| Скачать .docx | Скачать .pdf |
Реферат: Влияние удобрений на почвенную биоту
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ
ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ЗООЛОГИИ
ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ
НА ПОЧВЕННУЮ БИОТУ
Донецк 2010
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………………3
1. Роль органических и минеральных удобрений…………………………..6
2. Влияние препаратов содержащих копролиты дождевых червей……...10
3. Влияние бактериальных препаратов на почвенную биоту…………….17
Выводы………………………………………………………………………….21
Список литературы…………………………………………………………….23
ВВЕДЕНИЕ
Панцирные клещи – одна из наиболее крупных групп клещей, представленная в мировой фауне более чем 7000 видами, объединенными в 177 семейств. В соответствии с систематикой, предложенной Гранжаном [41, 42], они составляют подотряд Oribatida (= Criptostigmata, Oribatei) отряда акариформных клещей (Acariformes), подразделяясь на низших орибатид – Oribatei Inferiores и высших – Oribatei Superiores, представленных в фауне Украины 697 видами, относящихся к 208 родам и 85 семействам [36].
Среди почвенных свободноживущих сапрофагов панцирные клещи занимают одно из ведущих мест, обитая во всех типах почв и растительных подстилок, местами достигая численности в несколько сотен тысяч особей на 1 м2 . Относительно велика и биомасса орибатид в наземных экосистемах, практически во всех природных зонах она превосходит биомассу птиц и млекопитающих (вместе взятых) на единицу площади. Они распространены в гниющей древесине, растительных остатках, водорослях, мхах, лишайниках, древесно-кустарниковой растительности [1, 6, 9, 22, 28, 31, 33].
Практическое значение орибатид особенно велико в почвообразовательных процессах. Мигрируя в почве, орибатиды увеличивают ее аэрацию, а также способствуют перемещению органических веществ вглубь почвы, что очень важно для почв с неразложившимся гумусом. Клещи играют огромную роль в жизни биогеоценозов, пропуская через себя до 2% энергии, поступающей в почву в виде органических остатков. Биомасса орибатид тесно коррелирует с их численностью и достигает в южных тундрах, степях и полупустынях 1-2 г/м2 , а в лесах – 4-6 г/м2 . Продукция панцирных клещей возрастает с увеличением продолжительности теплого периода, так как клещи в более теплых условиях дают несколько генераций в год и составляет в тундре около 1 г/м2 живого веса в год, в тайге – в широколиственных лесах – 8 г/м2 , в степях – 2,2 г/м2 , полупустынях – 1 г/м2 , пустынях – 0,1 г/м2 , влажных субтропиках – 13 г/м2 [14].
Панцирные клещи имеют большое значение, как промежуточные хозяева ленточных червей семейства Anoplocephalidae– паразитов сельскохозяйственных животных. По опубликованным М.И. Кузнецовым [16] сведениям, в бывшем СССР было зарегистрировано около 70 видов орибатид – промежуточных хозяев гельминтов. Однако эти данные основаны на экспериментальном заражении панцирных клещей [25]. Естественная инвазия пока установлена только у 23 видов. На территории Украины отмечен 51 вид орибатид, которые могут участвовать в онтогенезе аноплоцефалят [36]. Процент зараженности промежуточных хозяев невысок и составляет около 0,5% [45], однако этого вполне достаточно для надежной циркуляции паразитов через панцирных клещей и высокой инвазированности дефинитивных хозяев.
Панцирные клещи также могут распространять возбудителей бактериальных и грибковых заболеваний, почвенных простейших и нематод [20, 21, 35]. В. Я. Крамным [12] показана роль панцирных клещей в распространении микобактерий – возбудителей туберкулеза крупного рогатого скота, который не только обуславливает большие потери в животноводстве, но и представляет серьезную опасность для здоровья людей. Указывается на тот факт, что невысокая зараженность микобактериями туберкулеза, возможно, делает клещей неспособными вызывать бурное эпизоотическое распространение инфекции, но долговечность переносчиков и способность сохранять возбудителей может в достаточной мере гарантировать длительное существование инфекционного начала в очаге.
Высокая численность орибатид и легкость сбора материала для количественных учетов позволяют использовать орибатид в качестве модельного объекта почвенно-зоологических и экологических исследований. В условиях развития антропогенных ландшафтов орибатиды зачастую остаются "последним реликтом" исходного естественного населения почв и приобретают особую ценность для биогеографии и экологии. Вместе с тем панцирные клещи составляют и пионерную группировку почвенных микроартропод, первыми заселяющими рекультивированные шахтные терриконы, отвалы промышленного производства и т. п.
