Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биологическая активность почв под рисом в связи с оптимизацией их плодородия

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Биологическая активность почв под рисом в связи с оптимизацией их плодородия"

РГ8 ОД

академия наук республики узбекистан 2 | ¡{¡0[| эддунститут микробиологии

На правах рукописи

САДАНОВ АМАНКЕЛДИ КУРБАНОВИЧ

УДК 579.64:631.46

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ ПОД РИСОМ В СВЯЗИ С ОПТИМИЗАЦИЕЙ ИХ ПЛОДОРОДИЯ

Специальность: 03.00.07 — микробиология 06.01.04 — агрохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Ташкент —

1993

Работа выполнена в лаборатории экологии микроорганизмов института микробиологии и вирусологии АН Республики Казахстан.

Научный консультант: доктор биологических наук,

профессор, академик АН РК. А. Н. Илялетдинов

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор С. А. Аскарова

доктор биологических наук, профессор Е. Т. Никитина

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Т. С. Закиров

Ведущее учреждение: Новосибирский Государственный

аграрный университет

Защита состоится 18 июня 1993 года в 9 часов на заседании специализированного совета Д.015.02.21 по защите диссертации на соискание ученой степени доктора и кандидата наук в институте микробиологии АН РУз по адресу: 700128, Ташкент, 128, ул. А. Коднрий, 7Б.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института микробиологии АН РУз.

Автореферат разослан 14 мая 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета,

док юр биологических наук ' Ж. САФИЯЗОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБЭШ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕШ. Основными факторами, определявшими плодородие почв, являются содержание и динамика гумуса в почва,обеспеченность элементами минерального питания ( н, Р ) их трансформация, миграция солей и их влияние на биологическую активность почвы.

Конечный урожай растений в значительной степени зависит от всхожести семян, на которые большое влияние оказывает почвенные микроорганизмы, в том числе те, которые способны инфицировать семена. Большое значение приобретает изучение видового состава микро организмов, снижающих всхожесть семян риса.

В зоне рисосеяния значительные площади вышли из строя из-за' вторичного засоления. Радикальной мерой улучшения таких почв является химическая мелиорация, позволяющая повысить солеогдачу почл за счет улучшения структуры почвы мелпорантаи-структурообразова-телями. Необходимость микробиологических исследований при проведении мелиоративных работ обусловлена тем, что микроорганизмы в микробиологические процессы служат чувствительным и достоверным тестом на восстановление плодородия мелиорируемых почв, она участвуют в многообразных превращениях органического вещества, имеют решающее влияние на динамику основных элементов минерального питания растений.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ были выявлены особенности микробиологических процессов в почвах под рисом, попек вовмозносгэЭ управления ими а использование для повышения плодородия почв.

Предусматривалось решить следующие основные задачи:

I. Изучить динамику численности отдельных групп микроорганизмов и.выявить роль кислородного режима и микроорганизмов в

снижении всхожести семян риса в зависимости от времени после начала затопления почвы.

'¿. Выявить связь между гидролитическими ферментами (амилазы), продуцируемых грибами и всхожестью семян, поиск микроорганизмов-антагонисгов, подавляющих развитие ингибиторов всхожести семян риса, а также изучить эффективность метода допосевного затопления расового поля для повышения всхожести семян и урожайности риса.

3. Изучить влияние различных видов механических обработок

и внесения растительных остатков на динамику численности основных физиологических групп микроорганизмов, ферментативную активность, -содержание гумуса, коэффициенты гумификации растительных остатков и выделить из исследуемых" почв чистые культуры микроорганизмов, активно трансформирующих гумусовые вещества и идентифицировать их, также изучить микробиологическую трансформацию гумусовых веществ чистыми культурами микроорганизмов методами ИК-спектроскопии и ЯМР.

4. Исследовать влияние химических мелиорантов на динамику содержание растворимых солей, на численность основных физиологических групп микроорганизмов, ферментативную активность,активность разложения клетчатки, углеродный баланс, азотный режим почвы и возможность трансформации органических мелиорантов И1А

и гидроли8НОГО лигнина почвенной .микрофлорой, а также влияние внесения этих мелиорантов в засоленную почву на урожайность сельскохозяйственных культур.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Показано,что содержание и динамика органического вещества в почве определяется степенью аэробности почвенных процессов; в условиях приближенных к анаэробным стабилизируется содержание общего гумуса в почве, минимальная обработка

почвы создает лучшие возможности сохранения органического вещества в почве. Низкая всхожесть семян риса обусловлена двумя факторами микробиологической природы. Первое, дефицит кислорода,как следствие микробиологического окисления органического вещества, подавляет окислительные процессы прорастания семян. Другой причиной снижения всхожести семян служит воздействие микроорганизмов, в частности грибов, своими метаболитами, нарушавшее физиологические процессы прорастания.

Внесение в почву трудноразлагаемых органических веществ таких, как гидролизный лигнин и рисовая солома, способствуют повышению коэффициента гумификации.

Почвенные микроорганизмы, в частности микромицеты, активно

13

разрушают гумусовые вещества почв. Спектры С-ЯМР препаратов гуминовых киалог, подвергайся микробной деструкции, свидетельствуют о полном или частичном разрушении микромацегами ароматических колец гумусовых веществ.

На основании учета показателей биологической активности разработан принцип подбора мелиорантов для мелиорации вторично засоленных почв зоны рисосеяния. Мелиорант,гидролизный лигнин действует на почву двояко, как структурообразователь я как органическое удобрение.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ данной работы состоит в том, что на основе использования результатов экспериментальных исследований предложены практические меры по поддержанию на оптимальном уровне плодородия почв рисовых севооборотов, в частности по биомелиорации вторично-засоленных почв.

С целью повышения полевой всхожести семян риса и стабилизации содержания гумуса рекомендован метод допосевного затопления

и минимальной обработки почвы.

Дня мелиорации вторично-засоленных почв предложено внесение мелиорантов органического происховдения: РПА, лигнина и рисовой соломы. Их мелиоративный эффект носит кумулятивный характер, складывающийся из влияния на агрегирование почвенных частиц, на Бкшвание легкорастворимых токсичных солей из пахотного горизонта, снижение рН почвы, что благоприятно отражается на биологической активности почвы и в конечном итогё на урожае риса. Урожайность риса при использовании этих мелиорантов и рекомендуемого метода допосевного затопления почвы в среднем повышалась на 5-7 ц/га.

АПРОБАЦИЯ. Основные материалы диссертации докладывались на: У-Республикаиском съезде почвоведов Казахстана (Усть-Каменогорск, 1982); Всесоюзной научной конференции "Микроорганизмы как компонент биогеоценоза" (Алма-Ата, 1982); Ш Республиканекем научно-техническом семинаре молодых ученых микробиологов (Ташкент, 1983); Республиканском семинаре по вопросам экологии почвенных микроорганизмов (Киев, 1983); УП Всесоюзном съезде микробиологов (Алма-Ата, 1985); Республиканской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Кокчегав, 1985); УП Всесоюзном съезде почвоведов (Ташкент,1985); Республиканской конференции по растительности и пути регуляции ее жизнедеятельности (Баку, 1986); У Всесоюзной конференции "Микроорганизмы в сельском хозяйстве" (Москва, 1966); У1 Республиканской конференции почвоведов Казахстана (Алма-Ата, 1987); Всесоюзной конференции "Микробиологические методы защиты окружающей среды (Пущино, 1988); Республиканской конференции "Микроорганизмы в сельском хозяйстве" (Кишинев. 1988); Республиканской конференции "Эко-

логия и охрана почв засушливых территорий Казахстана " (Алма-Ата, 1991); Международном симпозиуме "Азотсодержащие микотоксины" (Пущино,1991).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 31 печатная работа.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и рекомендаций производству, списка литературы и приложения. Она включает 236 страниц машинописного текста, 53 таблицы и 31 рисунков. Список литературы содержи! 264 отечественных и 79 иностранных источников.

