Экологические аспекты применения биологических активизаторов почвенного плодородия - Автореферат

В этой связи перспективным представляется применение экологически безопасных биологических активизаторов почвенного плодородия (концентратов микроорганизмов и биоудобрений), способных активизировать почвенную биоту и таким образом способствовать оптимизации экологических условий для поддержания плодородия почв, повышению сельскохозяйственного производства. Установлено, что порошкообразный концентрат лизина в сочетании с минеральными удобрениями является эффективным средством в защите всходов пропашных культур от почвенных вредителей, положительно влияет на почвообитающих микроартропод, активизирует рост и развитие почвенных микроорганизмов, повышает коэффициент использования растениями минеральных удобрений, что приводит к увеличению урожайности пропашных культур (Беккер, Пономаренко и др., 1977; Пономаренко, 1969, 1980; Пономаренко, Казадаев, 1975; Казадаев, 1979, 1995; Казадаев, Пономаренко, Вальков, 1997; Казадаев, Пономаренко, Коган, 1998; Коган, Пономаренко, Казадаев и др., 1982; Коган, Казадаев, Пономаренко и др., 1987). В целях защиты сельскохозяйственных культур от вредителей выявить эффективность совместного применения биологических активизаторов почвенного плодородия и инсектицидов и определить воздействие биологических активизаторов на скорость трансформации действующего вещества инсектицида «регента» (фипронила) в почве; Внесение биологических активизаторов почвенного плодородия в пахотный горизонт чернозема обыкновенного способствует улучшению условий питания растений (увеличению количества нитратов и подвижного фосфора и калия) и повышению продуктивности сельскохозяйственных культур. Использование биологических активизаторов почвенного плодородия в качестве косубстратов периферийного метаболизма фенилпиразольных инсектицидов активизирует микрофлору природных агроценозов и способствует снижению токсичности фипронила в течение 3-12 месяцев с момента внесения их в почву.В результате многолетних исследований применялся системный подход с использованием общепринятой методологии, применяемой в мониторинге почв на объектах биологической активности (зоологической, микробиологической, ферментативной и др.) в изучении влияния биологических активизаторов почвенного плодородия на увеличения интенсивности биологического круговорота в агроценозах на черноземе обыкновенном. В современных исследованиях, представленных в данной работе, использовалась общая методология с работами предыдущих лет, вышеуказанных авторов. Однако были применены новые препараты на новых объектах исследований. В качестве активизатора почвенного плодородия использовалась жидкая форма концентрата лизина, содержащего 8-10% аминокислоты L-лизина, в который добавлено сложное минеральное удобрение нитроаммофоска (азофоска). Анализ структуры почвенной биоты и ее участия в деструкции действующих веществ инсектицидов свидетельствует о том, что возрастание функциональной активности почвенной биоты под влиянием биологических активизаторов почвенного плодородия является не только следствием, но и причиной увеличения интенсивности биологического круговорота в агроценозах (рис.Внесение биологических активизаторов почвенного плодородия в пахотный горизонт чернозема обыкновенного способствует улучшению условий питания растений (увеличению количества нитратов и подвижного фосфора и калия) и повышению продуктивности сельскохозяйственных культур, что определяется повышением биологической активности, контролирующей скорость обменных процессов в органо-минеральной системе почвы. В модельных, полевых и производственных опытах показано, что внесение биологических активизаторов почвенного плодородия в пахотный горизонт чернозема обыкновенного ведет к улучшению условий существования большинства групп почвенных микроартропод и к направленной перестройке структуры их населения, что способствует повышению биологической активности почв. Использование биологических активизаторов почвенного плодородия под сельскохозяйственными культурами на богаре и в закрытом грунте, под цветочными культурами, многолетними травами активизирует микробиологические процессы в почве агроценозов (в среднем в 1,5 раза увеличивается численность бактерий, использующих минеральный и органический азот, в 1,3 раза микроскопических грибов, использующих органический азот). В результате анализа видового состава беспозвоночных, проведенного в процессе исследований по применению биологических активизаторов почвенного плодородия в пахотном горизонте чернозема обыкновенного в агроценозах под сельскохозяйственными и цветочными культурами выявлено 25 видов панцирных клещей (Oribatei), относящихся к 15 семействам, 15 видов гамазовых клещей (Gamasina) относящихся к 6 семействам и 27 видов ногохвосток (Collembola), относящихся к 6 семействам.В результате применения биоудобрения под сельскохозяйственными культурами на площади 10,5 га был получен чистый доход 179090 руб., а от применения концентрата микроорганизмов на площади 230,5 га была получена чистая прибыль 8468470 руб. и в результате использования

В результате многолетних исследований применялся системный подход с использованием общепринятой методологии, применяемой в мониторинге почв на объектах биологической активности (зоологической, микробиологической, ферментативной и др.) в изучении влияния биологических активизаторов почвенного плодородия на увеличения интенсивности биологического круговорота в агроценозах на черноземе обыкновенном.