В последние годы панцирные клещи привлекают внимание как удобный объект биоиндикации антропогенных воздействий. Панцирных клещей используют, в частности, для биоиндикации степени загрязнения воздушной и почвенной среды в городах, в условиях антропогенной нагрузки [33], в том числе при воздействии выбросов нефтеперерабатывающих и калийных комбинатов, мелиоративной деятельности [18], радиоактивных загрязнений [13]. Орибатиды являются прекрасными (по удобству использования) биоиндикаторами действия промышленных загрязнений на окружающую среду, причем более показательными, чем другие почвенные животные [15]. Практически все формы хозяйственной деятельности человека оказывают четко регистрируемое влияние на население панцирных клещей.
Цель работы – изучить влияние удобрений на почвенную биоту, определить характеристики, которые можно использовать в качестве критериев для почвенно-зоологической диагностики состояния окружающей среды.
Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач :
1. Ознакомиться с методикой сбора и обработки материала по животным почвенной фауны.
2. Осуществить обзор литературы по вопросу влияния удобрений на почвенную биоту.
1. РОЛЬ ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
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). Рассмотрим подробнее минеральные и органические удобрения.
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 [3, 29].
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 [11]. Другие, наоборот, показывают, что в нем происходят значительные преобразования [2-4]. 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 [2, 29]. Перестройки почвенного населения, по-видимому, во многом зависят от дозы удобрения [27]. 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. [29].
Действию минеральных удобрений на орибатид посвящено немало работ. В Хорватии в черноземах под люцерной микроартроподы были значительно обильнее в тех почвах, в которые не вносили минеральные удобрения и ядохимикаты. В Поволжье внесение в пахотные почвы полного минерального удобрения (NPK) и этого же удобрения в смеси с навозом вызывало общее двукратное возрастание численности панцирных клещей, но отдельные виды реагировали неодинаково [4, 5]. При раздельном внесении удобрений в Поволжье было установлено, что азот оказывает стимулирующее воздействие на все группы мелких сапрофагов, тогда как фосфор подавляет их численность, а лучше всего стимулировало развитие микроорганизмов и микроартропод внесение навозно-минеральных удобрений [2].
Сильные различия отмечены и в зависимости от характера полей: на полях под паром минеральные удобрения подавляют численность клещей, а под кукурузой вызывают возрастание их численности [2]; эффект удобрений на орибатид зависит и от погодных условий [29].
Внесение в пахотные почвы Североприазовского чернозема Ростовской области России гранулированного суперфосфата подавляло численность орибатид под паром, а под пропашными культурами в течение вегетационного периода они остаются почти без изменения. Нитроаммофос оказывает стимулирующее действие на численность панцирных клещей под пропашными культурами уже через 2 месяца, достигая максимума весной следующего года.
По-видимому, влияние минеральных удобрений на панцирных клещей будет заметно отличаться в разных природных зонах, если говорить об азоте, калии, фосфоре. Практически везде известкование почв приводило к положительным результатам, повышая биологическую активность почв и урожаи. В большинстве случаев это относится и к навозу.
Действие ядохимикатов на орибатид также испытывалось неоднократно. Если применение инсектицидов на полях приводит к противоречивым данным, так как реакция отдельных видов не одинакова и сильно зависит от способов внесения удобрений, то в лесах применение ядохимикатов чаще приводит к явному отрицательному эффекту. Неблагоприятный эффект действия ядохимикатов на почвенных сапрофагов, в том числе и на орибатид, зависит от многих особенностей конкретной среды: он выше на почвах тяжелого механического состава и бедных гумусом. Особенно губительно действуют ядохимикаты на полезную фауну в северных районах, где все животное население сконцентрировано в самом поверхностном слое почвы [30].
Слабое действие ядохимикатов на орибатид в некоторых случаях может быть объяснено резким сокращением численности их врагов – разнообразных хищников на обработанных участках. Заканчивая раздел о влиянии химических средств на население орибатид в почвах, отметим, что гербициды и фунгициды не оказывают угнетающего действия на панцирных клещей при дозах, используемых в сельском хозяйстве. Однако в Узбекистане постоянное применение дефолиантов на полях хлопчатника вызывало заметное (в 1,5-2 раза) сокращение численности орибатид [15].
