Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ И ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ В РИЗОСФЕРЕ ЯБЛОНИ В ЗОНАХ ИНТЕНСИВНОГО ПЛОДОВОДСТВА В СВЯЗИ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ И ПРИМЕНЕНИЕМ ВЫСОКИХ ДОЗ УДОБРЕНИИ

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ И ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ В РИЗОСФЕРЕ ЯБЛОНИ В ЗОНАХ ИНТЕНСИВНОГО ПЛОДОВОДСТВА В СВЯЗИ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ И ПРИМЕНЕНИЕМ ВЫСОКИХ ДОЗ УДОБРЕНИИ"

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

Абдулла Халаф АЛЬ-ИССА

УДК 634,11 : 631.461 : 631.81

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ И ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ В РИЗОСФЕРЕ ЯБЛОНИ В ЗОНАХ ИНТЕНСИВНОГО ПЛОДОВОДСТВА В СВЯЗИ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ И ПРИМЕНЕНИЕМ ВЫСОКИХ ДОЗ УДОБРЕНИИ

Специальность 03.00.07 — микробиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1991

Работа выполнена на кафедре микробиологии Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К А Тимирязева

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор В. К. Шильникова.

Официальные оппоненты, доктор биологических наук, профессор Д. Г. Звягинцев; кандидат биологических наук Б. И. Голод.

Ведущее предприятие — Научно-производственное объединение «Подмосковье», Лаборатория экологии.

За^цита состоится «¿Р-^. » . . 1991 г.

в 7.7.— часов на заседании специализированного совета К->120 35 06 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А Тимирязева

Адрес 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 49, сектор защиты диссертаций ТСХА.

С диссертацией можно """ ~СХА.

Автореферат разослан

1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета — ст. н. с.

Л. В. Мосина

ОБЩАЯ ХАРМСГЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Проблема функциональных заболеваний яблонь, таких как розеточность и хлороз, возникла в связи с усилением антропогенной нагрузки на почву в условиях интенсивного садоводства. Яблоневые сады в основных зонах товарного плодоводства на значительны:': площадях поражены этими болезнями. Развитии последних способствуют повторны? посадки сад по саду, сад по"винограднику, неоднократные за сезон обработки фунгицидами и гербицидами, создание интенсивных садов на слаборослых подвоях с уплотненным размещением деревьев, ежегодное внесение удобрений.

При монокультуре яблонь и применении высоких доз удобрений меняется структура микробоценозов, их метаболическая активность, создаются условия для развития и размножения микроорганизмов, которые ранее не были доминантными в почве, ухудшается развитие деревьев, появляются симптомы почвоутомления, развиваются функциональные болезни. В связи с этим знание особенностей структуры микробоценозов под здоровыми и пораженными розеточностью и хлорозом яблонями необходимо для их использования при прогнозировании заболеваний;

Цель и задачи исследований. Изучение особенностей микробоценозов под здоровыми и пораженными розеточностью и хлорозом деревьями в Крымской области и выявление при этом роли микроорганизмов; Изучение влияния внесения высоких доз минеральных(фос-форных, калийных и цинковых)и органических удобрений,« их сочетаний в условиях модельного полевого опыта на биологические • свойства почв, рост, развитие и подверженность функциональным . заболеваниям молодых деревьев яблони._

Наущая новизна работа. Впервые исследованы микробиологи- * •.'.■'■■ - I - •■ - '

центральная

НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА '-'ос«, сельскохоз. академии

ческая и ферментативная активности почв в условиях промышленных садов Крыма на участках под здоровыми и больными растениями. Показано, что многолетнее агротехногенное воздействие на почву в условиях' замкнутого садового агроценоза приводит к перегруппировке и сдвигу в соотношении основных груш микроорганизмов, нарушению их биодинамики. Установлено, что высокие дозы минеральных, в том числе цинковых удобрений, повышают токсичность почв. . .

Практическое значение работы. Результаты могут быть использованы в качестве теоретического обоснования при разработке рекомендаций по рациональному использованию почв, внесению макро-и ыикроудобреиий, а также для разработки мероприятий, направленных на предупреждение и устранение заболеваний яблонь розеточно-стьа и хлорозом в условиях степной части Крыма.

Апробация работы и публикации. Результаты исследований доложены на Республиканской конференции (Кишинев,1983), конференциях молодых ученых ТСХА (1988,1989,1990). По материалам диссер тации опубликовано 2'работы.

Структур* и объем диссертации. Диссертация изложена на 166 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, общих выводов и приложений. В работе имеется 38 таблиц, в том числе 4 в приложении. Список использованной литературы включает 329 источников.