Данная работа явилась продолжением исследований, проводимых на кафедре зоологии ЮФУ А.В. Пономаренко и А.А. Казадаевым (Пономаренко, 1997, 1980; Казадаев, 1979, 1995). В современных исследованиях, представленных в данной работе, использовалась общая методология с работами предыдущих лет, вышеуказанных авторов. Однако были применены новые препараты на новых объектах исследований. В качестве активизатора почвенного плодородия использовалась жидкая форма концентрата лизина, содержащего 8-10% аминокислоты L-лизина, в который добавлено сложное минеральное удобрение нитроаммофоска (азофоска). Данный концентрат лизина являлся побочным продуктом при производстве кормового концентрата лизина и таким образом был найден способ утилизации отходов производства. Кроме того, испытывался принципиально новый препарат - концентрат микроорганизмов. Изучалась детоксикация современных инсектицидов класса фенилпиразолы. Исследования проводились на новых объектах, как то цветочные и пасленовые культуры, многолетние травы, соя.

Анализ структуры почвенной биоты и ее участия в деструкции действующих веществ инсектицидов свидетельствует о том, что возрастание функциональной активности почвенной биоты под влиянием биологических активизаторов почвенного плодородия является не только следствием, но и причиной увеличения интенсивности биологического круговорота в агроценозах (рис. 8).

Рис. 8. Круговорот веществ в агроценозах под влиянием биологических активизаторов почвенного плодородия

Полученные количественные показатели вклада почвенной биоты в деструкционные процессы способствуют более адекватной оценке ее роли в биогеохимических циклах и могут быть использованы при построении количественных моделей основных процессов биологического круговорота.1. Установлены закономерности действия биологических активизаторов на активность метабиотических взаимодействий в системе: почва - культура - фитофаги - инсектициды - почвенная микрофлора - почвенное животное население на биоценотическом уровне в зависимости от почвенно-климатических условий.

2. Внесение биологических активизаторов почвенного плодородия в пахотный горизонт чернозема обыкновенного способствует улучшению условий питания растений (увеличению количества нитратов и подвижного фосфора и калия) и повышению продуктивности сельскохозяйственных культур, что определяется повышением биологической активности, контролирующей скорость обменных процессов в органо-минеральной системе почвы.

3. В модельных, полевых и производственных опытах показано, что внесение биологических активизаторов почвенного плодородия в пахотный горизонт чернозема обыкновенного ведет к улучшению условий существования большинства групп почвенных микроартропод и к направленной перестройке структуры их населения, что способствует повышению биологической активности почв.

4. Использование биологических активизаторов почвенного плодородия под сельскохозяйственными культурами на богаре и в закрытом грунте, под цветочными культурами, многолетними травами активизирует микробиологические процессы в почве агроценозов (в среднем в 1,5 раза увеличивается численность бактерий, использующих минеральный и органический азот, в 1,3 раза микроскопических грибов, использующих органический азот). Установлена нейтральная реакция актиномицетов и азотфиксирующих бактерий р. Azotobacter на внесение активизаторов в агроценозах и снижение численности микроскопических грибов использующих минеральный азот по сравнению с контролем.

5. В результате анализа видового состава беспозвоночных, проведенного в процессе исследований по применению биологических активизаторов почвенного плодородия в пахотном горизонте чернозема обыкновенного в агроценозах под сельскохозяйственными и цветочными культурами выявлено 25 видов панцирных клещей (Oribatei), относящихся к 15 семействам, 15 видов гамазовых клещей (Gamasina) относящихся к 6 семействам и 27 видов ногохвосток (Collembola), относящихся к 6 семействам. Кроме того, зарегистрировано 34 вида жесткокрылых, относящихся к 12 семействам.

6. Установлено, что биологические активизаторы почвенного плодородия не оказывают влияния на биологическую эффективность инсектицидов против колорадского жука, но повышают урожайность клубней картофеля на 12-25%. Пиретроидные препараты (карате, шерпа) при рекомендуемых дозах (2мл; 1,5мл на 10л воды) не эффективны против колорадского жука даже при двух и трехкратных обработках листовой поверхности картофеля. Инсектициды последнего поколения (актара, конфидор, банкол) сохраняют биологическую эффективность в течение 14-21 дней, а наибольшей биологической эффективностью обладают фенилпиразольные инсектициды (регент-25 и регент-800), их продолжительное защитное действие сохраняется в течение 25-30 дней. Гибель личинок всех возрастов, имаго и кладок яиц колорадского жука достигала 100% при их использовании.

7. Использование биологических активизаторов почвенного плодородия в качестве косубстратов периферийного метаболизма фенилпиразольных инсектицидов активизирует микрофлору природных агроценозов и способствует снижению токсичности фипронила в течение 3-12 месяцев с момента внесения их в почву.