2. ВЛИЯНИЕ ПРЕППАРАТОВ СОДЕРЖАЩИХ КОПРОЛИТЫ ДОЖДЕВЫХ ЧЕРВЕЙ
Копролит (син. биогумус, вермикомпост) – масса экскрементов компостных червей, получаемая в результате вермитехнологической переработки различных органических веществ, чаще всего навоза. Экологической проблемой его производства является избавление от семян сорных растений, личинок гельминтов, патогенной и условно патогенной микрофлоры.
И. А. Мельник [19] в своей статье «Влияние вермикультуры и биогумуса на плодородие почвы и развитие растений» описывает работу, проводившуюся в условиях северо-востока Беларуси по повышению плодородия почв.
Для проведения экспериментов был выбран открытый способ вермикомпостирования. При этом в качестве базового субстрата был использован ферментированный навоз КРС в смеси (до 20%) с измельченной соломой (высота 15 см). Ложе заселяли червями Eisenia fetida , корм для которых вносился 1 раз в течение 20-25 дней толщиной по 5 см. Оптимальная влажность была 70-80%. Осенью при снижении температуры до 7-8О С ложе укрывалось толстым слоем соломы для подготовки к зимовке. Весной (апрель) проводили переселение червей во вновь подготовленные ложа. После этого производили отбор биогумуса, его естественное просушивание и просеивание на фракции с использованием вибросита.
При этом основное достоинство данного способа получения биогумуса заключалось в незначительных затратах производства, но эффективность его была очень низкой.
Для достижения поставленной цели на основе базового субстрата были приготовлены различные его модификации:
Вариант 1: Смесь базового субстрата с отходами комбикормовой промышленности.
Вариант 2: Смесь базового субстрата с торфом.
Вариант 3: Смесь субстрата № 1 с торфом.
Вариант 4: Смесь базового субстрата с торфом и отходами целлюлозно-бумажного производства.
Вариант 5: Смесь базового субстрата с опилками.
При этом в состав смеси второй компонент добавляли в количестве не более 15-20% от общего объема. Данные смеси наслаивали на поверхность каждого ложа в течение всего активного периода, затем конечный продукт – биогумус был подвергнут тщательному агрохимическому анализу.
В результате проведенных исследований оказалось, что при вермикультивировании, используя пищевой субстрат (вариант № 1), получаемый биогумус имел более лучшие показатели по сравнению с таковым, полученным на базовом субстрате и другими вариантами смесей по степени его засоренности, а продуктивность компостных червей была намного выше, чем таковая при использовании всех испытанных вариантов пищевых субстратов.
В варианте № 2 было выявлено, что засоренность данного субстрата оказалась ниже по сравнению с базовым субстратом и с вариантом № 5. При этом продуктивность червей была ниже, чем в варианте № 1, но выше, чем в других вариантах.
В варианте № 3 установлено, что засоренность данного субстрата ниже по сравнению как с вариантом № 5, так и с базовым вариантом, т.е. аналогично показателям, выявленным для варианта № 2. Продуктивность навозных червей такая же, как и в предыдущем варианте.
При этом важно отметить, что в вариантах № 2 и 3 коммерческое качество биогумуса оказалось значительно лучше, чем в других вариантах (критерии: цвет, сыпучесть, гранулированность) и близко по качеству биогумусу, производимому в США.
В варианте № 4 засоренность также оказалась ниже, чем в варианте № 5 и базовом варианте. Однако здесь следует обратить внимание не только на уменьшение затрат на производство в связи с наличием в городе целлюлозно-бумажного комбината, но и на улучшение экологической обстановки в городе благодаря применению в вермикультивировании отходов данного предприятия.
В варианте № 5 выявлено, что засоренность данного субстрата оказалась на уровне базового субстрата. При этом следует отметить длительный процесс разложения опилок и низкое коммерческое качество биогумуса.
Таким образом, полученные результаты свидетельствовали о влиянии различных видов субстратов как на качество биогумуса, так и на продуктивность навозных червей. При этом необходимо учитывать не только затраты предприятий при производстве биогумуса и коммерческое качество биогумуса, а также его агрохимические показатели.
В подавляющем большинстве работ (31, или 78%) отмечено позитивное влияние вермикомпоста или его компонентов на рост и продуктивность растений. В остальных случаях отмечен как позитивный, так и негативный эффект, или отсутствие эффекта в зависимости от типа, дозы или метода внесения вермикомпоста. Такие случаи могут представлять особый интерес, поскольку о них обычно не упоминается в популярных изданиях.
