г. Анапа, Россия
УДК 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
ГРНТИ 68.33 Агрохимия
Исследования проводили с целью изучения состава почвенных микромицетов при различной системе содержания почвы в виноградных насаждениях. Работу выполняли в хозяйствах Анапского района Краснодарского края по общепринятым методикам в почвоведении и микологии. Научная новизна исследования обусловлена недостаточной изученностью почвенных грибов ампелоценозов в условиях повышенного антропогенного воздействия. Наибольшее количество колониеобразующих единиц (КОЕ) микромицетов в 1 г абсолютно сухой почвы отмечали в варианте с задернением. В мае оно было выше, чем в варианте с черным паром в 5 раз, в августе – в 2 раза. Видовое разнообразие было представлено 11 видами, принадлежащими к 8 родам: Mucor, Trichoderma, Penicillium, Aspergillus, Fusarium, Alternaria, Cladosporium, Vertecillium. В комплексе выделенных микромицетов в варианте с задернением в весенний период доминировали виды р. Trichoderma. Частота его встречаемости составляла 80 %. В черном пару в этот период было больше всего видов р. Penicillium (30,4 %). Летом в варианте с задернением виды родов Fusarium, Alternaria, Cladosporium, Vertecillium изолировали с большей частотой встречаемости, при этом доминирующее положение занимали виды р. Penicillium (27,4 %). При содержании почвы под черным паром чаще всего встречались виды р. Penicillium и Aspergillus. В целом численность микромицетов в почве ампелоценозов зависит от системы ее содержания и условий окружающей среды, при этом отмечается перегруппировка видового состава грибов
ампелоценоз, микромицеты, почва, система содержания почвы
Микромицеты – обязательный компонент экосистем, занимающий разнообразные экологические ниши. Причем в микробном сообществе почвы абсолютно доминируют грибы. Так, по данным [1], на их долю приходится от 50 до 90 % от общей биомассы микроорганизмов почвы, и именно они осуществляют деструкцию растительного материала.
В последние годы большое внимание уделяется изучению комплекса микроскопических грибов, так как микробное сообщество почвы служит чутким индикатором степени антропогенной нагрузки на экосистему [2, 3, 4], которая приводит к деградации почвы, ухудшая её свойства [5, 6, 7]. В результате отмечают такие явления, как нарушение почвенной структуры, переуплотнение, ухудшение водно-физических свойств, одновременно снижается и биологическая активность почвы [8, 9]. При общепринятой системе содержания почвы по типу черного пара в виноградных насаждениях возникает дисбаланс между поступлением и выносом органического вещества [10, 11], что сопровождается угнетением микробиологической активности почвы [12, 13]. Система содержания почвы по типу черного пара не обеспечивает воспроизводства почвенного плодородия и лишает ее способности к саморегулированию. Поэтому для предотвращения деградационных процессов почвы в ампелоценозах в последние годы все чаще рекомендуют использовать биологизированные системы ее содержания, учитывая при этом количество осадков и рельеф местности.
Цель работы – изучение состава почвенных микромицетов при различной системе содержания почвы на виноградных насаждениях.
Условия, материалы и методы исследований. В ходе исследований было проведено агрохимическое обследование и изучен количественный состав почвенных микромицетов при биологизированной (задернение) и традиционной (черный пар) системе содержания почвы на участке производственных виноградных насаждений в Анапском районе Краснодарского края. Почва экспериментального участка дерново-карбонатная мощная, малогумусная, тяжелосуглинистая, сформированная на элювии мергеля и карбонатных сланцев. Виноградники были посажены в 2013 г., задернение в опытном варианте проведено в 2015 г., анализ осуществляли в 2019 г.
Отбор образцов почвы проводили методом конверта. Содержание органического вещества определяли по [14], нитратов – колориметрическим методом [15, 16], подвижных соединений фосфора и калия – по Мачигину [17], рН в водной вытяжке – по ГОСТ 26423-85 [18]. Численность микромицетов оценивали методом высева почвенной суспензии на голодный алкогольный агар по методике, описанной [19]. Подсчет количества колониеобразующих единиц (КОЕ) в почвенном образце проводили по формуле [20].
