Группа ученых из Тайваня провела работу по исследованию различных органических подкормок для томатов и опубликовала результаты в журнале Agronomy 2022 на портале MDPI. Приведем из статьи несколько интересных моментов.
«Томаты выращиваются во всем мире, в основном, с химическими подкорками. Синтетические удобрения важны, но их чрезмерное использование и длительное применение может снизить качество почвы и продуктивность. К тому же, минеральные удобрения дороги и продолжают расти в цене.
Поэтому требуются более дешевые и доступные биоудобрения хотя бы для частичной замены. Навоз – известная органическая подкормка, но также существуют удобрения из жмыха или шрота из масличных культур, поставляемые промышленными цепочками, и побочные продукты безмасляных семен, получаемые от биодизельной промышленности. Считается, что все они благоприятны и желаемы в органическом земледелии для поддержки микробиома почвы.
Почвенные микроорганизмы играют жизненно важную роль в росте и здоровье растений, круговороте питательных веществ и функциях почвы. При этом нужно понимать, как удобрения влияют на микробиом почвы, поскольку состав и разнообразие почвенного микробного сообщества указывают на уровень плодородия.
Закисление, вызванное внесением неорганических удобрений, обычно приводит к уменьшению разнообразия и численности бактерий и изменению бактериального сообщества. И, напротив, комбинирование химических и органических удобрений увеличивает микробную биомассу почвы, богатство и разнообразие сообщества, тем самым повышая урожайность и здоровье самих культур за счет подавления болезней путем микробной активности в земле.
Кроме того, разнообразие бактериального сообщества почвы улучшает доступность питательных веществ в почве, что, в свою очередь, увеличивает поглощение питательных веществ растениями. Тем не менее, недостаточно известно, как различные типы органических удобрений, такие как удобрения из жмыха и навозные компосты, сказываются на обилии и разнообразии почвенных бактерий по сравнению с химическими удобрениями.
Это исследование было направлено на изучение влияния типов органических удобрений на свойства почвы, микробиом почвы и рост томатов.
Для горшечного эксперимента почву собирали с поля, расположенного в продуктивной зоне выращивания томатов в центральном Тайване. Полевой грунт отбирали из первого 20-сантиметрового слоя, подсушивали на воздухе, просеивали (2 мм) и подвергали определению физико-химических свойств. Почва имела текстуру илистого суглинка с pH 7,55.
Каждый горшок содержал 1 кг воздушно-сухой почвы. Эксперимент состоял из контроля без внесения удобрений, контроля с химическим удобрением и восьми органических добавок: касторовый жмых (клещевина); навозный компост (из коровьего, куриного, свиного помета и отработанных грибных отходов в весовом соотношении 1:2:2:5) – вносили в количестве 5, 10 и 20 г/кг почвы; шрот нима; рапсовый шрот; соевая мука; мука из семян чая.
Каждый горшок с химическим удобрением содержал 0,22 г мочевины, 0,42 г суперфосфата кальция и 0,10 г хлорида калия, что эквивалентно рекомендуемой норме 200 кг на гектар га для N, 150 кг на гектар для фосфора и 120 кг/га для калия.
Дозировки жмыха клещевины (1,67 г на горшок), жмыха нима (2,01 г), рапсовой муки (1,43 г), муки из семян чая (5,01 г банки) и соевой муки (1,39 г на горшок) рассчитывали исходя из содержания в продуктах азота, которое обеспечивало такое же количество азота, как при обработке химическим удобрением. Каждая обработка состояла из шести повторов. После внесения удобрений содержание влаги в почве доводили до 70% от максимальной водоудерживающей способности в течение двух недель перед пересадкой рассады томатов.
Типы органических удобрений существенно повлияли на высоту растений томатов. По сравнению с обработкой без удобрений и химическими удобрениями, касторовый жмых, мука из семян чая и компост из навоза значительно увеличили высоту растений.
Из этих органических удобрений компост из навоза, внесенный в количестве 20 г/кг почвы, привел к наибольшей высоте растений с увеличением на 77,9 и 150% по сравнению с обработкой без удобрения и химическим удобрением, соответственно.