В нескольких работах группы К. Эдвардса [37-39] высокие дозы (более 500 мг/кг субстрата) гуминовых кислот, экстрагированных из разных видов вермикомпоста, или полная замена субстрата вермикомпостированным свиным навозом отрицательно влияли на рост помидоров и огурцов. Рост сорго слегка подавлялся при внесении 20% нестерилизованного вермикомпоста в минеральную почву [40]. Вермикомпостированный навоз не оказал положительного влияния при заражении огуречной рассады фитопатогенным грибком Fusarium oxysporum , в то время как приготовленный традиционным компостированием навоз снижал последствия инфекции [43]. Рост редиса на традиционном компосте был выше, чем на вермикомпостированных отходах [44]. Наконец, вермикомпост, произведенный из конского, овечьего и коровьего навоза значительно снижал зараженность томатов фитофторой, но вермикомпост на основе канализационных илов не только не снижал заражение, но и подавлял рост растений [46].
Таким образом, при всех своих положительных качествах вермикомпост не является универсальной "панацеей", и его эффективность зависит от умелого применения.
Изучали возможность применения технологии вермикомпостирования с целью стабилизации различных органических отходов, используя компостного червя Eisenia fetida , а также возможность использования конечного продукта – вермикомпоста для сельскохозяйственных целей. Для этого осадки сточных вод бумажной промышленности, сельскохозяйственные отходы (листья, стебли и стручки от бобов), отходы фармацевтической фабрики (листья лекарственных трав после экстракции), осадки сточных вод бумажного производства и отходы госпитальные (бинты, вата и нитки после операций) смешивались с другими азотсодержащими материалами для улучшения структуры, баланса питательных элементов и инокулировались микроорганизмами.
Органические отходы предварительно компостировались в течение 10-15 дней. Различные виды органических предварительно компостированных отходов смешивались с коровьим навозом в различных соотношениях 1:4, 3:2 и 3:2. В пластиковые емкости объемом по 13 л помещали по 1 кг смеси, затем вносили по 5 особей червей. Влажность субстрата поддерживалась на уровне 60-70%. Длительность опытов 100 дней. Полученные вермикомпосты смешивали с песком в соотношении 1:10 и выращивали в сосудах капусту и пшеницу.
Химические анализы вермикомпостов показали, что наивысшая питательная ценность была в случае вермикомпострования смеси коровьего навоза с отходами бумажного производства и коровьего навоза с отходами фармацевтической фабрики. Наилучшими ростовыми свойствами для капусты и пшеницы (длина корней, высота стеблей, сырой и сухой вес биомассы растений, а также длина и ширина листьев) были получены в опытных вариантах на песке с вермикомпостом. (Контролями служила почва и песка с минеральными удобрениями NPK). Максимальный рост биомассы компостных червей происходил в питательной смеси, полученной из отходов фармацевтической фабрики с добавлением коровьего навоза.
В университете г. Раджшахи были разработаны методы вермикультивирования и вермикомпостирования с целью получения вермикомпоста и внедрения этих биотехнологий в Бангладеш. Изучали влияние вермикомпоста на некоторые урожайность некоторых сельскохозяйственных культур в полевых условиях. Для вермикультивирования и вермикомпостирования были отобраны два вида дождевых червей: Perionix excavatus (поверхностнороющие) и Lampito mauritii (среднеярусные). Биодеградируемые садовые и городские отходы измельчались, смешивались с коровьим навозом и выдерживались в течение 7 дней до вермикомпостирования. Показано, что вермикультура Р. excavatus была способна производить больше вермикомпоста, чем таковая червей L. mauritii . Почти 57% органических отходов при вермикомпостировании превращалось в вермикомпост. Химический анализ показал, что компост, полученный в контрольных опытах без дождевых червей, имел существенные отличия от вермикомпоста по большей части питательных элементов.
В вермикомпосте содержалось органического углерода в 2,29 раза больше, калия в 1,60 раза больше, общего азота в 1,76 раза больше и фосфора в 3,02 раза больше, чем в компосте. Более того, применение вермикомпоста при выращивании сезама Sesamum indicum и гибискуса съедобного Hibiscus esculentus стимулировало рост и развитие растений и увеличивало их урожаи. Так, урожай гибискуса съедобного составил в опыте и в контроле 18,40 и 12,43 тонн/га, соответственно. Дозы внесения вермикомпоста зависели от вида культуры.
Ю.В. Гришко [10] изучал влияние вермикомпоста на рост, развитие и урожай картофеля. Опыты проводились на поле ВНИИР (г. Пушкин, Ленинградская обл.), на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве.