ОПЖШ И МЕТОДЫ 11ССДЗД0ВА1Ш

Объект исследования - интенсивный проыышлешшй сад колхоза им.Н.К.Крупской Крымской области. Почвы лугово-чсрнооемные тя-4 жеяого механического состава, сформированы на лессовых и лессо-подобньос породах. Образцы почв в 1937-1989 гг. отбирали в б-

кратной повтороности с глубины 10-30 и 30-60 см в ризосфере растений. Анализы проводили в фазы цветения, плодоношения и уборки.

Модельно-полевой опыт заложен на территории Крымской опытной станции весной 1988 г. Почвы - лугово-черноземные, легкосуглинистые, сформированы на древнеаллювиальных отложениях. Схема опыта: I - контроль (без удобрений); 2 - Рдоо^эоо (кг-действующего вещества); 3 - навоз 100 т/га; 4 - навоз 100 т/га + fggo Кд00;5-цинк(2пЕ04)250мг/кг; 6 - навоз 100 т/га + PgooK9QO+Sn2co Удобрения вносили весной 1988 г. Образцы почв в 1938-1990 гг. отбирали в 6-кратной повторности из ризосферы яблони б мае, июле и октябре.

'.-.. Физиологические группы микроорганизмов учитывали методов предельных разведений на плотных и жидких питательных средах, . используя общепринятые методы. Активность ферментов определяли в сухих образцах.почвы, просеянной через сито с диаметром отверстий 0,25 мм (контроль - почва¿ простерилизованная при 150°С в течение 3 ч). Изучали активность каталазы методом Галстяна, дегидрогеназы - методом Галстяна в модификации Чундеровой, ин-. вертазы - методом Галстяна и Маркосяна, фосфатазы - методом Чундеровой (Методические указания по проведению исследований в длительных опытах-с удобрениями. Часть 2. -М.: ВИУА,1983). Ал-лелопатическую.активность почвы устанавливали методом биологических тестов (Гродзинский,1973). Тест токсичности почвы - семена кресс-салата. Активность дыхания почвы определяли на газохроматографе. ,

■ Биометрические наблюдения проводили осенью каждого года; учитывали диаметр штамба (в мм), высоту деревьев, суммарный прирост и среднюю длину побегов (в см). Результаты исследований

3 - '

обрабатывали методом дисперсионного анализа и корреляции (Доспехов,1978).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

Микробиологическая активность почв под яблоневыми садами, пораженными розеточностью и хлорозом. Численность аммонифицирующих микроорганизмов в 1987-1988 гг. под здоровыми растениями на глубине 10-30 сы была выше, чем под рораасеннкми, однако данная тенденция не выявлена в 1989 г. (табл.1). Численность аммо-нификаторов на глубине 30-60 сы между вариантами опыта практически не различалась. Среди аммонификаторов высока доля споро-образующих бактерий. •

В течение всех годов исследования количество бациллярных форм весной в почвах под здоровыми было в 1,5-2 раза ниже по сравнению с пораженными участками. Если учесть, что наиболее четкие симптомы розеточности проявляются у яблони весной (к лету они маскируются или исчезают), то выявленные различий по содержанию бацилл в ве'сешгай период могут быть использованы,. как один из возможных индикаторов диагностики проявления розеточ- : ности яблони. Качественный состав бацилл также отличался на; участках под здоровыми и больными яблонями. В почвах под здоровыми яблонями преобладали Вьс1Д1ив megatвгium (55%) и.Вас.те-зеш;ег1сиз (23&. Часто, встречались Бас.туссааев. Под болысыми деревьями доминировали Вас.тебегиег1сив (45/5) и Вас.теаа1зг1шп; (35$). Доля Вас.виЬъШв составила 13/5 (под здоровыми растениями встречались редко). Вас.тусог<2еа не обнаружены. Можно • ' • предположить, что доминирующие бациллы играют главную функциональную роль в даншх конкретных условиях. Бациллы с низкими значениями встречаемости обеспечивают специфику сообщества,-но

/.; _ 4 -

Численность физиологических груш микроорганизмов (в I г абсолютно сухой почвы) в ризосфере (10-30 см) здоровых (числитель) и пораженных (знаменатель) . растений яблони

Сроки исследования Бактерии на МПА, млн. Споро образуют, бакге рии, млн. Актино мицеты млн. Ыикро-органи змы на КЛА, млн. Денитри фикато-ры.тыс. Олиго-нитро-филы, млн. Целлюло зоразла гающие тыс. Грибы, тыс. ~ '

1987 г

23.05 49.70 0,95 5,80 15,00 35,20 40,60 207,30 26.00

42,50 2,13 10,40 40,00 56,30 50,50 216,40 45,70

28.07 18,00 1,09 4,30 13,10 301,20 37,30 145,80 23,70

7,30 0,93 7,10 37,20 531,40 20,70 120,10 39,50

15.10 8.30 0,38 4,50 24,20 13,20 55,90 34,20 28,30

22,40 0,75 7,70 57,00 23,20 42,10 265,50 61,40

1988 г »