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам лаборатории экологии микроорганизмов Института микробиологии и вирусологии HAH PK: А.А.Курманбаеву, А.Б.Абжалелову, С.Ачио, М.А. Канатбаевой, принимавшим активное участие в получении экспериментального материала, руководству и сотрудникам лаборатории мелиорации и почвоведения КазНИИ риса ВО ВАСХНШ1 за помощь в закладке полевнх опытов.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Основным земельным фондом в низовьях р.Или, в частности Акдалинского массива орошения являются такыровидные почвы различной степени засоления и механического состава. В геохимическом отношении массив находится в пределах провинции содового-сульфатного солвнакопления и борного биохимического засоления почв (Боровский, 1982).

Объектами наших исследований в основном являлись сильноза-соленные сильносолонцевато-солончаковатые тяжело суглинистые почвы Акдалинского массива орошения, -расположенного в пределах одноименной дельты на полях 4 "А" севооборота совхоза "50 лег

Октября" Балхашского района Алма-Атинской области.

Почвы опытного участка Кзыл-Ординского массива орошения луго во-болотные, староорошаемые, преимущественно средне- и гя-желосуглинистого механического состава.

Таблица I

Агрохимическая характеристика опытного участка (по данным Б.О.Раисова)

Слой : Гумус, :Валовый : Общий азот,: Подвижные формы, мг/кг

щг л * ^ ^ ;фТ!'л _ i ГЖУ.

0-30 0,97 0,120 0,071 60,2 53,2 31,3

Из таблицы вццно,что содержание общих и подвижных форм питательных элементов сравнительно низкое. Почвы опытного участка сильно засоленные, тип засоления сульфатный и хлоридно-сульфатный.

Образцы почвы до затопления отбирали из почвенных разрезов (прикопок), а после затопления рисовых чеков использовали полубочки, с помощью которых можно удалять слой воды с наблюдаемых площадок.

Аммонифицирующие микроорганизмы учитывали чашечным методом на мясопепгонном агаре (ША): актиномицеты - на крахмало-аммиачном агаре (КАА). Численность микроорганизмов учитывалась методом предельных разведений на жидких средах. Аэробные целлю-лозоразрушающие микроорганизмы - на среде Гетчинсона, анаэробные - на среде Кувина. Численность анаэробных азогфиксирующих микроорганизмов (Clostridium раБЬеиг1апиш)определяли на среде Емцева, денитрифицирующие бактерии - на среде Гильгая. Наиболее

вероятное число клеток микроорганизмов определяли по таблице Мак-Креди. Результаты учета количества микроорганизмов на твердых средах статистически оценивались по критерию Сгьвдента.

Активность ферментов полифенолоксидазы а пероксвдазы определяли по методике Л.А.Карягиной и Н.А.Михайловской (1986). Целлюлазная активность определялась по убыли массы льняного полотна, заложенного в почву. Цротеазная активнос'ть почв оценивалась визуально по зонам разложения желатинового слоя фотобумаги. Потенциальную азотфиксирующую, денитрифицирующую активность и "дыхание" почв определяли методом газовой хроматографии по соответствующим прописям М.М.Умарова (1976), Б.Ф.Садыкова и др. (1933), Л.И.Шиной и Е.В.Васильева (1974). Микробиологические и биохимические анализы почв проводили в соответствии с методическими руководствами И.Сэги (1984) и Д.Г.Звягинцева (1987).

Валовое содержание гумуса определяли фотокалориметрическим методом на приборе СФ "Ломо", содержание аммонийного азота с использованием ионселективных электродов, легкогидролизуемый азот - по КОрнфилду, рН водный почвенной суспензии потенциометра чески на иономере "ЭВ-74". Воднорастворимый гумус - по Кубель-Тиману. Содержание легкорастворимых солей вычислили по массе прокаленного остатка, выпаренной на водяной бане водной вытяжки, а также использовали солемер марки "Тигран-3".

Кислород в поливной воде над почвой определяли с помощью чешского прибора "Аквачек-3".

,£ля определения коэффициента гумификации применяли радиоин-дикагорный метод (методика разработана в ТСХА А.Д.Фокиным,модификация ВНШСХМ). Гумусовые препараты в концентрации 1,0 г/л вносили в жидкие среды в качестве единственного источника угле-

рода и энергии. Лосев проводили в 50 мл флаконах с сорока миллилитрами среды. Использовали двухсуточную суспензию клеток предварительно выращенной на 1уматном субстрате. До и после культивирования замерялась оптическая плотность среды при помощи прибора сф "Ломо" при длине волны 590 нм против дистиллированной воды.

В гумусовых препаратах определяли их элементный состав, состав функциональных групп, соотношение ядерной и алифатической

то

частей методами ИК-спектроскопий и С-ЯМГ.

Элементный состав определяли на приборе "CHN-Anaiyzer" (ЧССР) в институте химических наук АН РК, работающим по принципу газовожидкостного хроматографа. Масса анализируемого вещества 1,2-2,5 мг, температура колонок Ю0°С, длина колонки 130 см,диаметр - 3 мм, температура сжигания - 950°С.

то

С-ЯМР - спектры фиксировали на приборе 'Bruker wp-80 " при частоте 20,155 мгц. В качестве внешнего стандарта использовали гексаметилдисилоксан (ГМДС).

ИК-спектры снимали на приборе " ин-го " в виде таблетки ИК-спектры идентифицировали по Д.С.Орлову (1974, 1990), а спектры ядерного магнитного резонанса по Н.М.Сергееву (1961) и Б.И.Ионину и др. (1983).

Возможность использовании РПА в качестве исгочника углерода изучали ауксанографическим путем - суспензии суточных культур микроорганизмов сеяли штрихом на агаризованЬую среду следующего состава: (Nací - 0,5, MgSO^ - 0,3, кн^рс^ - о,91, KgHPC^ -1,74, FeCij -0,01, CaCl2 - О¿X смесь микроэлементов - I мл/л дистиллированной воды, при 0,5-1,0 атм) с различными концентра-, циями РПА - от 0,1 до' 2 г/л.

Контролем служила -та же среда без источника углерода. Иссле-эвание культур на способность деградировать РИА. проводили в идкой сраде того же состава, разлитой по 200 ш в колбы на 50 мл. Для деградации РПА в условиях кометаболизма использовали ахарозу 1%, глицерин - 0,5, лакгаг Са - И. РПА вносили в кон-ентрации О,И. Анализ культуральной жидкости проводился через , 3,. 7, 14, 21, 28 дней, из продуктов разложения РПА - методом онкослойной хроматографии (ТСХ). Продукты трансформации РПА лентифицировали методом ИК-спектроскопии. ИК-спектрн снимали на нфракрасном спектрофотометре ин -20 (фирма Карл Цейес Иена, 'ДР) в диапазоне волновых числе 3800-400 см"*, применяли известию методику - приготовление щенки из спиртового раствора на ластинах из ЫР (3800-2000 см"1) НаС1 (2000-700 см"1, КЬг 850-400 см-1) (Мальцев, 1980).

Скрининг микромицетов-десгрукторов лигнина проводили в жкд-:их минеральных средах (аапзЪекаг et а1., 1981) и среде [апека-7 без источника углерода. Остаточное количество лигнина I культуральной жщцсости измеряли на спеяорде "Зресога-иу-\пз " $ УФ области спектра по методу н.аапзЬекаг et ¿1., (1981). шалив культуральной жидкости проводили на 7 и 14 сутки методом тонкослойной хроматографии на пластинках типа "БИит " -ЧССР размером 200+200 мм. Микрофлора с поверхности семян риса,внутри-именная микрофлора и их активность в отношении всхожести семян риса определялась по методикам Ю.М.Возняковской и др. (1960) и З.С.Теппер (1976). Внутреннюю инфекцию семян риса снимали на фотографии с помощью сканирующего мшфоскопа фирмы " ^оь " (в институте геологии АН РК) и в световом микроскопа "РЛзптг " $ирмы "Еез-сЬег^-Лпв".