Результаты и обсуждение. Содержание гумуса по данным агрохимического обследования в верхних слоях почвы (0…20, 20…30 см) варьировала от 1,8 % до 2,8 %, реакция почвенной среды – нейтральная (табл. 1). Сумма водорастворимых солей не превышает допустимых пределов. Наличие карбонатов
кальция изменяется от среднего до повышенного, с глубиной увеличивается. Содержание нитратного азота в слоях 0…20 и 20…30 см почвы, в винограднике с задернением составляло 2,8 и 6,1 мг/100 г соответственно, что на 0,3 и 4,0 мг/100 г выше, чем в аналогичных слоях в варианте черный пар. Обеспеченность подвижным фосфором на участке с задернением было больше, чем в почве под черным паром на 5,2 и 4,0 мг/100 г соответственно. Снижение нитратного азота и подвижного фосфора в варианте с черным паром связано с недостатком притока свежего органического вещества в почву. При задернении отмершие части растений попадают в почву и вовлекаются в малый биологический круговорот элементов питания, что способствует их бездефицитному балансу в почве. Почвообразующая порода на экспериментальном участке довольно богата калием, поэтому дефицита калия не отмечается.
Наибольшее количество микромицетов в почве отмечали в варианте с задернением.
В мае оно было выше, чем под черным паром, в 5 раз, в августе – в 2 раза. Максимальная их численность установлена в конце весны
(20 мая) и составило 29400 КОЕ в 1 г почвы.
С глубиной количество микромицетов уменьшалось только в варианте с задернением. Из слоя 0…20 см на участке с задернением изолировали от 9555,0 до 22662,5 КОЕ на 1 г почвы, в варианте с черным паром – 1960,0…4410,0 КОЕ, из слоя 20…30 см – 6737,5…8330,0 КОЕ в 1 г и 3675,0…3797,5 КОЕ в 1 г соответственно.
Анализ состава микромицетов изолированных из почвы на опытном участке показал, что их видовое разнообразие представлено 11 видами, принадлежащими к 8 родам: Mucor, Trichoderma, Penicillium, Aspergillus, Fusarium, Alternaria, Cladosporium, Vertecillium (см. рисунок).
Весной в комплексе выделенных почвенных грибов при задернении доминировал вид р. Trichoderma (80 %), на втором месте виды рода Penicillium (17,5 %). Частота встречаемости видов р. Мucor, р. Vertecillium и р. Alternaria была не высокой и составляла 1,7 %, 0,4 % и 0,4 % соответственно. В черном пару в этот период было больше всего видов р. Penicillium (30,4 %), р. Aspergillus (23,9 %), р. Trichoderma (21,7 %), p. Mucor (17,4 %). С наименьшей частотой встречаемости были изолированы виды р. Alternaria (4,3 %) и Cladosporium (2,2 %).
В летний период при содержании почвы под задернением виды родов Fusarium, Alternaria, Cladosporium, Vertecillium активно заселяют отмершие части трав, поэтому их частота встречаемости увеличивается. Одновременно изолировались и супрессивные грибы родов Penicillium (27,4 %) и Trichoderma (1,4 %). Доминирующего положения виды р. Trichoderma на этой стадии трансформации не занимали. При содержании почвы под черным паром доминирующее положение сохранили виды р. Penicillium и Aspergillus.
Выводы. При использовании биологизированной системы содержания почвы, а именно задернения, численность почвенных микромицетов возрастает. В мае она была больше, чем в варианте с черным паром, в 5 раз, в августе – в 2 раза. В составе почвенных микромицетов дерново-карбонатной почвы с различными системами ее содержания в виноградных насаждениях выявлено 11 видов микромицетов, принадлежащих к 8 родам: Mucor, Trichoderma, Penicillium, Aspergillus, Fusarium, Alternaria, Cladosporium, Vertecillium. Отмечена перегруппировка видового состава в зависимости от системы содержания почвы и времени года. Снижение численности видов р. Trichoderma, по нашему мнению, обусловлено сезонной динамикой, главным фактором которой стал недобор осадков в летний период.
1. The role of microorganisms in the ecological functions of soils / T. G. Dobrovol’skaya, D. G. Zvyagintsev, I. Y Chernov., et al. // Eurasian Soil Science. 2015. Т. 48. № 9. С. 959-967. DOI:https://doi.org/10.1134/S1064229315090033.
2. Struktura mikrobnykh soobshchestv pochv nemerzlotnogo regressivnogo bolota / A. V. Golovchenko, T. A. Semenova, O. V. Anisimova, et al. // Pochvovedenie. 2020. № 5. S. 668-674. DOI:https://doi.org/10.1134/S1064229320050063.