23.05 50.60 1,06 5,30 14,60 28,80 40,10 42,50 26,00

30,30 2,23 10,60 40,80 35,20 73,60 65,10 56,00

28,07 20,60 2,43 5,10 20,50 32,10 48,00 21,70 16,10

8,30 1,50 6,30 47,40 123,30 21,50 83,70 36,00

15.10 16.40 1,80 3,70 28,10 3,30 39,30 .16,40 18,40

6,60 1,40 14,60 15,30 13,30 25,30 12,60 72,90

1989 г ►

23.05 37.20 0,81 6,00 10,10 . 28,70 30,20 21,20 10.70

32,90 1,73 9,30 23,70 529,40 19,10 46,80 . 24,50

20.07 6,10 1,23 5,30 \ 22,10 308,60 20,30 41,20 34,40

4,60 1,66 7,60 19,40 562,50 19,40 17,80: 28,80

15.10 5^0 , 1,36 1,20. 6,00 2,50 5,70 30,80 9,10

10,50 1,00 4,20 26,20 3,00 26,20 61.10 32,40

Численность физиологических'групп микроорганизмов (в I г абсолютно сухой почвы) в ризосфере (30-60 см) здоровых (числитель) и пораженных (знаменатель) растений яблони .

Сроки исследования ' Бактерии на ША,... млн. Споро обрат зующ. бакте рии, млн. Актино мицеты или. Микроорганизмы на КАА млн. Денитри фикато-ры.тыс. Олиго-нитро-фшш, млн. Целлюло зоразла гающие, тис. Грибы, тыс*

1987* г

23.05 2,60 0,84 2.30 12.00 32,80 12,70 17,30 2.60

2,00 1,63 4,40 17,50 58,50 21,40. 71,00 3,60

28.07 2.40 1,56 2.80 8,40 21.10 20,10 106,40 5^50

3,80 1,53 3,20 17,80 184,10 21,90 134,30 9,40

15.10 3,40 3,40 11,60 313,40 8,30 56.70 4,80

3,50 . 1,40 5,30 16,90 516,90 11,10 11,30 14,40

1988 г •

23.05 3,70 1.26 5,40. 13,50 41,20 13,60 43,90 6.10

3,80 2,06 ,21,20 23,40 78,30 39,30 34,10 10,10

28.07 3,90 1.33 2,90 16,90 32.60 21,90 14,60 6.10

3,30 1,20 12,20 23,70 331,10 22,70 18,30 8,00

15.10 2,60 0.52 1,30 • 5,50 513,20 8.70 ■8,40 ■2,90

1,80 0,50 2,10 12,20 721,20 5,9 " 7,70 4,10

1989 г ■.. ! " • /

23.05 2.10 1,03 3,70 9,20 31,20 69.20 22,80 2.00

3,20 1,20 7,40 17,50 548,70 10,20 20,50 11,70

28.07 2,72 3,00 11.20 25,00 12,80 33,70 3.60

1,90 0,70 4,80 19,90 550,80 10,80 14,00 6,50

15,10 3,60 0,70 3,30 10,90 3,10 10,50 12,70 3,00

3,60 1,30 4,40 13,00 34,20 16,40 23,30 6,40

-4 ^ - 6 -

большой функциональной нагрузки не несут. Если взглянуть на . видовой состав епорообразующих бактерий с точки зрения аллело-патического почвоутомления, то отсутствие Бас.тусо1йев в почвах под"пораженными яблонями свидетельствует о повышении степени токсичности этих почв. Численность актиномицетов была значительно выше на участках под пораненными яблонями; наибольшие .• различия, как и для бацилл,, выявлены Еесной. Следует отметить, " что актиномицеты способны продуцировать в окружающую среду ан- ■ тибиотики и фитотоксические вещества и вызывать в связи.с этим угнетающее действие. В ризосфере пораженных яблонь (глубина 1030 см) численность микроорганизмов,'использующих'минеральные формы азота, была значительно выше, чем под здоровыми яблонями: колебалась в пределах 15-57 млн.клеток в I г почвы. На глубине 30-60 см их численность уменьшалась, но все же была выше, чем в почвах под здоровыми яблонями (табл.2). Исследуемые почвы характеризуются высокой численностью денитрификаторов под пораженными яблонями по сравнению с их численностью под здоровыми. Азотобактер в почвах отсутствует. Причинами могут быть неблагоприятный механический состав почвы и ингибирование олигонитрофилами, численность которых в исследованных почвах значительна. Отсутствие азотобактера,очень чувствительного к наличию токсичных веществ . в почве, дает также основание предположить о наличии в исследованных почвах фитотоксических веществ. В обоих вариантах в течение всего сезона вегетации обнаружено значительное количество олигонитрофилов. Весной;количество олигонитрофилов в почвах под пораженными деревьями было выше, однако'данная тенденция не бьиа устойчива в 1989 г. Среди олигонитрофилов постоянно доминировали бактерии и актиномицеты. Динамика численности целлшюзоразрушаэ-щих микроорганизмов по годам, срокам и вариантам не имела четких