Токсичность грибных метаболитов по отношению к проросткам определялась в микровегегационном опыте на песке. Учитывали t проросших и погибших проростков, их длину и.длину корней.

Амилазная активность фитопагогенов определялась по методике

A.П.Рухладевой и М.Г.Горячеву (19,71). Цри идентификации фитопатогенов бактериальной и грибной природы использовали определители

B.Берги - (1980), Н.А.Наумова (1970), Н.М.Пидошш-чко (1972), Т.С.Кириленко (1977), В.И.Билай (1962), В.И.Билай, З.А.Курбацкой (1990), Ю.М.Возняковской и др. (i960, 1985)., В.В.Горленко (1986), R.R.Colwell (1987), А.Я.Семенова и др. (1980).

Исследование антагонистической активности Тг. lignorum проводили против культур-патогенов, выявленных с семян риса.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ I. МИКРОФЛОРА ПОЧВ РИСОВЫХ ПОЛЕЙ

I.I. Динамика численности микроорганизмов и

биологическая актишость почвы •

Цри анаэробных условиях почва обедняется кислородом, наступает его дефицит, поэтому в затопленной почве многие аэробные микроорганивмы (аммонифицирующие бактерии, актиномицегы и грибы) не находят благоприятных условий для своей жизнедеятельности. Анализ количественной динамики показал,что затопление угнетает их развитие. Как известно,что при затоплении почвы происходит ревкая смена аэробных условий на анаэробные.

В контрольном варианте с умеренным увлажнением почв численность аэробных форм выше,чем в опытном, хотя количество аммонифицирующих микроорганизмов, как представителей этой группы, было невелико, порядка Ю4-Ю® клеток на I г почвы. На рис.1 отражена динамика их численности. Динамика числе аммонифицирующих

микроорганизмов после затопления и увлажнения почвы указывает на значительные изменения за 30 суток инкубации, их численность в умеренно увлажненной почве постепенно повшается и к 30 суткам инкубации составила 3,2.10® клеток на I г почвы. При затоплении численность аммонификаторов падала с 1,-3'Ю5 до 1,0 " 10^ клеток/г почвы.

Почвенные грибы являются также своего рода индикаторами состояния почвы. Динамика численности почвенных грибов-строгих аэробов отражена на рис «I, кривая 3 показывает, что за 30 дней

затопления численность хрибов постепенно уменьшается с 3,0'Ю5

р

до 2,0*10 клеток на 1гпочвы. Мы полагаем, что в период затопления часть грибов погибает, а часть сохраняется в неактивном состоянии в виде стр. И, наоборот, в почве с умеренным увлажнением взблццаегся увеличение численности грибов, что связано с повышением обеспеченности почвы кислородом. В динамике численности актиномицетов после затопления отмечаются незначительные изменения. Их количество в почве умеренного увлажнения имеет тенденцию к увеличению. В целом актиномицеты по чувствительности к недостатку кислорода занимают промежуточное положение между бактериями и грибами.

Таким образом, с первого дня до конца опыта в затопленных почвах численность аэробных микроорганизмов (аммонифицирующие бактерии, грибы и актиномицеты) снижается, а в умеренно увлажненной почве, наоборот, усиливается размножение аэробных почвенных микроорганизмов.

Нараду с количественным изменением отдельных групп микроорганизмов исследовалось изменение активности некоторых почвенных ферментов в зависимости от уровня увлажнения почвы. Определе-

а)

б)

№

Ё р.

о

а

о о

Б

ш

5 3

10'

10е ю5 то* юэ ю2 ю1

ю

20

30 сутки

10'

10°

ю5

ю4.

ю3

ю2

101

N

\

...

То-Ж

сутки'

.30

Рис.1. Динамика численности аэробных микроорганизмов в

умеренно-увлажненной (а) и затопленной-(б) почвах.

I - аммонифицирующие бактерии, 2 - актиномицеты, 3 - грибы

нив каталазы показало,что в первые дни после затойления ее активность несколько понижалась по сравнению с умеренно-увлажненной почвы, затем в варианте затопления активность каталазы повысилась до гонца инкубации. Активность протеазы существенно не различалась по вариантам опыта, но имела тенденцию к снижению к концу опыта.

Данные по определению пероксидазной и полифенолоксидазной активности почв в лабораторных условиях свидетельствуют,что в обоих вариантах их активность постепенно снижается, но между вариантами каких-либо резких отличий не было отмечено.

Своеобразие окислительно-восстановительного потенциала почвы рисовых полей в значительной степени отражается на динамике основных элементов питания, особенно глубокие изменения претерпевают усвояемые (ш^-и, ло^-н ) формы азота. В связи с этим, наряду с учетом различных групп микроорганизмов и активности ферментов,мы сделили за динамикой содержания ашонийного и нитратного азота в почве.

В полевом опыте после затопления почвы накапливаются значительные количества аммонийного азота. Через 15 дней после затопления накопилось в почве 40,7 мг/кг ашонийного азога.Это объясняется тем,что в анаэробных условиях распад азотсодержащих органических веществ в почве вдет до аммония. Количество нитратного N-N0^ азота, наоборот, уменьшается через два надели после ее затопления °Х 28,0 до 13,5 мг/кг почвы. Динамика нитратного азота в полной мере согласуется с окислительно-воостановительным режимом рисовых полей, то есть после их затопления активизируются процессы денитрификации.

1.2. Влияние деятельности микроорганизмов на динамику содержания мобильного органического вещества и кислорода в затопленной почве

Семена риса отличаются высокой устойчивостью к затоплению. Они способны прорастать при низком парциальном давлении кислорода и даже при полном его отсутствии (Алешин, Воробьев,1960). Хотя потребность в кислороде у растений риса значительно ниже, чем у других культур, наличие кислорода в период прорастания риса жизненно необходимо. В связи с этим нами была прослежена динамика содержания кислорода в поливной воде в зависимости от сроков затопления.

В совхозе "Задарьинский" Яны-Курганекого района Кзыл-Ордин-ской области был поставлен полевой опыт, в котором проводились наблюдения ва динамикой некоторых показателей почвенного плодородия в первые две недели после затопления почвы. Опыт проводился на двух полях: рисовник 3-го года и пласт люцерны. Сладили за изменением концентрации кислорода в воде над почвой рН, ОВП и вод-нора с творимого гумуса почвы. Наблюдали за динамикой содержания кислорода в поливной воде над почвой одновременно с замерами окне-лительно-восстановительного потенциала (ОВП), как-косвенного показателя содержания кислорода в почве. В почве обоих полей после затопления резко снижается содержание Кислорода в почвенной растворе; его исходное количество в рисовище равнялось 7,38 мг/л.

В первый же день после затопления содержание 0£ снизилось до 4,45 мг/л, а через 15 дней концентрация кислорода в воде увеличиваясь достигла исходной величины. Аналогичная картина в динамике кислородного режима наблюдалась по предшественнику дицерне. Окислительно-восстановителъшй погчнц, ■. ;0ВП; почвы понижается

пропорционально времени аатоп/гения, что отражает динамику напряженности окислительных процессов, только с некоторым запозданием, но характер кривой падения ОВП повторяет динамику кислорода (рис.2).

После затопления почвы содержание воднорастворимого гумуса в результате микробиологического разложения постепенно уменааает-ся. Но для обоих предшественников риса характер чривой-примерно одинаков, лишь по люцерне содержание гумуса несколько больше, чем по рисовнику. В итоге за две недели после затопления воднораство-римый гумус по рисовищу снизился от 0,15 до 0,04 мг/л, а по люцерне от 0,16 до 0,07 мг/л.

В дальнейшем исследовалось влияние кислородного режима на всхожесть семян риса в зависимости от времени после начала затопления. Разница в способах посева семян риса заключается в том,что при существующей технологии возделывания риса с тракторной сеялкой предусматривает попадание семян в почву перед затоплением, а при аэросеве семена попадают после ее затопления.

