формировании на ней микрорельефа, то есть почвенных гребней. Нарезая гребни, мы все же создаем некие предпосылки для идеальных условий. Увеличивается и площадь поверхности почвы. Но она не зависит от высоты гребней, а определяется величиной угла их наклона. Скажем, при угле в 45 градусов площадь поверхности увеличивается на 41%. А вот объем соприкосновения верхнего 10–сантиметрового слоя почвы с атмосферой зависит и от высоты гребней. Например, если они 15 см, а шириной по основанию — 30 см, то «активный» объем почвы увеличивается на 34%.

К слову, такой микрорельефный способ посева Сергей Камасин запатентовал как изобретение под № 2186. Его отличие от гребневого способа посадки заключается в дополнительном посеве между гребнями культур с мощной биологически активной корневой системой, вдоль которой в почву и проникает кислород.


Думаю, что и многие огородники замечали, что урожаи моркови, картофеля, кукурузы и других культур значительно больше при посеве в гребни, чем на ровной грядке. Одна из причин такого успеха — активизация аэробных микроорганизмов. При гребневом способе посева формируются две основные макрониши. Первая — сами гребни, в которых больше кислорода, выше температура и более низкая концентрация нитратного азота. И такие условия идеальны для азотфиксирующих бактерий. Вторая ниша — это впадины между гребнями. В них больше влажность, ниже температура и выше концентрация нитратного азота. В таких условиях лучше всего растут холодостойкие, а также требующие повышенного азотного питания растения.

Корни гороха полевого при микрорельефном (слева) и гладком способах посева (фаза созревания).

Между основными экологическими макронишами, конечно же, есть и промежуточные. И это обусловливает возможность ежегодного формирования идеальных экологических ниш для максимальной азотфиксации свободноживущих, ризосферных и симбиотрофных микроорганизмов, чего нельзя добиться при гладком способе посева.

В гребни можно высевать все зернобобовые культуры: горох, вику, нут, чечевицу, люпин, фасоль, сою. А также выращивать все теплолюбивые растения других семейств: томат, баклажан, перец, дыню, арбуз. Между гребнями можно посеять зерновые (пшеницу, тритикале, ячмень, овес), а также влаголюбивые культуры со слаборазвитой корневой системой. Допустим, укроп, огурец, салат, шпинат, лук, чеснок, капусту...

Огородный сезон только начинается. Поэтому можно провести и свой эксперимент, высеяв одну и ту же культуру в гребни и на ровную грядку. Ничто так не убеждает, как собственный опыт.

Факт

Количество микроорганизмов в почве огромно: от десятков миллионов до нескольких миллиардов в 1 г, а общая биомасса их достигает 3 — 5 т/га (по другим данным — до 20 т/га), или почти 0,1% от веса пахотного горизонта.

Кстати

Ученые подсчитали, что если бы в результате какой–то катастрофы погибли все почвенные микроорганизмы, то уже через 30 лет растения израсходовали бы весь запас двуокиси углерода из атмосферы и минеральный азот из почвы.

Зеленые растения в процессе фотосинтеза ежегодно используют около 170 млрд тонн углекислого газа. Примерно столько же образуют его и почвенные микроорганизмы за счет минерализации органических веществ.

Справка «СБ»

Наиболее крупные группы животворных микроорганизмов:

Фотосинтезирующие бактерии, используя солнечный свет и тепло, синтезируют аминокислоты, биологически активные вещества и сахара, способствующие росту и развитию растений.

Молочнокислые бактерии из органических веществ, произведенных фотосинтезирующими бактериями и дрожжами, вырабатывают молочную кислоту. Она — очень сильный стерилизатор, подавляющий вредные микроорганизмы и ускоряющий разложение органического вещества. Также молочнокислые бактерии подавляют фузариоз и нематод.

Азотфиксирующие бактерии поглощают атмосферный азот и закрепляют его в виде азотных соединений, увеличивая тем самым запас азота в почве.

Дрожжи из аминокислот и сахаров, продуцируемых фотосинтезирующими бактериями и корнями растений, синтезируют биологически активные вещества.

Актиномицеты производят антибиотики, которые подавляют рост вредных грибов и бактерий.

Ферментирующие грибы быстро разлагают органические вещества, производя этиловый спирт, сложные эфиры и антибиотики. Они также предотвращают заражение почвы вредными насекомыми и личинками.
Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter
Версия для печати
Заполните форму или Авторизуйтесь
 
*
 
 
 
*
 
Написать сообщение …Загрузить файлы?