Варианты опыта закладывались по фону с внесением минерального удобрения азофоска (1:1:1) в дозе 400 кг/га:
1. Контроль - N60 P60 K60 ;
2. N60 P60 K60 + вермикомпост 4 т/га;
3. N60 P60 K60 + вермикомпост 8т/га.
Размещение вариантов систематическое в делянках размером: 8 х 5,6 м = 45 м2 Повторность вариантов в опытах – 3-х кратная. Предшественником был 2-х летний пар.
Посадка картофеля проводилась в начале июня клубнями мелкой фракции (20–40 г.) среднераннего сорта «Санте» (категории «элита»). Способ посадки гладкий, на глубину 6-8 см, по схеме 70х35 см. Азофоска вносилась в два приема: под культивацию после вспашки и при окучивании растений. Вермикомпост (2 этапа биоконверсии) вносили при посадке локально. Уход за растениями картофеля состоял из довсходовой, послевсходовой культиваций и двух окучиваний. Уборка урожая проводилась в первой декаде сентября, после предварительного (на 75-й день от посадки) скашивания ботвы.
В результате фенологических наблюдений за ростом и развитием растений картофеля в 2002 г. установлены разные сроки продолжительности фенофаз. В вариантах с внесением вермикомпоста сроки появления всходов были одинаковы во всех вариантах, а фазы массовой бутонизации и цветения начинались на 3 дня (во 2-м варианте) и на 5 дней (в 3-м) раньше по сравнению с фоном (контролем). В 2003 г. эти различия не были существенными, т.к. из-за неблагоприятных погодных условий происходило массовое опадение бутонов и цвели лишь отдельные растения.
В результате опыта установлено, что прибавка урожая картофеля в варианте внесения по вермикомпоста в дозе 4 т/га в 2002 г. составила 13%, а в 2003 г. – 7%, что находится за пределами наименьшей существенной разности и не является достоверными значениями. Прибавка урожая в варианте с дозой вермикомпоста 8 т/га в 2002 г. составила 52%, а в неблагоприятный 2003 г. – 40%, что достаточно существенно по статистическому анализу.
3. ВЛИЯНИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ПОЧВЕННУЮ БИОТУ
Основной причиной снижения плодородия при замене природных экосистем агроценозами является дегумификация как следствие механической обработки почвы, смены растительного покрова, динамики поступления органических остатков. При этом минерализация ускоряется и возникает дефицит свежего органического вещества по сравнению с почвами естественных биоценозов. Усиление микробиологической нагрузки на гумус приводит к более интенсивному его разложению. Одновременно сокращается биологическое разнообразие и численность повообитающих животных, с активностью которых сопряжено восстановление естественного почвообразования. Этой связью аргументируется перспективность применения биоудобрений.
На протяжении долгих лет ООО «Научно-технический центр биологических технологий в сельском хозяйстве» (НТЦ БИО) г. Шебекино Белгородской обл., проводит исследования по разработке и внедрению ряда биоудобрений. Выявлено их положительное влияние на рост, развитие и урожайность ряда культур за счет активизации комплекса микроартропод и микробиологических процессов в почве.
В основу биоудобрения «Весна» положен биопрепарат микробного синтеза (концентрат лизина), который представляет собой сухой остаток культуральной жидкости, полученный при выращивании глубинным методом Brevibacterium sp. Биоудобрение «Белогор» содержит комплекс молочнокислых, пропионово-кислых бактерий, пропионово-кислых бактерий дрожжи, антифитопатогенные культуры микроорганизмов родов Bacillus и Pseudomonas и используется для обработки вегетативной массы растений в различные вегетационные периоды. Цель обработки – интенсификации биохимических процессов и транспорта пластических веществ за счет биологической активности микробных продуктов метаболизма.
Благодаря наличию в биоудобрениях биологически активных соединений, создаются активные зоны в местах внедрения препаратов, что стимулирует развитие почвенной микрофлоры и микроартропод. Численность бактерий и грибов, а также азотобактера и актиномицетов возросла при использовании биоудобрений под используемыми культурами в 1,5-3,0 раза по сравнению с контролем, численность микроартропод (всех групп почвенных клещей: панцирных, гамазовых, а также ногохвосток) увеличивалось в опыте в 1,5-1,7 раз. По данным предыдущих опытов после применения препарата «Регент-8000» в течение 3 месяцев резко уменьшилась численность микроартропод в сравнении с контрольным вариантом, в то время как внесение биоудобрений «Весна» и «Белогор» способствовало восстановлению их численности до уровня контрольных участках. В производственных опытах при внесении биоудобрений урожайность сельскохозяйственных культур увеличивалась до 40% за счет улучшения корневого питания растений. Таким образом, использование биоудобрений в земледелии способствует активизации почвенного плодородия и оздоровлению окружающей среды.