В таблице 2 приводим данные о всхожести риса при двух разных способах посева: тракторной сеялкой и аэросеве. Условия опыта и норма высева семян риса были одинаковы (250 кг/га). Полевая всхожесть семян риса при аэросеве была примерно в два раза выше, чем при севе тракторной сеялкой. Полагаем, что при тракторной сеялке семена попадали в почву в тог момент, когда с начала затопления микроорганизмы интенсивно поглощали кислород для окисления органического вещества. В то же время прорастающие семена конкурируют с микроорганизмами за кислород и в результате чего значительная часть семян риса погибает, что и является причиной изреженности при го севе тракторной сеялкой. При аэротчр

сутки

Рис.2. Динамика окислительно-восстановительного

потенциала в почве (3,4) и содержания кислорода в воде (1,2).

1,3 - рисовище, 2,4 - лвдерна

Таблица 2

Всхожесть семян риса при разных способах сева

Вариант сева : Количество.растений на м

: по всходам : прред уборкой

Совхоз "Тогускенский"

Аэросев 427 200

Сев тракторной сеялкой 226 129

СЬвхоз "Задарьинский"

Аэросев 441 187

Сев тракторной сеялкой 208 83

семена засеваются через 10-15 дней после затопления, когда кислородный режим в почве нормализуется, пээтому всхожесть семян риса значительно выше.

1.3. Микроорганизмы-ингибиторы всхожести семян риса

Семена сельскохозяйственных культур служат убежищем для разнообразной микрофлоры, состоящей главным образом из грибов, бактерий и вирусов (Белицка ,1976). Семян, свободных от микрофлоры, практически не имеется (Трисвятский,1975). Это объясняется тем, что семена по биохимическому составу являются полноценной питательной средой для развития различных микроорганизмов, особенно грибов (Наумова, 1970).

С поверхности семян риса нами было выделено 50 культур микроорганизмов. Из них стимулировали всхожесть семян риса подавляли а 7035 изолягов не оказывали эффекта.

Из внутренней поверхности семян выделен комплекс гоксино-

Образующих грибов Fusarium graminearum, Alternaría alternata, Hélminthosporium oryzae.Acremonium strictum и другие.

При обработке семян риса культуралыюй жидкостью этих грибов их всхожесть подавлялась (табл.3).

Таблица 3

Всхожесть семян в црорастание. верна риса.после обработки культуральной жидкостью грибов

:Количество : Длина проростков

Грибы :ДИН£схкяв..(шг>)-. - > - ______

У после после : после : после 4 : 4 дней ;4 недель : 4 дней : недель

Контроль - вода 24 22 1.5 9,5

Fusarium graminearum 0 0 0 0

Helminthosporium oryzae 0 0 0 0

Acremonium strictum 0 0 0 0

Pénicillium citrinum I 0 I 0

Alternaria alternata I 0 1,3 0

Coniella Hohnel 2 I 1.4 3,0

Pénicillium decumoens I I 1.4 4,0

Pénicillium cyaneum 3 2 1.5 4,5

Pénicillium cyaneofulvum 4 4 1.5 4,8

Pénicillium breviocompactum 5 4 1.5 4.8

Можно отметить,что внутренняя инфекция грибной фюры является одной из причин низкой полевой всхожести семян риса. Воздействие культуралыюй жидкости микроорганизмов на семена обусловлено в первую очередь влиянием метаболитов, оказывающих на семена того или иного фгзаологячвское действие. При обсуждении механизмов подавления всхожести семян и прорастания растений

микроорганизмами широкое распространение голучила точка зрения о решающем значении токсических метаболитов (Гойман, 1954, Берестецкий, 1978).

1. Ташцуяа гов с соавторами (1974), А.Дворкина (1992) выявили связь медцу поражением семян и проростков микроорганизмами и активностью их ферментов. Мы исследовали связь мелду активностью гидролитических ферментов грибов, в частности амилазы, и всхожести семян риса. Показано,что высокая активность амилазы грибов коррелирует с низкой всхожестью семян риса и слабым развитием корней. Культуральная жидкость грибов о низкой амилазной активностью не так сильно подавляет всхожесть семян и здесь относительно лучше идет развитие корневой системы.

1.4. Биологическая активность и динамика элементов плодородия в зависимости от обработки почвы

Своеобразие почв рисовых севооборотов заключается в том,что наблодается резкая смена аэробных условий на анаэробные при затоплении и, наоборот, повышение обеспеченности- почв кислородом в сухой период. Это обстоятельство обусловливает смену макробиоценозов и разную интенсивность минерализационных процессов. Минерализация органического вещества усиливается при интенсификации системы обработки почв, при увеличении количества механических обработок перед посевом риса.

Одним из путей снижения темпов минерализации органического вещества является сокращение до минимума количества операций механической обработки. Мы исследовали влияние обработок минимальной и максимальной (обычной) на ряд показателей биологической активности, включая динамику численности-микроорганизмов, фермен-

тативную акгиЕНОсгь, содержание форм азота и гумуса.

Наблюдения за изменением численности микроорганизмов показали большую численность анаэробных целлюлозоразрушающих азогфикси-руодих и денитрифицирующих бактерий в почве с минимальной обработкой. Аэробные формы не показали большой разницы по вариантам обработки.

Целлюлазная активность почвы положительно коррелирует с содержанием гумуса, азота, фосфора и отражает уровень плодородия. На рисунке 3 представлены данные голевого опыта, по интенсивности разложения льняного полотна в.почве. Из рисунка видно,что наиболее активно процессы разложения льняного полотна протекают в минимально обработанной почве, через 30 суток после ее затопления, где внесен лигнин, разложилось 36,а по ооычной вспашке -29,9£. В течение двух месяцев.после затопления почвы в минимально обработанной почве клетчатка разлагается с большей интенсивностью, чем при обычной обработке почв, а через три месяца различия уменьшаются.

На участке, где почва обработана максимально, следовало бы в связи с более интенсивным воздействием аэробиозиса ожидать усиленного разложения льняного полотна. Однако более высокая скорость разложения целлюлозы наблюдалась на участке с минимальной обработкой почвы. Мы полагаем, что при такой обработке почв сохраняется больше биогенных элеменюв (органического углерода, авота),"в связи с этим создаются более благоприятные условия для размножения анаэробных целлюлозоразрушающих микроорганизмов и других представителей микрофлоры, активно участвующих, в разложении клетчатки в почве.

Превращения растительных остатков в гумус является сложным биохимическим процессом с участием различных групп ферментов

микроорганизмов, а гакжа накопленных в почве внеклеточных ферментов (Хазиев,1982).

Фермент пероксвдаза в большей степени участвует в минерализации гумуса, а полифенолоксидаза катализирует синтез гумуса (Чувдерова,1970; Кулаковская и др.,1983). Влияние механических обработок на активность этих ферментов показано в таблице 4.

%блица 4

Влияние различных способов обработки на активность оксиредукгаз, мг бензохинона в I г почвы за 30 мин инкубации (полевой опыт, 1990 г.)

Варианты с :Шлифенолокси-: Пероксидаза :Коэффициент накопле-внесением даза . . ния гумуса,^

: ииль:сентябрь: июль :сентябрь : июль : сентябрь

Минимальная обработка

Лигнина 1,78 1,88 2,16 1,96 82,4 95,9

Люцерны 1,72 1,85 2,14 2,01 80,3 92,0

Соломы 1,70 1,82 2,19 2,06 77,6 88,3

Без внесения 1,69 1,79 2,22 2,08 76,1 86,0

Обычная обработка

Лигнина 1,75 1,84 2,17 2,04 80,6 90,1

Люцерны 1,71 1,83 2,18 2,07 78,4 88,4

Соломы 1,68 1,62 2,23 2,33 75,3 69,5

Без внесения 1,66 1,59 2,26 2,35 73,4 67,6

НСР 0,95 0,01 0,02 0,03 0,02

Примечание: исходное содержание полифенолоксидазы - 1,67 мг/г, пероксидазы - 2,29 мг/г почвы

Из данных таблицы видно, что при минимальной обработке во всех вариантах активность полифеноксвдазы была выше, чем-при

в«

га X

о

ч

о № о; Я

к

т «

о

£

70

50

30

10

30

60

90

обычная обработка

N

30

60

Рис.3. Убыль массы льняного полотна при различных обработках почь

- лигнин

-люцерна

- солома | |

без внесения

90

• го

сутки

обычной вспашке с максимальным количеством механических обработок. Из этого следует и более высокий коэффициент накопления гумуса при минимальной обработке, что отражает тенденции в гу-мусообразовании. В варианте с внесением лигнина активность данного фермента за период вегетации риса была выше чем в других вариантах.