закономерностей. Преимущественно групповой.состав целлюлоэораз--рушающих ыикроорганизмой состоял из актиномицетов и грибов. Ак-" тйвизация отих групп характерна для токсичных почв. Численность . грибов в почвах достигает нескольких десятков тысяч в I г почвы. Из общего числа микроорганизмов они составляют сравнительно не- ' большой процент. Их количество было значительно больше под пораженными деревьями, чем под здоровыми, особенно на глубине 10-30 ; см. В почвах под больными яблонями доминируют представители, ро-. дов Pénicillium, Aspergillus, Fusarium. .Последние ОТНОСЯТСЯ К активным ыацераторам корневых тканей, так как являются продуцентами пектино- и целлюлозолитического комплексов. Эти грибы первыми вступают в тесную связь о корневыми тканями растений и открывают пути для инвазии. В почвах под здоровыми деревьями.выявлены Mucor и Trichoderma. Считается, что-высокая численность грибов рода-Trichoderma в ризосфере способствует повышению об- . щего фунгистатичесхого потенциала почвы. -

Ферментативная активность а ризосфере яблонь, пораженных розетоцносгьп и хлоро'зом. В почвах под пораженными яблонями активность каталазы значительно больше (исключение - некоторые сроки)(табл.3). Это может быть связано с деятельностью актиномицетов, численность которых в ризосфере пораженных яблонь была выше. Активность каталазы увеличивалась вниз по профилю. Такая закономерность наблюдалась в течение всех лет. Это, по-видимому, связано с тем, что основная масса корневой системы яблони находится на глубине 30-60 см. К концу вегетации активность каталазы в почвах под пораженными яблонши увеличивается, под здоровыми яблонями уменьшается.

На активность дегидрогеназы сроки, глубина и состояние деревьев (здоровые,больные) практически не влияли. Однако в 1989 г

■ - 8 -

.Динамика активности ферментов в ризосфере здоровых (числитель) и пораженных (знаменатель) растений яблонь- •

Глубина, см Сроки исследования Активность ката-лазы, мг/г за : 2 мин. Активность дегид рогеназы, мг на 10 г за 24 ч Активность инвер тазы, мг глюкозы на I г за 24 ч Активность фосфа-тазы, мг Р205 на 10 г почвы за 48 ч :

I. 2 3 4 5 6 - .

• / 1987 г.

ю-зо. 23.05 . 28.07 15.10 19,50 . 29,90 25,10 . 37,70 21,50 48,40 1.21 1,51 0.94 . 1,39 1,04 1,41 9.20 6,30 8,60 5,40 8Т90 9,00 5,40 1,21 5,90 1,13 ■ в,II 0,11

30-60 23.05 . 28.07 . 15.10 52,60 49,60 :39,60 24,80 40,60 66,60 1,76 2,12 1.29 1,65 . 1.26 . 1,85 . 'б,50 6,90 8,00 7,00 6,80 6,40 9,47 ' 0,00 3.30 0,9110,47 0,05

НСР05 2,80 -1988 г. . 0,58 , Г, 50 0,60

10-30 . 23.05 28.07 15.10 42,60 41,00 17.80 66,50 : 23,90 ' 55,10 1.85 1,71 1,13 1,51 - 0,97 1,33 6,40 10,70 12,80 . 7,60 11,0010,30 2,24 1,73 7,70 . 1,47 7,77 1,60 '

зо-бо ; • ' 23.05 ' 28.07 15.10 . . 63,40 . ; 58,70 42,80 77,20 50,30 70,50 ■. " - 9 1.82 . 2,04 1.26 .. 2,27 . 1.14 . 1,26 6.70 \ 8.40 ' 8,40 : 6,40 ■ 8.40 6,20 . 2.77 1,79 5,64 г 1,73 1,б4

Окончание таблицы 3 I 2 -3 4 5 "б

ШР05

«

10-30 23.05

^ 28.07" 15.10

30-60 23.05

, 28.07 15.10

НСР05

наблюдалось повышение активности фермента в ризосфере пораженных яблонь.

