У сезоні 2022-2023 років було проведено науковий дослід із передпосівним застосуванням Агрінос А у баковій суміші із КАС на пшениці озимій.
Мета досліду полягала у тому, щоб визначити механізм дії мікробного консорціуму Агрінос А у грунті при осінньому внесенні на пшениці озимій.
Локація – Київська обл., Кагарлицький рн, с. Зорівка.
🟢Декілька слів про Агрінос А:
Агрінос А – це бактеріальний препарат, що призначений для покращення родючості грунту та підвищення продуктивності с.г. культур.
Він містить 27 видів аеробних та анаеробним корисних бактерій із 10 різних родів.
Агрінос А якісно вирізняється із поміж подібних продуктів, адже містить велику кількість різних за своїм функціоналом видів мікроорганізмів із високим ступенем інтеграції метаболізму. Тобто являє собою консорціум, де різні види ефективно співіснують і доповнюють функції один одного.
Згідно даних попередніх досліджень Агрінос А збільшує вміст мінерального азоту у грунті на 20-25 кг/га, також сприяє підвищенню доступності фосфору і ряду інших елементів живлення. Окрім цього, за рахунок мікробих метаболітів, стимулює гілкування кореневої системи рослин, попереджує розвиток грунтових патогенів та відновлює агрегатування грунту.
🟢Деталі досліду:
За 2 дні до посіву пшениці (06.10.2022) провели внесення КАС у суміші із Агрінос А.
При посіві внесли 100 кг/га NPK 16-16-16. По мерзло-талому було внесено селітру 200 кг/га.
🟢Схема досліду:
– Контроль – КАС 50 л/га
– Досліджуний варіант – КАС 50 л/га + Агрінос А 1.5 л/га
🟢Дослідження зразків грунту:
В ході експерименту проводили відбір зразків грунту із глибини 15-20 см (прикоренева зона)
Далі грунт відправляли для аналізу у сертифікованих лабораторіях.
🟢Динаміка опадів:
Із жовтня 2022 року по червень 2023 року випало сумарно 388 мм. Сюди можна додати значні вересневі опади 2022 року (101 мм), що дали можливість отримати рівномірні сходи після жовтневого посіву.
Задовільне вологозабезпечення спостерігали у період від середини листопада до середини квітня, що забезпечило гарне укорінення пшениці та повноцінний стартовий розвиток.
Також, було зафіксовано 2 періоди із низькою кількістю опадів. Восени – увесь жовтень та перша декада листопада та навесні – від середини квітня до середину червня. По суті цей період протримався протягом критичних фаз розвитку озимові пшениці: від 2-го міжвузля до початку молочної стиглості. І рослини, переважно, могли користуватися вологою, накопиченою у грунті до цього.
🟢Динаміка температур:
Осінній розвиток пшениці був можливий протягом жовтня та першої декади листопада, поки середньодобова температура трималася на рівні вищому від +3С.
Весняне відновлення вегетації було зафіксовано у третій декаді березня із моментом виходу на стабільні плюсові температури. До кінця квітня за показниками температури та вологості склалися оптимальні умови для активної вегетації пшениці та функціонування мікробної складової грунту.
Із середини травня почався стрімкий набір температур, що на фоні відсутності опадів призвело до пересушування верхнього шару грунту. Це було дуже добре помітно при відборі зразків грунту 20 травня та 13 червня.
🟢Суть досліджень:
У відібраних зразках грунту проводили моніторинг активності основних еколого-функціональних груп мікроорганізмів:
– Азотфіксатори;
– Амоніфікатори;
– Амілолітики;
– Фосформобілізатори;
– Педотрофи;
– Оліготрофи;
На основі отриманих даних був проведений аналіз екологічних коефіцієнтів:
– Індекс мінералізації/іммобілізаці (ІМІ);
– Індекс педотрофності (ІП);
– Індекс оліготрофності (ІО);
Агрофіхіміний аналіз показав динаміку вмісту ключових елементів живлення – азоту та фосфору.
🟢Динаміка азотфіксаторів, амоніфікаторів та амілолітиків у грунті:
Атмосферне повітря на 78% складається із молекулярного азоту (N2), у складі повітря грунту ця цифра доходить до 86%. За підрахунками, на кожному гектарі грунту знаходиться близько 70 т атмосферного азоту. Проблема даної молекули полягає у тому, що азот у ній зв’язаний дуже міцним потрійним зв’язком і тому не може засвоюватися рослинами.
Азотфіксація – це процес трансформації молекулярного азоту повітря (N2) у доступну для рослин форму (NH4). Його можуть здійснювати лише організми, що здатні синтезувати специфічний фермент Нітрогеназу і притаманний одноклітинним аеробним та анаеробним видам бактерій, що класифікуються, як N-фіксатори. Виділений ними «біологічний» азот має переваги перед азотом мінеральних добрив. Він екологічно безпечний, не шкодить рослинам, не призводить до забруднення рослинної продукції та грунтів нітратами.