3. Głodowska М., Wozniak M. Changes in Soil Microbial Activity and Community Composition as a Result of Selected Agricultural Practices // Scientific Research Publishing 2019. Vol. 10. No. 3. P. 330-351. DOI:https://doi.org/10.4236/as.2019.103028.
4. Сравнительная характеристика микробоценозов двух зональных типов почв под культурой персика в южном регионе / Л. С. Малюкова, Е. В. Рогожина, Н. Н. Сергеева и др. // Плодоводство и виноградарство Юга России. 2020. № 64 (4). С. 267-281. DOI:https://doi.org/10.30679/2219-5335-2020-4-64-267-281.
5. Применение микробных препаратов на черноземе обыкновенном в зоне неустойчивого увлажнения центрального Предкавказья / В. И. Фаизова, В. С. Цховребов, В. Я. Лысенко и др. // Земледелие. 2020. №3. С. 27-29. DOI:https://doi.org/10.24411/0044-3913-2020-10307.
6. Изменение химических и микробиологических свойств почвы при антропогенном воздействии в полевом севообороте / Н. А. Селезнева, А. Г. Тишкова, Т. Н. Федорова и др. // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т.34. №6. С. 5-10. DOI:https://doi.org/10.24411/0235-2451-2020-10601.
7. Factors and mechanisms of soil salinization under vineyards of southern Taman / N. B. Khitrov, E. A. Chernikov, V. P. Popova, et al. // Eurasian Soil Science. 2016. Т. 49. № 11. С. 1228-1240. DOI:https://doi.org/10.1134/S1064229316110053.
8. Ахметзянов М. Р., Хузина Г. К., Таланов И. П. Влияние растительной биомассы растений и приемов основной обработки почвы на агрофизические показатели почвы и продуктивность культур в звене севооборота // Вестник Казанского аграрного университета. 2019. Том 14. №1(52). - С. 11-16.
9. Лукьянов А. А., Пучков В. Н. Изменение уровня плодородия почв ампелоценозов в зависимости от системы содержания почвы // Научная жизнь. 2017. № 12. С. 50-55.
10. Белков А. С., Воробьева Т. Н. Применение биоудобрения для повышения качества виноградовинодельческой продукции // Плодоводство и виноградарство Юга России. 2020. № 63 (3). С. 171-180. DOI:https://doi.org/10.30679/2219-5335-2020-3-63-171-180.
11. Лукьянов А. А. Влияние систем обработки почвы ампелоценозов на содержание и запас гумуса дерново-карбонатной почвы // Научная жизнь. 2019. Т. 14. № 9 (97). С. 1403-1408. DOI:https://doi.org/10.35679/1991-9476-2019-14-9-1403-1408.
12. Влияние приемов биологизации на содержание некоторых тяжелых металлов в почве и виноградном растении / О. Е. Клименко, Ю. В. Плугатарь, Н. И. Клименко и др. // Агрохимия. 2019. № 7. С. 83-96. DOI:https://doi.org/10.1134/S0002188119070056.
13. Species-dependent effect of cover cropping on trace elements and nutrients in vineyard soil and vitis / Y. Vystavna, S. I. Schmidt, O. E. Klimenko, et al. // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2020. Т. 100. № 2. С. 885-890. DOI:https://doi.org/10.1002/jsfa.10006.
14. ГОСТ 26213-91 Почвы. Методы определения органического вещества. М.: Издательство стандартов, 1992.
15. ГОСТ 26488-85 Почвы. Определение нитратов по методу ЦИНАО. М.: Издательство стандартов, 1985.
16. ГОСТ 26951-86 Почвы. Определение нитратов ионометрическим методом. М.: Издательство стандартов, 1986.
17. ГОСТ 26205-91 Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Мачигина в модификации ЦИНАО. М.: Издательство стандартов, 1992.
18. ГОСТ 26423-85 Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки. М.:ФГУП «Стандартинформ», 2011.
19. Горьковенко В. С. Биологические основы формирования и пути оптимизации супрессивности почвы в зернотравянопропашном севообороте на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья: дисс. … д-ра биол. наук. Краснодар, 2006. 406 с.
20. Мирчинк Т. Г. Почвенная микология. М.: Изд-во МГУ, 1988. 220 с.
