"Роль биологического азота в азотном балансе почв" (стр. 4 из 5)
Биопрепараты на основе азотфиксирующих бактерий обладают широким спектром действия, их использование позволяет снизить норму минеральных азотных удобрений, что положительно сказывается на уровне нитратов и нитритов в продукции.
В настоящее время выделяют несколько групп биопрепаратов – азотфиксаторов.
Биопрепарат ризотрофин на основе клубеньковых бактерий родов Rhizobium и Bradyrhizobium. Препараты клубеньковых бактерий сейчас широко используются во многих странах. Использование этих препаратов совершенно необходимо, когда в данной местности вводят новые культуры бобовых, и в составе флоры нет перекрестно заражающихся с ними растений. Такая потребность, например, возникла в нашей стране при выращивании соевых бобов в новых зонах. При этом клубеньков на корнях бобовых растений практически не было. Инокуляция обеспечила образования клубеньков, а следовательно, и осуществление азотфиксации. В результате увеличились урожай и содержание белка в растительной массе и в зерне.
Значительно труднее решается вопрос о старопахотных, хорошо окультуренных почвах, на которых уже давно возделывают бобовые растения и можно предположить, что в таких почвах сложились уже достаточно стабильные микробные ценозы, в составе которых имеются и клубеньковые бактерии культурных бобовых растений. Нужна ли здесь инокуляция и будет ли она себя оправдывать?
Для ответа на этот вопрос были поставлены многочисленные опыты. В европейской части России массовые опыты с инокуляцией разных бобовых культур были проведены Е. Н. Мишустиным и В.В. Бернардом. В большинстве случаев инокуляция дала заметное увеличение урожая. Наилучший эффект отмечался на кислых почвах.
В последние годы под бобовые растения применяется около 1,5 млн. га порций ризотрофин в год. Ризотрофин позволяет уменьшить объемы применения азотных удобрений; препарат разработан практически для всех бобовых, возделываемых в настоящий момент. Агрономическая эффективность ризотрофина для бобовых культур составляет в среднем 10-30%, дополнительный сбор белка – 2-5 ц/га. При интродукции новых бобовых культур (люпин, люцерна, козлятник) эффективность бактеризации может составлять 50-100%, а сбор белка увеличивается в 2-3 раза.
Помимо ризотрофина существует ряд препаратов, созданных на основе свободноживущих бактерий-азотфиксаторов. О роли азотобактерина говорится во второй главе. Отметим здесь, что азотобактерин – очень нестабильный препарат и годен для использования лишь ограниченное время. Также разработаны препараты на основе культур цианобактерий, которые в основном применяются в тропических и субтропических зонах, а также на посевах риса, и препараты на основе ассоциативных азотфиксирующих бактерий (агрофил, мизорин, ризаргин, флавобактерин и др.).В подавляющем большинстве случаев такие препараты дают прибавку урожая в пределах 15-30%. При дозах минерального азота выше 60 кг/га, а также при недостаточном освещении положительного действия препаратов не наблюдается.
6. Роль биологического и технического азот в земледелии бывшего СССР и других стран.
На данный момент биопрепараты очень широко применяются в тех странах, где активно занимаются экологическим земледелием (Германия, Франция и т.д.). Некоторые хозяйства в Западной Европе на данный момент полностью отказались от минеральных азотных удобрений в пользу биологического азота. В большинстве же стран биопрепараты применяются в комплексе с минеральными азотными удобрениями, а также в случае возделывания новых бобовых культур, о чем говорилось выше. Само собой речь здесь идет об экономически развитых странах, с применением интенсивных технологий растениеводства и земледелия.
В нашей стране до середины 80-х годов предпочтение отдавалось минеральным удобрениям. Биопрепараты использовались в основном при возделывании новых культур. В прошлой главе был описан пример с соевыми бобами. В конце 80-х ввиду резкого подъема экологического движения в нашей стране вопрос о биологическом азоте приобрел актуальность. Было множество предложений даже полностью отказаться от применения минеральных удобрений.
К сожалению сейчас в России в сельском хозяйстве просто нет средств для нормального развития, и многие хозяйства даже неспособны обеспечить необходимое количество минеральных удобрений, так что о биологическом азоте даже нет смысла говорить. Он используется лишь за счет азотфиксаторов, уже населяющих почву. Хотя в последние годы некоторые хозяйства смогли поднять уровень производства и соответственно начать применять различные биопрепараты.
Оптимальной будет являться та ситуация, при которой будет достигнуто совместное применение минеральных азотных, органических и биологических удобрений в необходимых количествах с сохранением бездефицитного азотного баланса почвы.
Практическая часть.
1. Объект и методы исследования
1.1. Характеристика взятого образца почвы.