По активности инвертазы разница по вариантам в 19Ё7 г. (табл.3) наблюдалась только на глубина 10-30 см в ризосфере здоровых яблонь,.где ее активность была выше (и весной, и летом). В 1988 г. существенных различий на глубина 10-30 см по вариантам не наблюдалось,' однако активность инвертазы в ризосфере пораженных яблонь на глубине 30-60 см была ниже, чем в почвах под здоровыми яблонями (исключение - весной). В 1989'г. активность инвертазы под здоровыми яблонями была выше, чем под пораженными, что может быть связано с низким содержанием гумуса под последними. Снижение активности инвертазы вниз по профилю, очевидно,

2,40 0,45 1,10 0,33

1989 г. V-

26,60 0.92 4,80 5,76

17,30 1,50 • 3,10 1,40

21.40 0,90 8,50 6,32

36,60 1,38 • 1,40 1,19

15,50 0.56 . 5,40 6_,95

■ 46,70 1,30. . 4,70 1,11

35,00 0.92- 4.10 3,93

52,80 0,86 2,20 ' 2,45

36.00 • 1.04 3.80 7.72

61,10 1,48 2,40 1,04

31,00 0,96 5.60 6,77

68,70 1,60 ■ 3,10 1,11

3,70 0,22 0,66 0,31

также связано со снижением содержания гумуса. Низкая активность инвертазы в 1989 г. возможно определялась неблагоприятными условиями, в частности, влажностью почвы (была засуха). Оценивая степень обогащенности ферментами исследуемых почв по Д.Г*Звягинцеву (1980), можно отметить, что по активности ката-лазы они относятся к группе богатых и очень богатых, по дегидро-генаэной и инвертазной активностям - к группе бедных.

При определении активности фосфатазы выявлены существенные различия по вариантам. Участки под здоровыми растениями относятся к группе богатых ферментами, а под пораженными - очень бедных. Очевидно, более высокая фосфатазная активность под здоро-. выми растениями определяется лучшим развитием у них корневой системы, продуцирующей большие количества фермента. Не исключено также, что под здоровыми растениями микробный ценоз почвы, не разбалансированный антропогенной нагрузкой, работает более напряженно, биологические процессы вдут более активно, и, возможно, суммарный эффект фосфатаз определяется теми из них, которые под больными деревьями вследствие сложившихся условий не проявляются. Зарегистрирована отрицательная существенная корреляция ыевду активностью фосфатазы и степенью токсичности почвы ( г я -0,43+0,140). Только в некоторых случаях активность фос-фатазы снижалась вниз по профилю, четкой закономерности в сезонных изменениях фосфатазы не обнаружено.

Активность дыхания в ризосфера яблонь, пораженных роэеточ-нр.стью и хлорозом. Наиболее высокой интенсивностью дыхания (табл.4) характеризуется почва на гл-убине 10-30 см. Здесь лучше условия увлажнения, здесь высокая численность микроорганизмов и высокое содержание органических веществ. В почве под здорозши растениями интенсивность дькаиия увеличивается к осени. Под по-

Динамика интенсивности дыхания в ризосфере здоровых ■ (числитель) и пораженных (знаменатель) растений яблони: •(мг С02/кг-час)

Глубина, см Срок определения Год исследования

1987 | 1988 | 1989

10-30 '23.05 0,92 0,41 0,65

0,53 0,64 0,37

26.07. 1,31 • 1,62 2,26

0,71 . 0,27 0,49 :

15.10 2.26 2.01 2.85

0,90 - 0,58. 0,71

30-60 23.05 1 45 0.47 0,23

0,48 0,41 0,48'

28.07 0,92 • 0.40 0,81

0,83 0,28 0,28

- 15.10 1.33 ' 0,64 1,78

0,57 • 0,49" 1,19

на?05. .0,23 0,19 0,20

раженными яблонями такая закономерность наблюдалась.только в отдельные сроки вегетации. Более высокая интенсивность дыхания под здоровыми растениями определяется лучшим развитием у них корневой системы, продуцирувдой большие количества С0£.

Аллелопатическая активность почв поя яблоневыми садамц. пораженшд.1и розеточностью и хлорозом. Длина корней кресс-салата находится в обратной зависимости со степенью аллелопатической активности почвы (табл.5). Наиболее высокой токсичностью характеризовалась вытяжка из почвы под поравешшми яблонями, особенно на глубина 30-60 см в летние периоды. Это может быть обуслов лено повышенным содержанием грибов, актиноыицетов и бацилл в ри

Аллелопатическая активность водных вытяжек почвы (числитель - здоровые, знаменатель - пораженные растения, яблонь) 5 прирост корней кресс-салата в% к контролю

Срок определения . Год исследований

1987 | 1988. | 1989

23.05 95 98 97

71 80 72

28.07 . 68 • 83 75

50 61 45

15.10 72 73 76

54. 57 63

23.05 86. 102 82

.61,'. 92 61

28.07 76 73 ео

49 -62 53 .