Среди биологически активных веществ природного происхождения особое место занимают гуминовые вещества, которые не синтезируются в живых организмах, но в значительных количествах образуются после их отмирания в процессе разложения и превращения с участием микроорганизмов. Гуминовые вещества выполняют ряд важных функций: регулируют процессы роста растений, улучшают физико-химические свойства почвы, активизируют микрофлору, влияют на миграцию питательных веществ, стимулируя процессы дыхания, синтез белков и углеводов, усиливают протекторные свойства почвы [7, 17, 26, 32]. В связи с этим достаточно активно развивается рынок предложений по использованию концентрированны гуминовых веществ, промышленных гуминовых препаратов или гуматов, полученных производственным способом из различных видов сырья: бурых углей, торфа, сапропелей и многотоннажных органических отходов [23, 24, 34]. Эти промышленные препараты значительно различаются по своему составу, биологической активности, товарной стоимости. Одной из основных проблем, ограничивающей широкое применение гуминовых препаратов, является отсутствие у производителей с/х продукции объективной информации об эффективности и технологиях их применения, свойствах препаратов [8]. Так как количество гуминовых препаратов постоянно растет, необходимо создание банка данных и проведения их сертификации. Настоящее обширное исследование химических и биологических свойств ряда гуминовых препаратов выполнено с целью заполнения лакуны и оценки возможных перспектив их дальнейшего использования.
В работе анализировали следующие порошкообразные гуминовые препараты: Гумат-80 и Гумат-80 «Урожай» (гуматы натрия из бурого угля, Россия), Pow-Humus (гумат калия из леонардита, Германия), Humasorb (сорбент на основе гуминовых веществ, США), аминолигнин-17 и аминолигнин-57 (сорбенты на основе лигнина, Латвия), а также промышленный препарат гуминовой кислоты в качестве контрольного образца сравнения.
Исследованные гуминовые препараты сразу подразделялись на две группы: водорастворимые гуматы, позиционируемые производителями как стимуляторы роста растений (Гуматы-80 и Pow-Humus) и нерастворимые в воде сорбенты, предназначенные для ремедиации загрязненных почв (Humasorb и аминолигнины).
В последние годы в некоторых странах получила очень большое распространение водная вытяжка из вермикомпоста, так называемый вермикомпостный «чай», являющийся одним из экологически безопасных и не дорогих универсальных средств для оздоровления растений, оживления почвы, борьбы с некоторыми болезнями и вредителями. Он содержит в себе суспензию почвенных микроорганизмов и является, по своей сути, комплексным микробным препаратом. Положительные свойства ему придают преимущественно аэробные микроорганизмы (около 30 видов): азотфиксирующие бактерии (несимбиотические и симбиотические); фос-фатрастворяющие микроорганизмы родов Pseudomonas и Bacillus , а также грибы родов Aspergillus и Penicillium и целлюлозолитические микробы. Использование вермикомпостного «чая» для корневой и внекорневой обработки растений позволит в дальнейшем отказаться от применения химических средств защиты растений в тепличных хозяйствах страны.
ВЫВОДЫ
Обработав 46 литературных источников можно сделать следующие выводы:
1. Реакция панцирных клещей на внесение органических и минеральных удобрений неоднозначна. Органические удобрения, в частности навоз, в большинстве случаев вызывают увеличение численности и видового разнообразия клещей. Происходит смена видов, появляются виды, характерные для высокогумусированных почв, отмечается увеличение разнообразия жизненных форм. Имеющиеся данные по отношению минеральных удобрений также во многом противоречивы и свидетельствуют о том, что влияние минеральных удобрений и реакция орибатид на их применение зависят от совместного действия многих, достоверно пока не установленных, факторов.
2. В отношении влияния препаратов, содержащих копролиты дождевых червей, имеющиеся данные также во многом противоречивы и свидетельствуют о том, что влияние таких препаратов и реакция орибатид на их применение зависят от совместного действия многих, достоверно пока не установленных, факторов. Так, при применении вермикомпоста полученные результаты свидетельствовали о положительном влиянии различных видов субстратов как на качество биогумуса, так и на продуктивность дождевых червей, и численность и обилие почвенных клещей.