Амоніфікація – процес розкладання органічних азотовмісних речовин рослинного і тваринного походження та органічних добрив (в т.ч. хітин) із утворенням аміаку. Амоніфікуючими можуть бути аеробні та анаеробні мікроорганізми (прокаріоти, мікроміцети, стрептоміцети), які продукують ферменти (протеази).
Аміак, який утворюється в результаті життєдіяльності цих мікроорганізмів, а також проміжні продукти розпаду білків (аміни, амінокислоти та їх похідні) можуть засвоюватись рослиною в якості джерела основного елементу живлення – азоту. Амоніфікатори забезпечують синтез нових гумусових речовин, які є основою родючості ґрунту.
Амілолітична активність притаманна групі мікроорганізмів, що здійснюють процес розкладання безазотистих сполук грунту. При цьому вони засвоюють мінеральний азот грунту (NO3) та іммобілізують його, включаючи до складу власного білку. Це сприяє зменшенню втрат нітратного азоту та переведення його у біологічну форму, що є безпечною для рослин.
Кількість амілолітиків зростає при збільшенні кількості нітратів у грунті.
Основні види мікроорганізмів, чия діяльність у грунті пов’язана із азотом, показали значний рівень приросту активності (від +65% до + 112%) у період найбільш інтенсивного споживання азоту культурою (25 Квітня). Вміст нітратної форми азоту, як результат їхньої діяльності, також був вищим (+108%), що забезпечило краще живлення пшениці.
🟢Динаміка фосфатмобілізаторів у грунті:
У ґрунті фосфор зустрічається як у вигляді важкорозчинних неорганічних сполук (фосфатів кальцію, заліза, алюмінію), так і у формі органічних речовин (фітин – до 50%, гліцерофосфат, залишки нуклеїнових кислот, тощо).
Валовий вміст фосфору у грунтах України варіює від 1.3 до 4.5 т/га (у метровому шарі). У зв’язку із тим, що фосфор у ґрунті перебуває у важкодоступних для рослин формах у грунтовому розчині знаходиться всього 1 кг доступного фосфору на кожні 1000 кг його валового вмісту у грунті.
Мобілізувати фосфор з важкорозчинних сполук здатні фосфат мобілізуючі мікроорганізми. Це обумовлено їхньою здатністю синтезувати органічні кислоти та ферменти (фосфатаза, фітаза та ін.), що розщеплюють фосфоровмісні речовини.
Найбільша кількість фосфат мобілізаторів спостерігається у ризосфері цукрових буряків, тоді як у ризосфері озимої пшениці, ячменю, гороху їх менше. Активністю мобілізації фосфату з важкорозчинних сполук характеризуються мікроорганізми родів Pseudomonas, Azotobacter, Enterobacter, Bacterium, Pseudomonas, Bacillus, Agrobacterium, Burkholderia, Penicillium, Rhodotorula, сульфатвідновнювальні бактерії роду Desulfоbacterium, мікоризні гриби, Trichoderma та інші.
Протягом ранніх фаз розвитку озимої пшениці у період найвищої потреби у фосфорі для розвитку кореневої системи було зафіксовано високу активність мікроорганізмів фосфатмобілізаторів. У порівнянні до контролю динаміка їх кількості у ключові періоди спостереження (11 листопада та 25 квітня) була вищою на + 69% та +29% відповідно. Як результат, у ці ж періоди фіксували вищий вміст водорозчинних форм фосфору у грунті, що особливо важливо, адже за температури нижчої від +10С споживання фосфору із грунту є ускладненим для рослин. Тому чим вищий його вміст у грунті протягом такого періоду, тим легше рослинам його поглинати.
🟢Динаміка педотрофів у грунті:
Педотрофи використають водорозчинні фракції грунту, до якої входять розчинні мінеральні і органічні сполуки азоту, фосфору, калію, мікроелементів, білки, амінокислоти, вуглеводи, полісахариди, вітаміни, а також фульвати і гумати.
Педотрофи – найбільш поширена група ґрунтових мікроорганізмів, яка адекватно відображує загальний розвиток мікробіоти у ґрунті. Вони відіграють суттєву роль у формуванні ґрунтової родючості.
Згідно даних, отриманих у ході досліджень, кількість аборигенних педотрофів на контролі була меншою, ніж у варіанті із внесенням мікробного консорціуму Агрінос А. Подібна тенденція спостерігалася протягом майже усього періоду відбору зразків від жовтня 2022 року до червня 2023 року навіть за умов екстремальної зміни вологоємності грунту від зволоженого у жовтні-квітні до пересохлого у травні-червні. Це свідчить про те, що Агрінос А містить у своєму складі відповідні види мікроорганізмів, що краще пристосовані до агрокліматичних умов, що склалися у період проведення досліджень.