15.10 Е» 81 . 61

57 . :79 73

Глубина, см

10-30

30-60

зосфере пораженных деревьев.

~ ■ Микробиологическая активность почвы под яблоневыми насаждениям^ при внесении высрких доз удобрений. В год закладки опыта удобрения в высоких дозах заметно угнетают численность микроорганизмов на ЬША, КАА.олигонитрофилов (табл.6). Во 2-3-й год после внесения высоких доз удобрений депрессирующее воздействие снижается и различия между вариантами сглаживаются. Положительное влияние от внесения навоза на численность микроорганизмов (на КАА и Ш1А) наблюдалось только ео 2-3-й х'оды. Депрессирующий эффект минеральных и цинковых удобрений на численность, микроорганизмов, использующих минеральные форт азота, и олигонитрофл-

Численность некоторых физиологических групп микроорганизмов (в I г абсолютно сухой почвы) в модельно полевом опыте в зависимости от вида удобрений (средние по срокам)

Год исследования Контроль Рэоо^оо Навоз. 100 т/га Р90аР900 +навоа 100 т/га Цинк, 250 мг/кг Рэоо^оо +навоа,. 100 т/га + цинк. 250 мг/кг

; Бактерии на МПЛ. млн

1988 46,30 22,40 28,80 17,60 20,40 22,30

198Э 8,00 9,40 12,70 13,60 10,50 21,70

1990 7,40 6,80 10,00 8,00 6,70 7,90 ■

Бактерии на КМ, млн "." . • -

1938 . -47,90 27,80 38,40 27,60 34,90 25,80

1989 , 20,80 19,50 28,10 26,20 21,90 34,60

1990 . 14,00 9,10 .16,80 11,30 9,00 11,20

Актиномицеты. млн •

1988. 3,00 3,70 4,30 4,30 6,20 3,80

1389 3,70 3,20 6,00 5,90 4,40 . 3,50

1990 2,30 2,50 3,60 4,60 4,50 2,50

1\зибы? тыс

,|988 16,30 16,30 26,40 19,10 12,15 29,70

|989 15,80 19,40 27,00 20,40 17,18 30,60

Д990' 13,30 .13,50 21,32 15,90 11,27 21,91

дов отмечался на 3-й год после их внесения. На численность словообразующих бактерий не влияли минеральные и цинковые удобрения, внесенные как отдельно, так и в сочетании с навозом. Навоз отдельно или вместе с минеральными удобрениями стимулировал размножение спорообразующих бактерий в 1988 г. В 1989, 1990 гг. изменений по вариантам опыта не выявлено. Внесение удобрений.сказывается и на видозом составе спорообразутощих бактерий. В конт-

л ''■*.. 14 - • ■

»

рольном варианте преобладал Вас>цеваЪег1иш, в то время как в удобренных - Бас. виЪЗДИв, за исключением варианта с навозом и минеральными удобрениями, где доминировал Вас.Еввепгвг1сиБ. Наиболее сильное увеличение численности актиномицетов,,особенно весной, наблюдалось в вариантах с цинковыми удобрениями или с минеральными и органическими. На численность.актиномицетов минеральные удобрения практически нэ влияли. Навоз и'навоз с минеральными удобрениями усиливали жизнедеятельность денитрификато-ров. Влияния высоких доз цинковых и минеральных удобрений на, численность денитрификаторов в большинстве случаев не было еы-. явлено. Весьма чувствительны к высоким дозам удобрений целлюло- . зоразрушашие микроорганизмы. Внесение.удобрений, особенно органических, повышало их численность. В удобренных вариантах сук- -

цессия целлюлозоразлагаших микроорганизмов (грибы -*-актино-

ыицеты —бактерии) отличалась от контрольного варианта (бактерии—■ > грибы ———.актиноыицеты).

. Во всех вариантах количество грибов значительно превышало таковое;в контроле; исключение составляли.варианты с цинком и минеральными удобрениями, где существенной разницы не обнаружено.

Ферментативная активность почв под яблоневыми насаждениями в связи с внесением высоких доз минеральных и органических удобрений. Внесение высоких доз минеральных и органических удобрений ' отдельнй и совместно, особенно при сочетании с цинковыми, снизило активность каталазы».Отдельно цинковые удобрения несколько стимулировали каталазную активность (табл.7).

Активность дегидрогеназы.возрастала при внесении навоза . отдельно или совместно с минеральными удобрениями. При применении органических и минеральных удобрений совместно с Цинковыг.м, наблюдалось резкое снижение активности дегидрогеназы. Внесение

Динамика активности ферментов в модельно-полевом опыте в зависимости от вида удобрений (числитель - данные 1988 г., знаменатель - данные 1989 г.)