3. Благодаря наличию в биоудобрениях биологически активных соединений, создаются активные зоны в местах внедрения препаратов, что стимулирует развитие почвенной микрофлоры. Численность бактерий возрастает при использовании биоудобрений под различными культурами в 1,5-3,0 раза по сравнению с контролем, численность микроартропод (всех групп почвенных клещей: панцирных, гамазовых, а также ногохвосток) увеличивалась в опыте в 1,5-1,7 раз. Однако, по данным проведенных экспериментов, после применения препарата Регент-8000 в течение 3 месяцев резко уменьшилась численность микроартропод в сравнении с контрольным вариантом, в то время как внесение биоудобрений «Весна» и «Белогор» способствовало восстановлению их численности до уровня контрольных участков.
4. В результате анализа литературы установлено, что наиболее значимыми экологическими показателями структуры сообществ орибатид, имеющими диагностическое значение, являются: средняя плотность населения, видовое богатство и экологическое разнообразие, структура доминирования и соотношения морфоэкологических групп, что позволяет использовать эти характеристики в качестве критериев для почвенно-зоологической диагностики и биоиндикации.
В дальнейшем нами планируется проведение экспериментальных исследований по вопросу влияния органоминерального удобрения «Гумипас» (биоудобрение, содержащее копролиты дождевых червей) на панцирных клещей на экспериментальном участке в г. Красноармейск.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алейникова М.М. Почвенная фауна различных ландшафтов Среднего Поволжья. – М.: Наука, 1964. – С. 5-51.
2. Артемьева Т.И. Влияние удобрений на почвенную фауну паровых полей // Животное население почв и агробиоценозов и его изменение под влиянием с/х производства. – Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1969. – С. 106-125.
3. Гатилова Ф.Г. Изменение численности и видового состава панцирных клещей под влиянием удобрений // Животное население почв и агробиоценозов и его изменение под влиянием с/х производства. – Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1969. – С. 134-243.
4. Гатилова Ф.Г. Влияние удобрений на фауну и численность панцирных клещей в почве под кукурузой // Проблемы почвенной зоологии. – Вильнюс, 1975. – С. 136-139.
5. Гатилова Ф.Г. Изменение численности и видового состава панцирных клещей под влиянием навоза // Проблемы почвенной зоологии. – Вильнюс, 1975. – С. 114-115.
6. Голосова Л.Д. Панцирные клещи (Acariformes, Oribatei) южного Приморья и их распределение под пологом основных типов растительности: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. – М., 1970. – 18 с.
7. Горовая А.И. Роль физиологически активных гуминовых веществ в адаптации растений к действию ионизирующей радиации и пестицидов // Гуминовые вещества в биосфере. – М., 1993. – С. 144-150.
8. Гладков О.А ., Соколова И.В., Тугаринов Л.В. Особенности и перспективы использования лигногуминовых препаратов в экологически ориентированном земледелии // Тез. докл. II Межд. конф. "Гуминовые вещества в биосфере". – М.-СПб, 2003. – С. 101-102.
9. Гришина Л.Г. Панцирные клещи (Acariformes, Oribatei) Северного и Центрального Алтая: Автореф. дис. канд. биол. наук. – М., 1970. – 23 с.
10. Гришко Ю.В. Влияние вермикомпоста на воспроизводство плодородия серых лесных почв и повышение урожайности озимой пшеницы // Тез. докл. III Междунар. конгресса «Биоконверсия органических отходов». – М., 1994. – С. 4-5.
11. Желева М. Влияние различных методов на обработку на почвы с одновременным повышением дозы органических и минеральных удобрений на почвенных акариорибатид. – Годиш.-Софийский унив., 1973. – Кн. 1. – С. 23-26.
12. Крамной В.Я. Роль панцирных клещей в распространении микобактерий // Почвенные беспозвоночные юга Дальнего Востока: Сб. науч. тр. ДВО АН СССР. – Владивосток, 1989. – С. 111-114.
14. Криволуцкий Д.А. Роль панцирных клещей в биогеоценозах // Зоол. журн. – 1976. – Т. 55, вып. 2. – С. 226-236.
15. Криволуцкий Д.А. Панцирные клещи как индикатор почвенных условий // Почвенная зоология. – 1978. – Т. 5. – С. 70-134.
16. Кузнецов М.И. Аноплоцефалятозы жвачных животных. – М.: Колос, 1971. – 199 c.
18. Матвеенко А.А. Фаунистические комплексы панцирных клещей Белорусского Полесья и их изменение под влиянием антропогенных факторов: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. – К., 1990. – 19 с.