Увеличение полифенолоксидазноЯ активности и коэффициента накопления гумуса по вариантам опыта коррелирует с содержанием валового гумуса в почве и с коэффициентом хумификавди, полученного с изотопной меткой 14С.

В результате наблюдений за дянамвкой содержания гумуса в лугово-болотной почве при разных обработках установлено, что в минимально обработанной почве содержание общего гумуса значительно вше,чем при максимальной обработке. Прослеживается т сная связь между содержанием общего гумуса и процессом гумификации растительных остатков. Интенсивная обработка почвы уменьшает темпы включения изотопной метки в состав гумусовых веществ, в то время как при вспашке с минимальным числом операций коэффициент гумификации возрастает. Средний уровень коэффициента гумификации в почве с максимальной вспашкой составляет 12,9$, при минимальной обработке 16,0 прирост КрК контролю соответственно 43,9 и 55,5%.

1.5. Микробиологическая трансформация гумусовых веществ из луго во-болотных почв

Из луго во-боло 1 ных почв было выделено 17 чистых культур микроорганизмов, способных активно использовать гумусовые вещества, как единственный источник углерода, азота и энергии. Наиболее активные культуры были отобраны для дальнейшей работы и

идентифицированы, как Trichoderina lignorum, Nocardia opaca, Aspergillus flavue.

Изменения в химическом составе гумусовых и фульвокислот в

процессе их микробиологической деструкции изучали путем снятия

13

ИК и С-ЯМР спектров и определения элементного состава до и в конце инкубации.

Обобщая полученные данные о результатах трансформации гумусовых кислот чистыми культурами микроорганизмов, можно отметить, что они практически во всех -лучаях увеличивают длину алкильных радикалов уменьшая отношение ^¡^j' Эти процессы сопрововдаются образованием воды.

то

В целом, приведенные данные С-ЯМР - спектроскопии свидетельствуют о том, что за 30 дней инкубации идет активное разрушение ароматического кольца гуминовых кислот испытанными активными культурами микроорганизмов, участвующих в их биодеградации.

Первоначально идет активное использование алифатических частей молекул гумусовых кислот со всеми выделенными культурами.В результате чего значительно расширяются отношения С/Н и СА в молекуле гуминовых кислот. Цреаде всего увеличивается содержание углерода,и, наоборот, уменьшается количество водорода, а также сильно изменяется содержание азота под влиянием исследуемых культур. Затем начинается трансформация ароматического и гетероциклического фрашентов молекул гуминовых кислот. Но использовать ароматические фрагменты, следовательно, могут не все испытанные микроорганизмы. По нашему убеждению, на основании результатов исследований следует отметить, что культуры Nocardia opaca и Aspergillus fiavus активно разрушают ароматические фрагменты молекул гуминовых кислот и можно их считать специфическими де-

градаторами гумусовых соединений.

2..микробиология засоленных почв при внесении

МЕЛИОРАНТОВ

Для мелиорации засоленных почв Авдалинского массива испы-тывались 4 мелиоранта: полимер К-4, растворимые полиамфолиты (РПА), рисовая солома и 2п(но^)2 кавдый в отдельности и в сочетаниях, а для почв Кзыл-Ординского массива орошения гидролизный лигнин - отход Кзыл-Ординского целлплозно-картонного завода.

После затопления почвы во всех вариантах опыта с внесением мелиорантов, включая контроль, на протяжении вегетационного периода наблюдается снижение концентрации солей в почвенном растворе. Если в контрольном варианте через месяц после затопления содержание солей от 2,11 до 1,42$, го в вариантах с мелиорантами это происходит болеа интенсивно. А внесение в почву растворимых голиамфолитов способствовало более активному снижению концентрации солей в пахотном горизонте.

Существенное снижение количества токсичных легкорастворимых солей также наблюдается в вариантах лигнин Ю- т/га и лигнин 10 т/га + бражка 2 т/га. В целом, проведенные исследования показали,что наиболее заметно вымываются легкора с творимые соли из пахотного горизонта почвы, куда вносили чистые растворимые полиамфолиты и их сочетания с рисовой соломой, а также лигнин Ю и 20 т/га. Таким образом,в этих вариантах в связи с заметным снижением количества солей из пахотного горизонта почвы создаются более благоприятные условия для течения микробиологических и биохимических процессов, что положительно сказывается и на увеличении урожая риса.

2.1. Биологическая активность засоленных почв при внесения мелиорантов

Изучение численности микроорганизмов в засоленной почве с внесением мелиорантов покавало.что мелиоранты органической природы (растворимые голяамфолиты, рисовая солома, лигнин) оказывали благоприятное влияние на развитие почвенных микроорганизмов.Очевидно, это связано с удалением легкорасгворимых солей при внесения в почву этих мелиорантов. Потенциальная азотфиксирущая способность почвы, определяемая по показателю активности нитрогеназы четко вависит от степени засоленности почвы; максимальная в неза-соленной почве и минимальная цри 0,7? содержаний солей в почве. Щ>и внесении гидролизного лигнина в пачву в дозе 10 г/ra через трое суток активность нитрогеназы резко возрастала и через 5 суток активность фиксации азота в 1,5 раза превышала таковую в контроле.

Растворимые полиамфолиты (РДА) одни я в сочетании с соломой при внесении в почву с последующим затоплением способствовали увеличению количества легкогидролизуемого и аммонийного азота. В анаэробных условиях загашенной почвы уменьшаются масштабы иммобилизации минерального азота за счет гидролига РПА,содержащего небольшого количества азота и аммонификации азотсодержащих органических соединений почвы возрастает количество мобильных форм азота.

Для обоснования принципа подбора мелиорантов для мелиорации вторично-засоленных почв мы сопоставили показатели биологической активности с изменением концентрации растворимых солей в почве, зарегистрированные при внесении в почву мелиорантов (рис.4).

На рисунке слева представлена гистограша, эде варианты раз-

Минерализация Разложение почв.раствора клетчатки

Разложение

рисовой

соломы

ЛегкогДдроли-зуемый азот

НН - N 4

Урожай

К- Ч

н-ч*- солома

КОНТРОЛЬ

рпа*2пщ

газц*

солома

к-ь * 11,50*

н-4* Р/7А

с о^ома

солома

у

рпа+2о50+

рпа

рпа * солома

солома

на* рпа

к■'¡'солош

гпза,

гпзо* * солома

н-4 +

контроль

н-ь

рпа^пъо,

рпа

СОЛОЧА

К-4

рпа*солом

КРПА

гп5 оц

НОНТРОЛЬ

нгк*со№

хп504,*

салонл

РПА

РПА* солона

К-4

солома

рпл+2я50<

2*50,,

1п50ч* солона

хпзоа

контр.

н-4 + рпа

солома

рпа

К-Ы РПА

РПА* солома

СОЛОМА

к-4 гощ

солома

рпа*

2„50,

понт.

К-4

солона

гпщ

Тгг

рпа+солома

РПА

2п50^ солома

2п50,

н-ь *рпа

ыа^пщ

ч-ч*солом.

солома

К-4

Ряс.4. Минерализация почвенного ра с т вора,сиологи че ская активность урожай риса при внесении различила мелиорантов

|нонтроль

почвы и

СО

мещены по степени влияния мелиорантов на минерализации почвенного раствора. Наиболее эффективно снижал концентрацию солей мелиорант РЛА, наименьший эффект имел К-4.