🟢Динаміка оліготрофів у грунті:
Оліготрофи завершають мінералізацію органічних сполук ґрунту. Вони здатні розвиватися при дуже низькому вмісті поживних речовин за умов, коли решті мікроорганізмів бракує ресурсів для повноцінного функціонування.
Зазвичай їх висока кількість свідчить про несприятливі умови у грунті для розвитку корисної мікрофлори.
Протягом майже усього періоду спостереження кількість оліготрофів у варіанті із Агрінос А була нижчою, ніж на контролі, що свідчить про більш повноцінне функціонування там корисної мікрофлори грунту.
🟢Індекс мінералізації/іммобілізації (ІМІ):
ІМІ – співвідношення амілолітичних мко, що використовують мінеральни азот до амоніфікуючих мко, що засвоюють органічний азот (білкові речовини ґрунту).
Якщо ІМІ більше 1 – це свідчить про прискорення розкладання гумусу (трансформації органічної речовини) або про не сприятливі умови для розвитку мко.
У осінній період спостерігався дуже високий ІМІ (2.5-3.0), отже відбувалася досить інтенсивна мінералізація гумусу. У варіанті із Агрінос А показник ІМІ був на 0.5 меншим, що свідчить про те, що процес мінералізації гумусу був більш збалансованим.
Протягом весни та початку літа ІМІ був дуже низьким (менше 1) у обох варіантах.
🟢Індекс педотрофності (ІП):
ІП – співвідношення педотрофних мко, що засвоюють водорозчинні фракції грунту до амоніфікуючих мко, що розкладають органічні азотовмісні речовин рослинного і тваринного походження із утворенням аміаку.
Для розуміння ІП важливий контекст.
Якщо ІП більше 1 на фоні внесення мінеральних добрив або при нестачі поживних речовин (весна) – це свідчить про домінування педотрофів та прискорення розкладання гумусу для отримання гумінових та фульвових кислот із метою засвоєння азоту. Це призводить до зменшення органіки грунту.
Якщо ІП більше 1 на фоні внесення органічних добрив або при наявності сидератів чи великої кількості пожнивних залишків – це свідчить про відновлення гумусу та наближення до цілинних земель (> 6).
Протягом усього періоду досліджень ІП був нижчим у варіанті із Агрінос А, ніж на контролі.
На фоні застосування мінеральних добрив (КАС перед посівом та селітра по мерзло-талому) і при відсутності органічних добрив це є ознакою кращого збереження гумусу.
У осінній період було зафіксовано дуже високий показник ІП (2.25) на контролі, що свідчить про інтенсивне перетворення гумусу для засвоєння мінерального азоту внесеного перед посівом.
🟢Індекс оліготрофності (ІО):
ІО – співвідношення оліготрофних мко, що завершають мінералізацію органічних сполук ґрунту, до амілолітичних мко, що засвоюють мінеральний азот.
Якщо ІО більше 1 –свідчить про несприятливі деградаційні процеси в грунті – посилення конкуренції за доступний азот між мко і рослинами, що веде до втрати орг. речовини.
Протягом усього періоду спостереження ІО у варіанті із Агрінос А був меншим 1, що свідчить про більш сприятливі умови для розвитку корисної мікрофлори.
У дослідному варіанті у осінній період та на початку літа ІО був більше 1 (3.67 та 2.8 відповідно), що свідчить про високу конкуренцію за поживні речовини у ці періоди.
🟢Висновки:
В цілому мікробний консорціум Агрінос А показав позитивний вплив на динаміку ключових корисних функціональних груп мікроорганізмів майже протягом усього періоду спостереження (вегетації пшениці). Фіксували більшу кількість азотфіксаторів, амоніфікаторів, амілолітиків, фосфатмобілізаторів та педотрофів. І в той же час менше невибагливих оліготрофів, що є ознакою більш збалансованого стану грунтової біоти.
Аналіз екологічних індексів, також, показав більш збалансований стан грунтової біоти у варіанті із Агрінос А, що забезпечило, як краще живлення рослин, так і збереження гумусу, родючості грунту.
Динаміка вмісту доступних форму азоту та фосфору також була позитивною у варіанті із внесення Агріносу А. Було зафіксовано відчутне збільшення кількості нітратного азоту (+108%) у період його інтенсивного споживання (середина квітня). Те ж саме можна сказати і про водорозчинний фосфор, адже протягом ранніх фаз розвитку пшениці (осінь-середина весни) його вміст був вищим на 69% та 29% відповідно. Це саме той період, коли відбувається формування кореневої системи пшениці і, відповідно, потреба у фосфорі є найвищою.