Срок наблюдения Конт--роль ^ОО^ОО Навоз 100 т/га Рэоо^эоо + навоз 100 т/га Цинк, 250 мг/кг Рэоо^эоо* навоз 100 т/га+цинк 250 мг/кг нср05

15.05 30.07 15.10

15.05 30.07 15.10

15.05 30.07 15.10

Активность каталазы, мл 0^ на I г почвы за 2 мин

20.80 17.90 ■■, 21.00

16,30 14,20 18,00

17.70 15.10 21,40

19,30 12,60 21,90

17,70 12,50 20,10

20,40 14,60 23,20

18,50 16.00

21,70 19,50

18,10 17,50

18,80 17,00

20,70

12x90

16,30 10,10 8,00 13,90 7,90., 12,80

1.10 3,06

21,90 19,60

Активность регкдрогенззы. мг ГШ> на 10 г почвы за 24 ч

0.63 0,98 0.92 0,96 0,89 0,78

1,07 0,94 1.27 1,16 1.27 1,10

1,86 1,86 1.48 1,30 2.76 1,96

1,86 1,82 1.41 1,78

2,35 2,02

0,69 0,56 1,23 0,96 0,81 0,88

0,70 0,22 0,59 0,56 0,17 0,48

0,45 0,22

Активность инвертазЫ, мг глюкозы нз!г почвы за 24 ч

4.30 1,90

4,20 1,90

3.90 1,90

5.10 4,20

4.20 1,40

4,70 2,20

5.50 5,10

5,10 1,90

6,30

5,00 6,90

5,40 1,90

йМ

2,30 3,00

4.50 3,50

4,20 4,20

4,00 3,20

6,60 3,70

5,50 3,30

7.10 2,30

1Л0 0,66

одних минеральных.и цинковых удобрений не оказало существенного •влияния.

На активность инвертазы навоз на фоне минеральных удобрений действует положительно в первый год после закладки опыта. При внесении высоких доз цинковых удобрений величина активности инвертазы не изменялась, Однако в 1989 г. ее активность возрос- . ла в 1,5-2 раза. На.активность инвертазы внесений высоких дез ,. , минеральных удобрений не влияло. Внесение минеральных, в том числе цинковых удобрений, отдельно или вместе с навозом существенно не влияло на фосфатазную активность. Лишь в отделыше сроки вегетации в вариантах с навозом или с навозом и минеральными удобрениями активность фосфатазы позывалась. Следует отметить, что'между содержанием гумуса и активностью инвертазы, дегидро- • геназы и фосфатазы найдена положительная корреляция', причем наиболее тесная ( г = +0,79+0,033)определена для инвертазы, между содержанием фосфора, калия и активностью каталазы, корреляция была отрицательна (-0,82+0,081; -0,56+0,16 соответствию).

Активность ¿и-кания в ризосфере яблоневых насаждений при внесении высоких доз макро- и микроудобрений. Наиболее высокой активностью дыхания почвы характеризовался вариант с внесением . навоза. Затем вариант с навозом + минеральные удобрения + несколько ниже активность дыхания выявлена в варианте навоз + минеральные удобрения. Положительного влияния цшшоншс и минеральных удобрений на активность дыхания на обнаружено. Меяду активностью фосфатазы, инвертазы и интенсивностью дыхания зарегистрирована положительная.корреляция (+0,98+0,006; +0,93+0,09 соответствешо).

Аллелопатическзя активность почв яблоневых насаждений при внесении высоких доз минеральных и органических удобрений. Ная-

. ■ Таблица 8

Аллелопатическая активность водных вытяжек почвы, в ыодельно-полевом опыте в зависимости от ввда удобрений (прирост корней кресс-салата; в % к контролю). Средние по срокам

Вариант . Год исследований -

1988 1 1989 | 1990

Контроль 101 97 ■ 94

^ocfooo 65 60 , . 60

Навоз 100 т/га 87 96 . 92

Рдоо^эоо + навоэ т/га 72 75 71

Цинк, 250 мг/кг 71 62 ; 68

^900^900 + нав03 т/га + . '

цинк 250 мг/кг 71 75 70 :

более высокой токсичностью во все периоды вегетации характери-" зовались почвенные вытяжки в вариантах, где были внесены минеральные и цинковые удобрения отдельно (табл.8). Установлено -снижение аллелопатической активности при внесении навоза. Самая низкая токсичность выявлена в контрольном варианте: биоэкологическая обстановка сбалансирована и нет антропогенного воздействия. '