В гисгограшах биологической активности, полученных в течение вегетационного сезона, особенно наглядна зависимость биологической активности от содержания солей в почве на примере мелиорантов, способствующих усиленному вымыванию солей из почвы: РПА, РПА+солома, солома. Положительным свойством этих мелиорантов является их стимулирующий эффект в накоплении в почве доступных для растений форм азота, в конечном результате определяет высокий урожай риса в этих вариантах. Хотя солома обусловливает значительное рассоление почвы, ее воздействие на биологическую активность было умеренным, а урожай риса по соломе - низким, возможно, И8-за иммобилизации азота. Цинк сам по себе не оказал заметного влияния на показатели биологической активности и на урожай риса, при обогащении почвы этим мелиорантом он был относительно высоким. Это, вероятно, связано с прямом физиологическим действием цинка на растение риса, как необходимого элемента питания. Из всех испытанных мелиорантов по всем параметрам препарат К-4 был низким. В связи с этим для мелиорации засоленных почв данного массива орошения голимер (К-4) был не эффективным, а перспективными мелиорантами являются растворимые п'олиамфолиты и рисовая солома.

2.2. Микробиологическая деградация мелиорантов

Для ивучения разложения РПА. чистыми культурами микроорганизмов из засоленных такыроваднцх гочв рисовых полей Прибалхашья 2 вегетационных сосудов, в которых компостировалась почва,обработанная РПА, было выделено 50 штаммов бактерий, три триба из

рода Pénicillium . В соотвегствии с определителем Берги - 8 микроорганизмов были отнесены к родам Bacillus, Nocardia,

Pseudomonas u Streptomyces.

Более глубокое доследование продуктов биодеградации растворимых ПОЛИамфОЛИТОВ проводилось при культивировании Pénicillium суа-neo-fulvum, Nocardia vaccinii (штамм 7).

Обсуждая данные по ИК-спекгроскопии продуктов, образующихся в результате трансформации РИА чистыми культурами Pénicillium суа-. neo-fulvum, Nocardia vaccinii ШТ.7, следует ОТМеГИТЬ, ЧТО ПОД действием этих культур исходное вещество полимера гидролизуется на ряд продуктов, различающихся по хроматографической подвижности ( Rf ). Несштря на различия между культурами микроорганизмов, осуществляющих трансформации растворимых полиамфолитов, разнообразие продуктов расщепления имеются некоторые общие для настоящего процесса черты. В целом, для обоих культур характерно исчезновение полосы пропускания характерной для фосфорорганических соединений

( 0- 980 см-1),накопление груш CfQ и СН5, CHoJ спектры последуй

них групп более интенсивны и лучше разрешены, что,вероятно,свидетельствует об уменьшении величины макромолекул исходного полимера растворимых полиамфолитов.

Из почв рисовых полей Кзыл-Ординского массива орошения,подвергшихся мелиорации гидролизным лигнином, выделено -семь грибных культур, которые активно трансформировали и лигнин. Среди них наиболее активно разрушающими лигнин были следующие культуры:

Fusarium oxysporum, Pénicillium spinulosum,Pénicillium cyaneum. Активными в разложении лигнина были также P.coryneferum, Asp. oryzae,разлагающих лигнин на 50 и более процентов в присутствии косубсграгов' сахарозы и этанола.

Как отмечает R.L.Crawford (1981), ванилиновая кислота может одновременно рассматриваться как модельное соединение лигнина, так как она имеет химические структуры, присутствующие в лигнине.

В связи с этим, вместо лигнина для дальнейшего исследования мы брали ванилиновую кислоту. Опыты показали, что ванилиновая кислота активно трансформируется культурой Pen. spinulosum.

Методом ТСХ выделено 16 промежуточных продуктов. Наиболее выраженные и стабильные продукты были выделены и с них были сняты ИК-спектры.

Таким образом, лигнин в засоленных почвах рисовых полей,в аэробной фазе может подвергаться процессам деструкции. Наибольшую активность в разложении лигнина проявляют грибы рода Pénicillium и Aspergillus .Продукты разложения лигнина также подвергаются процессам трансформации, поэтому.при разложении лигнина не следует ожидать значительного накопления промежуточных продуктов метаболизма лигнина.

ВЫВОДЫ

1. С началом затопления в почве уменьшается количество аэробных микроорганизмов, увеличивается число анаэробов, в результате шнералигационных процессов уменьшается содержание водорастворимого органического вещества, сопровождающееся потреблением кислорода почвенными микроорганизмами. Вследствие дефицита кислорода создаются неблагоприятные условия для прорастания семян риса, снижается их всхожесть.

2. Микроорганизмы, в частности, грибы, выделенные из почв рисовых полей и с семян риса, подавляют их всхожесть. Наиболее агрессивндаи ингибиторами всхожести и роста семян риса являются

Fusarium graminearum,Helminthosporium oryzae u Acremonium striotum.

3. Выявлена обратная коррелятивная зависимость между активностью амилазы грибов, с одной стороны, и всхожестью семяы риса, развитием корневой системы - с другой.

4. Способы механической обработки, обусловливающие разную степень насыщенности почв кислородом, оказывают неоднозначное влияние на биологическую активность почв. Цри минимальной обработке, предшествующей затоплению, при которой почва слабо насыщается кислородом, менее выражены минерализационные процессы, лучше сохраняются гумусовые вещества и аммонийный азот, и как результат улучшения питательного режима наблюдается высокая численность микроорганизмов, чем в почве с обычной обработкой с большим числом механических обработок. Усиление аэрации при обычной обработке способствуют снижению коэффициента гумификации.

5. Экстинкция и коэффициенты цветности гумусовых веществ, выделенных по вариантам опыта, показывают,что значение =д у[0

ГВ минимально обработанной почвы с внесением лигнина возрастает в 1,5 раза по сравнению с обычной обработкой.

6. Из лугово-болотных почв рисовых севооборотов выделены микромицеты, активно разлагающие гумусовые вещества: Aspergillus

flavus,А.ochraceus,Nocardia ораса u Trichoderma lignorum.

TO

7. С помодью ИК и С-ЯМР спектроскопии, впервые дана характеристика гуминовых и фульвокислот луго во-болотных почв

то

Кзыл-Ординского массива орошения. С-ЯМР спектроскопия показала глубокое разрушение ароматического фрагмента гуминовых кислот всеми культурами микромицегов, участвующих в их трансформации.

8. Мелиоранты при внесении в засоленную почву, снижают содержание токсичные солей в почвенном растворе и-вследствие этого повышается общая биологическая активность почв, определяемая

по показателям численности основных физиологических групп микроорганизмов, азогфиксирующей способности, выделению (Х>2.активности почвенных ферментов, содержанию аммонийного, легкогид-ролизуемого азота и урожаю риса.

9. Из исследуемых почв выделены микромицеты-деструкторы активно трансформирующие растворимые по ли а мфо ли ты и лигнин. Трансформация мелиорантов РИА и лигнина идет быстрее, когда в качестве косубсграта используется этанол.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Цри взращивании риса по технологии раннего долосевного затопления почвы после прохождения пика дефицита растворенного кислорода через 10-15 дней после затопления создаются условия, обеспечивающие оптимальную всхожесть семян, в результате высокий урожай зерна риса.

В течение 3-х лег (1987-1989 гг.) в рисосеющих хозяйствах Яны-Курганского района Кзыл-Ординской области проводились проверка эффективности метода допосевного затопления на площади 2774 га и получили с опытных участков в среднем по 45,8 ц/га, прибавка урожая составила с каздого гектара 5,8 Ц со всей площади получено дополнительно 16782 центнера зерна риса на сумму 965410 рублей.