Для данной курсовой работы была взята дерново-подзолистая почва, которая формируется в таежной зоне, подзоне южной тайги под лесной растительностью с чередованием разнотравных лугов. Водный режим здесь промывной. Почвообразующие породы представлены преимущественно лессовидными суглинками.
Ведущими процессами почвообразования являются дерновый и подзолистый. Сущность дернового процесса заключается в накоплении гумуса, аккумуляции биофильных элементов и формирование водопрочной структуры почвы под воздействием травянистой растительности.
В составе гумуса преобладают гуминовые кислоты. Благодаря мощному гумусовому слою с водопрочной комковато – зернистой структурой эта почва характеризуется высоким плодородием. Отношение Сг:Сф – 1,2-1,5. В дерново-подзолистой почве много элементов питания, в том числе микроэлементов, что обусловлено аккумуляцией N, P, K и S.
1.2. Методы биологического исследования почвы.
1.2.1.Отбор средней почвенной пробы для микробиологического анализа и требования к ней.
1. Образец должен быть «средней почвенной пробой»: среднюю пробу получают путем смешивания отдельных образцов почвы (со 100 м2 берут пробу из 3-х точек).
2. Образец должен отображать характеристику исследуемой почвы: если анализируют пахотную почву, то пробы следует брать с глубины всего пахотного слоя, снимая верхние 2 см почвы; если анализируют определенный горизонт или почву по профилю – пробу берут из определенного горизонта; если анализируют весь горизонт – пробу берут начиная с нижнего горизонта.
3. Образец должен быть взят с соблюдением правил асептики (пробу берут стерильной лопаткой).
4. Образец должен иметь четкую характеристику, откуда он взят.
5. Образец должен быть свежим (анализируют в первые сутки после взятия).
6. Образец почвы должен быть однородным (тщательно перемешанным).
1.2.2. Определение влажности почвы.
Необходимо определить влажность почвы, так как полученные данные анализа при оценке результатов должны быть пересчитаны на 1г воздушно – сухой почвы. Для этого сначала взвешиваем пустой бюкс, затем помещаем в него 10-20г почвы и взвешиваем. После сушки в сушильном шкафу при 105º и достижения постоянной массы бюкс с навеской почвы снова взвешивают и определяют содержание воздушно – сухой почвы в 1 г сырой.
Влажность (А) почвы лпределяют по формуле:
А%= 
где b – масса бюкса с сырой почвой (32,2 г)
с – масса бюкса с сухой почвой (30,1 г)
а – масса пустого бюкса (19,6г)
А%=
= 20% 1.2.3.Учет численности микроорганизмов почвы.
Для учета численности микроорганизмов в почве применяют широко распространенный метод питательных пластин (метод Коха). Он позволяет учесть количество живых клеток в почве и выявить родовой и видовой состав, выделить чистые культуры бактерий. Но потребность в питательных веществах у различных микроорганизмов неодинакова, поэтому суспензию почвы высевают на разные среды (плотные и жидкие), предназначенные для различных физиологических групп микроорганизмов.
При посеве почвенной суспензии на жидкие питательные среды методом предельного разведения, численность микроорганизмов бывает несколько занижена.
1.2.4.Приготовление почвенной суспензии и посев на питательные среды.
Для проведения общего микробиологического анализа почвы, необходимо сделать посев микроорганизмов на плотные (МПА, КАА) и жидкие среды (среда Гильтая, среда Виноградского)
мясо – пептонный агар (МПА) – учитывают количество сапрофитных микроорганизмов, использующие в качестве источника углерода органические соединения.
крахмало – аммиачный агар (КАА) – выявляют микроорганизмы, способные использовать минеральные формы азота.
среда Гильтая – используют для выявления денитрифицирующих бактерий.
среда Виноградского – применяется для определения анаэробных азотофиксаторов (Clostridium pasterianum).
Также используют метод обрастания комочков для выявления численности определенных групп микроорганизмов:
— для выявления аэробных целлюлозоразлагающих микроорганизмов раскладывание комочков производится на среде Гетченсона.
— для выявления аэробных азотофиксаторов (в т.ч. Azotobacter) – на среде Эшби.
Приготовление почвенной суспензии: 10г почвы помещают в колбу емкостью 250 мл с 90 мл стерильной водопроводной воды, интенсивно взбалтывают вращательным движением (не смачивая пробки) 10 мин. Затем методом разведения готовят суспензии, содержащие разное количество почвы: из предыдущего разведения стерильной пипеткой переносят 1 мл суспензии в пробирку, содержащую 9 мл воды. В первой пробирке 1 мл суспензии, приготовленной по этому методу, соответствует разведению 10-1.