19. Мельник И. А. , Ковалев В. Б. Влияние вермикультуры и биогумуса на плодородие почвы и развитие растений // Защита растений. – 1991. – № 1.
21. Москачева Е.Я. Глубина заселения панцирными клещами (Oribatei) целинных пастбищ Белоруссии // Зоол. журн. – 1959. – Т. 38, № 4. – С. 550-558.
26. Роде В.В. , Аляутдинова Р.Х., Екатеринина Л.Н., Рыжков О.Г., Мотовилова Л.В. Стимуляторы роста растений из бурых углей // Гуминовые вещества в биосфере. – М., 1993. – С. 162-166.
27. Сукацкене И.К. Влияние известкования и удобрений на численность коллембол в дерново-подзолистой почве // Проблемы почв. зоологии: Мат. ІІІ Всесоюз. совещ. – М.: Наука, 1969. – С. 162-163.
28. Тарба З.М. Микроартроподы скал и эпифитных лишайников Абхазии // Вестн. зоол. – 1992. – № 2. – С. 10-14.
29. Утробина Н.М. Реакция почвенных беспозвоночных на внесение мин. удобрений в почву // Проблемы почв. зоологии. – М.: Наука, 1969. – С. 177-178.
30. Шилова С.А., Денисова А.В., Седых Э.Л. О последствиях применения инсектицидов в субарктике // Зоол. журн. – 1973. – 52, вып. 7. – С. 1008-1112.
32. Шульгин А.И. Эффективная технология детоксикации загрязненных почв с использованием гуминовых и гумино-минеральных веществ // Тез. докл. ІІ Межд. конф. "Гуминовые вещества в биосфере". – М. – СПб., 2003. – С. 132-133.
33. Эйтминавичуте И.С. Комплексы орибатид (Oribatei) в различных типах почв Литовской ССР // Тез. докл. III Всесоюз. совещ. по теор. и прикл. акарологии (г. Ташкент, 4-6 октября 1976 г.). – Ташкент, 1976. – С. 259-260.
34. Якименко О.С., Амосова Я.М., Садовникова Л.К.. Углегуминовые препараты и их влияние на свойства почвы в модельном эксперименте // Вестник МГУ, сер. Почвоведение. – 1997. – № 3. – С. 15-20.
35. Ярошенко Н.Н. Участие клещей -орибатид в распространении гельминтов // Тез. докл. I Респ. научн. конф. "Патол. членистоногих и биол. средства борьбы с вред. организмами". – К., 1982. – С. 285-286.
37. Atiyeh R.M., Arancon N., Edwards C.A., Metzger J.D. Influence of earthworm-processed pig manure on the growth and yield of greenhouse tomatoes // Biores. Technol. – 2000. – Vol. 75. – Р. 175-180.
38. Atiyeh R.M., Edwards C.A. , Subler S., Metzger J.D. Pig manure vermicompost as a component of a horticultural bedding plant medium: effects on physicochemical properties and plant growth // Biores. Technol. – 2001. – Vol. 78. – Р. 11-20.
39. Atiyeh R.M., Lee S., Edwards C.A. , Arancon N.Q., Metzger J.D. The influence of humic acids derived from earthworm-processed organic wastes on plant growth // Biores. Technol. – 2002. – Vol. 84. – Р. 7-14.
40. Cavender N.D., Atiyeh R.M., Knee M. Vermicompost stimulates mycorrhizal colonization of roots of Sorghum bicolor at the expense of plant growth // Pedobiologia. – 2003. – Vol. 47. – Р. 85-89.
41. Grandjean F. Essai de classification des Oribates (Acariens) // Bull. Soc. zool. France. – 1954. – Vol. 78, N 1/6. – P. 421-446.
43. Kannangara T. , Utkhede R.S., Paul J.W., Punja Z.K. Effects of mesophilic and thermophilic composts on suppression of Fusarium root and stem rot of greenhouse cucumber // Can. J. Microb. – 2000. – Vol. 46. – Р. 1021-1028.
44. Short J.C.P., Frederickson J., Morris R.M. Evaluation of traditional windrow-composting and vermicomposting for the stabilization of waste paper sludge (WPS) // Pedobiologia. – 1999. – Vol. 43. – Р. 735-743.
46. Szczech M., Smolinska U. Comparison of suppressiveness of vermicomposts produced from animal manures and sewage sludge against Phytophthora nicotianae // Breda de Haan var. nicotianae. Phytopath. Zeitschrift. – 2001. – Vol. 149. – P. 77-82.