2. Лигнин - препарат растительного происхождения, не содержит тяжелых металлов и патогенной микрофлоры, экологически безвредный продукт. Полученные экспериментальные данные показывают, что лигнин под рис можно применять в 2-х дозах при весенней заделке под вябь Ю г/га и при осенней 20 г/га. Внесение лигнина сопровождается положительным последействием в течение 3-4 лет. При э.ом,прибавка урожая риса составляет 4-5 ц/га и более.

3. В результате проведенных полевых исследований разработаны

и опубликованы следующие практические рекомендации: А.Н.Илялет-динов, А.К.Саданов, Ш.З.Мамилов "Технология повышения полевой всхожести семян риса".- Алма-Ата, 1990.- 22 с. А.Н.Илялетдинов, А.К.Саданов, А.А.Курманбаев, Б.О.Раисов.Рекомендации по применению гидролизного лигнина-отхода Кзыл-Ордин-ского целлюлозно-картонного завода.-Алма-Ата, 1992,- 16 о.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ,ОПУБЛИКОВАННЫХ ГО ТШЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Саданов А.К. Изменение численности микроорганизмов и содержания азота при внесении органических мелиорантов в засоленную затопленную почву // Изв. АНКазССР.Сер.биол.- 1982.- № 3.-С.53-56.

2. Саданов А.К., Мамутов Я.У., Илялетдинов А.Н., Мамилов Ш.З. Влияние химических мелиорантов и рисовой соломы на биологическую активность такыровидных почв Акдалинского массива орошения.-Изв. АН КазССР.Сер.биол.- 19В2.- Л 5.- С.34-39.

3. Илялетдинов А.Н., Мамилов Ш.З., Саданов А.К.Биологаческая активность и содержание азота в затопляемой почве при внесении мелиорантов.-Изв. АН КазССР.- Сер.бйол.- 1983.- № 6.- С.1-7.

4. Мамилов Ш.З., Саданов А.К. Биодеградация синтетического мелиоранта РПА почвенными микроорганизмами.- УП съезд микробиологического общества.- Алма-Ата.- 1935.- Т.З.

5. Илялеюшнов А.Н., Мамилов Ш.З., Саданов А.К. Микробиологические аспекты применения химических мелиорантов на засоленных почвах Акдалинского массива орошения.- Микробиологические основы повышения урожайностй с/х растений.- 1986.- С.15-21.

6. Илядвгдинов А.Н., Ергожин Е.Е.,Саданов А.К.,Клышева А.Л., Мамилов Ш.З,, Таусарова Б.Р..Ильченко Л.Г., Кензяна Л.Вю-деградация синтетического мелиоранта растворимых полиамфоли-

тов (РИА) почвенными микроорганизмами.- Микробиологические основы повышения урожайности с/* растений,- 1986,- C.I56-I7I.

7. Илялетдинов А.Н.,Саданов А.К.,Мамилов Ш.З. Биодеградация растворимых полиамфолитов.- Микроорганизмы в сельском хозяйстве.- М. ,1986.- С.5-6.

8. Мамялов Ш.З., Сада нов А.К.,Иляле:цдинов А.Н. Цинк в почвах и питание растений цинком // Агрохимия.- 1987.- А 4.- С.Ю7-Н6.

9. Илялетдинов А.Н., Мамилов Ш.З., Саданов А.К. Биологический принцип оценки эффективности химических медиорантов//Микро-биологическая трансформация химических веществ в природных субстратах.- Алма-Ата, 1987.- С.152-160.

10. Клышева А.Л., Саданов А.К. Трансформация лигнина грибами, ввделенных из почв рисовых, полейКзыл-Ординской области // Микробиологические методы защиты окружающей среды.-Пущино, 1938.- С.30-31.

11. Саданов А.К.,Мамилов Ш.З., Худайбергенова Б., Клышева А.Л., Раисов Б.О. Влияние лигнина и железофосфатных отходов промышленности на биологическую активность засоленных почв // Изв. АН КазОСР.-Сер.биол.- 1988.- № 2,- С.45-50.

12. Илялетдинов А.Н., Мамилов Ш.З., Саданов А.К.,Нурбеков М.Н., Крапивенко л.Г., Худайбергенова Б., Лесов Д. Влияние допо-севного затопления на азотный режим почвы и урожай риса// Изв. АН КазССР.-сер.биол.- 1988.- № 4.- C.3-I0.

13. Илялетдинов А.Н.,Саданов А.К.,Умирбаева Х.К.»Амандыков А., Раисов Б.О., Курманбаев A.A. Влияние лигнина аммонизированного лигнина и навоза на биологическую активность засоленных почв// Изв. АН КазССР.-Сф.биол.-1988.- J6 6.- C.I6-24.

14. Илялетдинов А.К..Саданов А.К.Технология выращивания риса цри авиапосеве // Новости науки Казахе тана.-1989,- Выц.2.-С.23-25.

15. Саданов A.K..Шарахимбаев Ж. Использование гидролизного лигнина как мелиоранта на засоленных почвах,- Информ.лисгок КазНИИНТИ.- 1989.- Л 309.- 6 с.

16. Саданов А.К.,Нурдаулегов Т. Эффективный способ выращивания риса в условиях юга Казахстана.- Информ.лисгок КазНИИНТИ.-1989.-№ 310.- 5 с.

17. Илялетдинов А.Н.,Саданов А.К.,Умирбаева X.Я.,Лесов Д., Ембергенов М. Деятельность микроорганизмов в динамике кислородного режима и урожай риса в затопляемых почвах пга Казахстана // Изв. АН КазССР.-Сер.биол,- 19Э9.- Л 5.- С.48-54.

18. Илялетдинов А.Н.,Курманбаев A.A., Саданов А.К.,Клышева А.Л. Биологическая активность вторично-заооленных почв Кзыл-0р-динского массива орошения при внесении отходов целлюлозно-картонного завода // Изв. АН КазССР.- Сер.биол.- 1990.- Л 3.-С.50-55».

19. Саданов А.К. Сев с самолета // Агропромшленшй комплекс Казахстана.- 1990.- Л 9.- С.37.

20. Илялетдинов А.Н.,Саданов А.К.,Нурдаулетов Г., Умирбаева Х.Я. Микробиологические факторы повышения всхожести семян риса// Весгн. АН КазССР.- 1990.- № II.- С.42-49.

21. Илялетдинов А.Н.,Саданов А.К.,Мамилов Щ.З. Технология повышения полевой всхожести семян риса.- Рекомендация.-Алма-

Ата, 1990.- 23 с.

22. Саданов А.К..Курманбаев A.A. Роль микробиологического фактора в повышении плодородия почв рисовых полейЛналит.обзор КазНИИНТИ.-Алма-Ата, 1990.- 48 с.

23. Саданов А.К. Допосевное затопление и посев риса самолетом. Рекометщ.по системе ведения отраслей агропромышленного комплекса.Алма-Ата, 1991.- С.101-102.

24. Абжалвлов А.Б., Идялетзшнов А.Н.,Саданов А.К.Влиягае механической обработки почвы на некоторые показатели биологической активности затопляемых почв // Изв. АН КазССР.Сер. биол.- 1991.- № 4.- С.54-58.

25. Саданов А.К.,Ачио С. Способ повышения всхожести семян и урожая риса. Информ.листок КазНИИНТИ.-1991.- № 216.- 5 с.

26. Илялетдянов А.Н.,Саданов А.К.,Курманбаев А.А.,Раисов £.0. Рекомендации по применению гидролизного лигнина-отхода Кзыл-Ординского целлюловно-картонного завода.-Алма-Ата, 1992.- i8 о.

27. Илялегдинов А.Н., Ачио С., Саданов А.К., Курманбаев А.А. Влияние эпифигвой микрофлоры на всхожесть семян риса // Вестн. АН Респ.Каз.- 1992.- & I.- С.57-62.

28. Саданов А.К., Ачио С., Курманбаев А.А., Тулемисова К.А. Антагонизм культуры гриба Trichoderma к патогенам семян риса// Изв. АН РК.Сер.биол.- 1992,- Вый.4.- C.68-7I.