: Биометрические показатели яблони при внесении высоких роз' минеральных и органических удобрений. Трехлетние наблюдения не выявили определенного влияния удобрений на рост и развитие яблони. Растения в вариантах опыта пока развиваются относительно равномерно. Однако, в год посадки деревьев, когда вносились большие дозы латеральных и органических удобрений, растения' ' испытывали своеобразный стресс. В связи с этим по всем биомет-. рическим показателям лучшее состояние растений отмечалось в контрольном варианте. За период работы ни в одном варианте опы-

та визуальных признаков поражения яблонь розеточностью и хлорозом не отмечено. ,

/ .вывода

Изучение микробиологической и ферментативной актипности в ризосфере здоровых и пораженных розеточностью и хлорозом яблоневых деревьев в промышленных садах в зоне интенсивного плодо- ■ водства на черноземных почвах, а также в 3-летнем модельно-по-левом опыте при применении высоких доз минеральных и органичес- • ких удобрений.позволило сделать следующие вывода.

I. В почвах под пораженными яблонями доминируют спорообра-зующие бактерии, актиномицеты,. грибы. Численность грибов под пораженными яблонями в 1,5-2 раза выше, чем под здоровыми. До- '' минируют под пораженными яблонями представители родов Penlciili-ua, Aspergillus,Fusarium. Не выявлены Mucor И Trichoderma, встречающиеся'под здоровыми растениями. Степень токсичности почвы (тест - кресс-салат) под пораженными деревьями выше, чем под здоровыми. Токсичность почш особенно усиливается летом. Найдены различия по качественному составу спорообразующих бактерий. В ризосферо здоровых Яблодь Преобладают Bacillus megate-rium (55$), Bac.mesentericus: (23%), часто встречаются Вас.ш,/-coides. Под больными деревьями доминируют Bac.mesentericus ,

Вас.megateriuo (35&), Bao.subtilis (I3/S); отсутствуют чувсТБИ-тельные к токсическим веществам Вас.myxoides. •

.', 2. В почвах промышленных садов численность олигонитро§илов значительно выше других физиологических групп микроорганизмов, что свидетельствует о напряженном азотном решшэ почв. Отмечено отсутствие азотобактера. В почве под больными яблонями преобладают денитрификаторы и микроорганизмы, использующие минеральные

формы азота; под здоровыми яблонями больше аммонифицирующих микроорганизмов.

3. Исследование почвы классифицированы по шкале обогащен-ности каталазой (Звягинцев, 1980)> как богатые; по активности . дегидрогеназы и инвертазы'- как бедные; по активности фосфатазы под здоровыми растениями - как богатые; под больными - как очень бедные. Между активностью фосфатазы и степенью токсичности почвы определена существенная отрицательная корреляция (-0,43+0,14). Более высокая активность фосфатазы под здоровыми растениями может определяться лучшим развитием у них корневой системы, большей активностью микробного пула почвы, ненарушенного антропогенным воздействиема также иным качественным составом фосфатаз.

4. В почвах под здоровыми растениями активность инвертазы выше, каталазы низке; чем в почвах под больными яблоня,®. По де-гидрогеназе различий не выявлено. Интенсивность дыхания в почве

* под здоровыми яблонями выше; чем под пораженными, что определяется лучшим развитием у них корневой системы, продуцирующей больше количества С02«

5. Выявленные изменения в структуре микробоценоза (перегруппировка и сдвиги в соотношении основных групп микроорганизмов, нарушение их биодинамики), направленности и интенсивности ферментативных процессов, степени токсичности почвы под пораженными деревьями-могут быть причинами функционального заболевания деревьев. ' - •

6. В нодельно-полевом опыте органические, минеральные и. цинковые удобрения в высоких дозах.ингибировали развитие микро-оргшшзмов, особенно шл.юнифицирующих и олигонитрофильных в • первый год после внесения; в случае минеральных.и цинковых удобрений отрицательный оффект отмечен.на 3-й год опыта. Почвы

этих вариантов характеризуются наиболее высокой токсичностью. При внесении навоза алделопатическая активность почвы снюхается, повышается ее биогенность, интенсивность дыхания, усиливается активность дегидрогеназы, фосфатазы.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы

1. Исса А., Наумов В.Д., Шильникова В.К. Микробиологическая активность почв под яблонями, пораженными хлорозом и розе-точностью // Микроорганизмы в сельском хозяйстве. Тез. докл. Республик.конф. - Кишинев, 1988. - С,67.

2. Шильникова В.К., Исса Абдуляа, Наумов В.Д., Хрипунова Г.Л. Биологическая активность почв под яблоневыми садами Крыма, пораженными розеточностыо и хлорозом // Почвоведение. - 1990.

- № 7. - С.75-61.

Объем I '/а п л Заказ 600 Тираж 100

Типография Московской с -х академии им К А Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул, 44

Бесплатно