Хотя клещевина, мука из семян чая и навозные компосты, вносимые в количестве 5, 10 и 20 г/кг почвы, показали значительно большую сухую массу побегов, чем без удобрений, только навозные компосты, вносимые в количестве 10 и 20 г/ кг значительно увеличили сухую массу побегов на 54,0 и 168% соответственно по сравнению с обработкой химическими удобрениями.
Кроме того, только внесение навозного компоста в количестве 20 г/кг почвы значительно увеличивало сухую массу корней по сравнению с обработкой химическими удобрениями.
Не было существенной разницы в pH почвы между обработкой без удобрений и внесением в почву химических удобрений, навозного компоста, жмыха нима и рапсовой муки, но жмых клещевины, соевый жмых и жмых из семян чая привели к значительно более высокому pH, чем без удобрений. К тому же жмых клещевины увеличил засоление грунта.
Во всех образцах наблюдалось 39 типов бактерий. Хотя относительная численность варьировалась в зависимости от способа удобрения, на 7 наиболее доминирующих типов приходилось 94,6–95,5%, включая Acidobacteria (15,0–24,8%), Actinobacteria (2,58–5,51%), Chloroflexi (2,98–4,87%), Firmicutes (15,2–19,4%), Gemmatimonadetes (2,04–3,35%), Planctomycetes (2,40–3,31%) и Proteobacteria (40,1–50,0%).
Почва без каких-либо удобрений имела самую низкую численность протеобактерий (40,1%), но почва, обработанная жмыхом нима, привела к наибольшему обилию этого типа (50,0%).
Применение соевой муки привело к наибольшему количеству актинобактерий (5,51%), тогда как применение навозного компоста в количестве 20 г/кг привело к наименьшему количеству этого типа (2,58%).
Хотя применение жмыха нима показало наименьшее количество зеленых нитчатых бактерий хлорофлексов (3,76%), наибольшее количество этого типа наблюдалось при обработке химическим удобрением (4,87%).
Контроль без удобрений показал наибольшую численность ацидобактерий (24,8%), но применение жмыха нима привело к самой низкой численности этого типа (14,9%).
Хотя применение химических удобрений имело самую низкую численность фирмикутов (15,2%), наибольшая численность этого типа наблюдалась в навозном компосте, вносимом в количестве 20 г/кг (19,4%).
Почва, обработанная клещевиной, имела наибольшую численность гемматимонадетес (3,35%), тогда как навозный компост при 10 г/кг приводил к наименьшей численности этого типа (2,05%).
Применение навозного компоста в количестве 20 г/кг имело самую низкую численность планктомицетов (2,41 %), самая высокая численность этого типа наблюдалась при обработке соевой мукой (3,31%).
Хотя во всех образцах было обнаружено в общей сложности 696 родов, 12 наиболее распространенных родов состояли из Acidobacterium, Bacillus, Bradyrhizobium, Clostridium, Gemmatimonas, Lysobacter, Massilia, Pseudomonas, Rhizobium, Sphingomonas, Stenotrophomonas и Xanthomonas, что составляет 39,5–45,4%.
Внесение навозного компоста в количестве 20 г/кг почвы показало наибольшую численность полезной бактерии лизобактер, тогда как почва, обработанная мукой из семян чая, имела самую низкую численность этого рода.
Также в навозном компосте обнаружено обилие энтомопатогенной бактерии из фермикутов Lysinibacillus.
Lysinibacillus подвижны, имеют палочковидные клетки, которые производят эндоспоры эллипсоидной или сферической формы. Ряд наиболее коммерчески успешных биопестицидов основан на этих энтомопатогенных бактериях.
Относительное обилие Lysinibacillus значительно положительно коррелировало с побегами и общей сухой массой растений томатов, а на их относительную численность, в свою очередь, положительно влияют добавки навоза и обменный калий в почве.
Эти данные свидетельствуют о том, что применение органических добавок может привести к сдвигам в структуре бактериального сообщества, которые тесно связано с изменением свойств почвы.
Из органических добавок, использованных в этом исследовании, компост навоза может значительно увеличить плодородие, обменный K в почве и относительную численность Lysinibacillus, что, следовательно, будет способствовать росту и здоровью томатов».
По статье группы авторов (Цзя-Ян Су, Ченг-Хуан Лю, Кимберли Тампус, Чи Лин, Ченг-Хуа Хуан), опубликованной на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Дмитрий Лукьянов.