29. Илялетдинов А.Н.»Дворкина А.А.,Саданов А.К., Ачио С. Микробиологические факторы, определяющие всхожесть семян риса// Весгн.АН РК.- 1992. № 3,- С.37-44.

30. Ilyaletdinov A.N., Kanatchinova М.К.. Sadanov А.К., Achio S. Diseases of the rice seed, causing toxic-producing fungi and accompanied microflora // International Symposium. Hit-rogen-containing mycotoxins.-Puchino,1991•June,4-7.-P.7-8.

31. Achio S., Kurmanbaev A.A,, Sadanov A.K., Ilyaletdinov A.N., Tulemisova K.A. Investigation of antagonistic activities of Trichoderma lignorum variety 17 to enaophytic pathogens microflora of rice seeds // Izvestia AN KK.-I992=-V.t.-P.3-9.

СДЦАНОВ "АМАНКЕЛДИ КУРБОНОВИЧ

Биология фанлари доктори илмий даражасини олиш учун тай-ерланган "Шоли экилган ерларнинг биологик активлиг^ини оптими-зациялаш ва уни тупрок унумдорлиги билан богликлиги" мавзуи-даги диссертациясининг киска мазмуни.

Химоя 1993 йил 18 июнь соат 9°°да УзР ФА Микробиология институтининг махсус кенгашида булади:

700128, Тошкент, А.Кодирий кучаси 7 ^ . УзР ФА Микробиология института.

Диссертация иши кириш, 4 боб, хулоса ва амалий таклиф, фойдаланган адабиетлар руйхатидан иборат. Шу матин 236 бетдан иборат булиб, 53 жадвал. 31 аслидан олинган расмларни уз ичига-олган. Ишнинг мацсади- тупрокдаги буладиган турли группа микро-организмларининг микдор динамикасини, уларнинг кислород микдо-ри ва шоли уруг унумига таъсирини урганиш. Тупрокдаги гумус микдорига караб, тупрокка минималь ва максимал ишлов бериш йул-ларини топиш. Мелиорантларнинг иккиламчи -шур тупрок биологик фаоллигига ва биологик буэулишига таъсири. Шоли экиб дехкончи-лик килинадиган тупрок узига эса оксидланиш кайтарилиш хусуси-ятига эга булиб сув билан тулдирилгандан кислород тансиклиги ва курик даврда кислород купайиши билан анаэробиоз ва аэробиоз хо-латлари алмашиб туради. Тупрокдан буладиган минерализация жара-енларида сувда эрувчи органик моддалар микдори камаяди бу хол тупрокдаги кислородни узлаштириш хисобига булади. Кислородни тансиклиги туфайли шолини униб чикиши камайиб кетади. Кейинги шолини униб чикмаслигига сабаб буладиган яна омиллардан бири мик роб-ингибиторнинг фаолиятидир. Асосан куп'таркалган микроорганизм-ингибитор ишлаб чикарадиган замбуруглар оиласига Fusarium, Helminthosporium, Alternarla' киради. Ушбу илмий иш микроорга-низмларНи метаболитларига ахамият берилган, хусусан гидролитик ферментларни уруга униб чикишини камайтириш таъсири курилган. Тупрокка механик ишлов бериш уни кислород билан бойитилиши туп-ровий биологик активлигига хар-хир таъоир килади. Кичик механизация билан ишлов бериш тулдириб сугорилган тупрокларда гумус моддаси, азотли аммоний ва микроорганизмларни куп микдврида катта механизмлардан фойдаланишга Караганда сакланишини таъмин-лайди. Оддий ишлов беришда аэрЭцияни кучайиши гумификация коэф-

фицентини камайтиради. Гумус моддасининг камайиши микрооргани-змлар таъсирида; органик моддаларни оксидланишига боглик булади. Шоли экиладиган утлок-боткок тупроклардан гумус моддасини актив парчалайдиган микромицетлар 'ажратиб олинган. Микромицетлар гуг шн ва фульвокислоталарини асосан углеродни уэлаштиришда фойда-ланиб, гумин кислотасини ароматик кисмини нарчалайди. Иккиламчи шурланган тупроклардан мелиорантларни мелиорация учун ажратиб олишни уч хил принциплари курсатилган: тупрок моддасининг минералиэациясига таъсири; тупрокнинг биологик актнвлиги ва хосилдорлик. Перспектив мелиорантлар шурланган тупрокларга солинганда тупрок эритмасидаги зарарли моддаларни ми к д оря да камайтиради, тупрок хосилдорлигини оширади.

Атроф мухитни ифлослантирмаслик максадида тупрокка берилади-ган мелиорант уз вазифасини бажаргандан сунг микроорганизмлар ердамида парчаланиб кетади. Урганилган тупрокда полиамфолит ва лигнинни микромицет деструкторлар ажратиб олинган.

sadanov amaflkeldy kukbahovich

Abstract of the thesis "Biological activity of soils under rice in connection with optimization of their fertility" for the degree of the doctor of biological sciences.

The thesis will be defended at the special council of the Institute of Microbiology, Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, on 18 June 1993, at 9°° a.m. at the address: 700128, Tashkent, A.Kodirii str., 7Ъ.

The thesis was typewritten on 236 pages. It consists of the introduction, four chapters, conclusions, practical proposals, liet of the used literature. The thesis was illustrated with 53 tables and 31 figures.

The objective of the work is to study the dynamics of the count of different groups of microorganisms in soil4 their effect on the dynamics of the oxygen regime and on the rice seed germination capacity, to study minimal and maximum treatment of soils for the humus content, to study the effect of meliorants on the biological activity of secondary saline soils and on their biodestruction.

Periodically flooded soils occupied with rice have a pecu-

liar redox regime when oxygen deficiency occurs on flooding and saturation with oxygen during a dry period, i.e. replacement of conditions from anaerobic to aerobic. When soils are flooded the amount of aerobic microorganisms decreases, the number of anaerobes increases; as a result of mineralization processes the content of watersoluble organic substance, accompanied by oxygen consumption by soil microorganisms decreases.

Oxygen deficiency occurs and unfavourable conditions for rice seed germination are established, theiç germination capacity decreases. The next factor promoting a decrease in the rice seed germination capacity is the activity of microorganisms-inhibitors of germination. The most widespread aggressive pathogenic microorganisms-inhibitors of seed germination are fungi belonging to genera Fusarium, Helminthosporium and Altemaria.

The work substantiates the statement of the importance of microbial metabolites,, particularly hydrolytic enzymes in the decrease of rice seed germination.

A decrease in the humus content in the soil as a result of soil treatment intensification is a serious probleS^agriculture. The rate of mineralization processes of organic substance decomposition is dependent on the soil provision with oxygen. Methods of mechanical treatment causing a different rate of soil saturation with oxygen do not have an identical effect on the biological activity of soils. In the course of minimal treatment preceeding flooding when soil is poorly saturated with oxygen mineralization processes are less pronounced, humus substances and ammonium nitrogen are better preserved, and as a result of the improvement of the nutritive, regime a high number of microorganisms is observed than in the soil treated using conventional methods with a great number of mechanical treatments. The enhancement of aeration during usual treatment provides a decrease in the humification coefficient.

A decrease in the humus content is caused by oxidation of organic substance by microorganisms. Micromycetes decomposing actively humus substances have been isolated from meadow-boggy soils of rice rotation.

Micromycetes use humic and. fulvoacids as a carbon source with deep destruction of aromatic fragment of humic acids.

A principle of selection of meliorants has been substantiated for melioration of secondary-saline soils by three main parameters: the effect on mineralization of soil solution, the biological. activity of the soil and the crop. Upon introduction into the saline soil perspective meliorants decrease the content of toxic salts in soil solution, optimize the indices of soil fertility, determined by tests for the biological activity.

ffo obtain ecological security meliorants- applied to the soil should be decomposed by soil microorganisms to compounds harmless neutral for the environment when their main function has been performed. Micromycetes-destructors transforming ac- ' tively soluble polyampholytes and lignin have been isolated from the soils examined.