Наука о микроводорослях в с/х: цифры, факты, исследования

Системное изучение микроводорослей и их возможностей в сельском хозяйстве началось не более полувека тому. За это время были проведены сотни научно-практических опытов, которые однозначно продемонстрировали: альголизация почв (применение микроводорослей в качестве удобрений) существенно повышает урожайность, стойкость культурных растений к заболеваниям и стрессам, а также улучшает качество почвы.

В 2015 году были опубликованы результаты исследований Вячеслава Лукьянова, Анатолия Стифеева и Светланы Горбуновой, посвященных использованию микроводоростей в сельском хозяйстве. Мы остановимся на важнейших фактах, полученных учеными в ходе ряда исследований на протяжении 2012-2015 годов.

Микроводоросли — уникальные «кормильцы»

Одной из важнейших особенностей микроводорослей является их автотрофность — способность производить органические вещества из неогранических. Большинство других почвенных микроорганизмов, влияющих на плодородность почвы, напротив, являются гетеротрофами — то есть для их жизнедеятельности необходимы органические вещества, произведенные другими организмами.

Исследования доказывают, что микроводоросли являются неотъемлемой составляющей почв и существует много форм взаимодействия микроводорослей с почвенными микроорганизмами и высшими растениями:

— микроводоросли в процессе фотосинтеза синтезируют биомассу из полностью окисленных неорганических веществ и минеральных элементов;

— органическому веществу, которое производят микроводоросли, свойственны легкая усвояемость и высокий энергетический эффект — за счет этого оно является отличной «пищей» для гетеротрофных почвенных микроорганизмов;

— микроводоросли выделяют витамины, ауксины (стимуляторы роста) и целый ряд внеклеточных ферментов, положительно влияющих на рост не только высших растений, но и бактерий.

Поскольку поддержание микробиологического баланса является одной из важнейших составляющих плодородия почвы, то перед учеными стояла задача выяснить, каким образом дополнительное внесение микроводорослей способно изменить микробиологический состав почвы.

Общий микробиологический анализ темно-серой лесной почвы с применением микроводорослей, 2015 г.

Варианты

МПА, млн./1 г почвы

КАА, млн./1 г почвы

Среда Чапека, млн./1 г почвы

Общее кол-во микроорганизмов, млн./1 г почвы

1. Контроль

3,544

8,053

1,691

13,288

2. Микроводоросли

5,489

11,061

0,819

17,369

 

В исследовании, результаты которого приведены в таблице, использовали разные среды:

  • МПА (мясо-пептонный агар) — для учета численности микроорганизмов, использующих органические формы азота;
  • КАА (крахмало-аммиачный агар) — для учета численности микроорганизмов, использующих минеральные формы азота;
  • Среда Чапека — для учета численности почвенных грибов.

Показательно, что в первых двух средах количество микроорганизмов существенно увеличивалось после внесения микроводоросли Clorella vulgaris. И только в варианте со средой Чапека, используемой для подсчета численности почвенных грибов, после внесения микроводоросли было зафиксировано сокращение численности микроорганизмов вдвое. Ученые справедливо полагают, что такой эффект обоснован выделением микроводорослями антибиотических соединений, снижающих количество патогенных видов грибов (которые также находились в образцах почвы). Такой эффект микроводорослей, в конечном счете, благоприятен для роста и развития высших растений.

Микроводоросли и урожайность: результаты исследований

Вместе с положительным влиянием микроводорослей на баланс микроорганизмов в почве, они также увеличивают сумму фракций гуминовых и фульвокислот, при этом уменьшая нерастворимый остаток гумуса. Повышение урожайности разных сельскохозяйственных культур через применение микроводоростей связано не только с улучшением плодородия почвы, но и с непосредственным влиянием микроводорослей на высшие растения.

Микроводоросли обладают ценнейшим биохимическим составом: до 50% белка, 30% углеводов, до 10% макро- и микроэлементы, витамины А, В, В6, В12, С, Е, РР, незаменимые аминокислоты, жирные кислоты и другие биологически активные вещества в легкоусвояемой форме. Исследования показали, что микроводоросли со всем своим богатым составом усваиваются корневой системой растений вместе с почвенной влагой. Как результат — интенсивный рост и увеличение урожайности. Исследователи В. Лукьянов, А.Стифеев и С. Горбунова приводят результаты опытов по урожайности зерна ячменя на темно-серых лесных почвах.

Биологическая урожайность и элементы структуры ярового ячменя с применением микроводорослей, 2014 г.

Вариант опыта

1. Контроль

2. Мікроводорості

Масса растений с корневой системой, г/м2

468

644

Число стеблей,

шт/м2

общее

389

447

продуктивных

304

368

Длина стебля, см

54

57

Длина колоса, см

6,4

6,8

Количество зерен в колосе, шт.

18,6

19,2

Масса 1000 семян, г

48,2

53,7

Биологическая

урожайность,

т/га

надземная масса

 

4,68

6,44

зерна

2,73

3,79

 

Микроводоросли в растениеводстве: особенности применения и экономическая эффективность

Авторы эксперимента (как и другие исследователи микроводорослей во всем мире) пришли к заключению, что после внесения микроводоросли продолжают свой рост и развитие уже в почве, где их биомасса в конечном счете увеличивается в 10-50 раз. Целесообразным является применение удобрений на основе микроводорослей не только по различным фазам роста растений, но и в весенний и осенне-зимний период. Особенно активно микроводоросли размножаются в почве после дождей или полива. Именно поэтому при внесении микроводорослей важно учитывать погодные условия или корректировать режим полива.

Из исследований, приведенных выше, а также множества других научных материалов со всего мира очевидно, что микроводоросли повышают микробиологическую активность и плодородие почвы, увеличивают урожайность и улучшают качество получаемой сельскохозяйтсвенной продукции. Все это, закономерно, сказывается и на экономической эффективности и рентабельности производства. Авторы исследования на протяжении трех лет фиксировали ряд экономических показателей, связанных с использованием удобрений на основе микроводорослей в сравнении с аналогичным контрольным участком, где применялись другие удобрения. Учитывались производственные затраты, урожайность, чистый доход и другие данные.

Данные исследования демонстрируют интересную закономерность: несмотря на то, что использование удобрений на основе микроводорослей увеличивает производсвенные затраты, это сполна компенсируется конечным результатом: растет урожайность и товарное качество продукции, а значит, увеличивается и сумма чистого дохода. Исследование показало, что микроводоросли увеличивают чистый доход с 1 гектара ячменя примерно на 50%.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Top