Анализ микробиологического состава субстрата и экономическая эффективность

Наиважнейшая роль микрофлоры в прикорневой зоне любого растения определяется как моментами их положительного взаимодействия, так и, как это не парадоксально, моментами их антагонистического взаимодействия. В природе наличие в прикорневой зоне микроорганизмов «фитопатогенов» и микроорганизмов, разрушающих уже «мертвое растение» обеспечивает образование гумуса в почве и круговорот азота, фосфора и, практически, всех микроэлементов, необходимых для развития растений.

Влияние микробного ценоза в минераловатном субстрате на урожайность

Задачей выращивания растений в защищенном грунте, в теплицах, является получение максимальной урожайности в заданных интервалах времени, к определенному сроку. На это направлены все усилия, в том числе и селекционеров, но к сожалению, до последнего времени очень мало внимания уделялось управляемым изменениям микробного биоценоза в прикорневой зоне растений для достижения этой задачи. Решение задачи по управлению микробным ценозом можно решать тремя способами:

1) забыть про него и ничего не предпринимать;

2) формировать его в процессе выращивания растения и пытаться управлять им;

3) сажать растение в систему в которой заранее сформирован микробный ценоз и управлять им.

Первый способ уже отошел в небытие, все больше агрономов понимают, что растения и микроорганизмы прикорневой зоны это нечто большее чем просто сосуществование и пытаются теми или иными способами, применяя те или иные способы воздействовать на микробное сообщество.

Формирование микробного ценоза в прикорневой зоне происходит за счет выделения корневой системой растения экссудатов и потребление их той микрофлорой, которая к данному моменту там уже находилась. Это, как правило, та микрофлора, что было привнесена с поливными растворами, из воздуха, с самими семенами, или при обработке биологическими препаратами.

Такой «малоконтролируемый» процесс формирования прикорневого ценоза может привести и приводит к появлению в прикорневой зоне в том числе и фитопатогенной микрофлоры. Фитопатогенная микрофлора как правило обладает свойствами, позволяющими ей конкурировать с остальными микроорганизмами как про скорости роста, так и по способности потреблять более низкие концентрации экссудатов корневой системы. Наличие фитопатогенной микрофлоры в прикорневой зоне еще не означает, что она будет атаковать растение и вызывать те или иные заболевания, но при определенных условиях – возникновении стрессовой ситуации для растения, наличие фитопатогенной микрофлоры может привести к возникновению болезни.

Одним из факторов сдерживания появления фитопатогенной микрофлоры в прикорневой зоне является рост в ней микрофлоры, которая обладает большей скоростью роста в данных условиях при меньшей концентрации экссудатов. Следовательно, эту микрофлору необходимо туда внести заранее, до момента высадки растений и начала выделения ими экссудатов. Это является одной из причин рекомендаций по напитке матов биологическими препаратами до момента посадки рассады. Но более технологичным мы считаем внесение полезной микрофлоры на стадии производства минераловатного субстрата.

Такая технология была реализована нами совместно с компанией Grodan.

Испытание минераловатного субстрата на практике

Минераловатный субстрат Grodan обработанный по технологии «БИОМ», был испытан во Владимирском тепличном комбинате и промежуточные результаты были представлены нами ранее [1,2]. В ходе производства матов сухие микроорганизмы, входящие в состав препарата Атлант вносились на разную глубину мата. До момента напитки мата поливным раствором микроорганизмы находились в покоящемся состоянии и не взаимодействовали ни между собой, ни с посторонней микрофлорой, которая могла попасть на поверхность мата.

Сохранность свойств микроорганизмов препарата Атлант внутри минераловатного субстрата Grodan при хранении достаточно высокая, вопросы, связанные с хранением, будут представлены нами позднее.

После окончания, зимнего оборота 2019/2020 годов, мы можем подвести первые итоги, в том числе и экономическую эффективность применения минераловатного субстрата Grodan обработанного по технологии «БИОМ».

Напомним, что эксперимент закладывался на гибриде огурца Атлет, дата высадки растений в теплицу 31.01.2020 г.

В таблице №1, представлены производственные показатели по сборам продукции, произведен расчет среднего значения сбора по теплице, а также подсчитан еженедельный процент прибавки в урожайности по отношению к среднему значению сбора по теплице.

Исходя из представленных в таблицах №1 и 2 значений, можно сделать следующие выводы: Применение минераловатного субстрата Grodan обработанного по технологии «БИОМ», сокращает продолжительность периода укоренения, посредством снижения негативного воздействия стрессовых для растений факторов, которые обеспечивают формирующийся в начале вегетации положительный микробиологический ценоз.

Для растений, выращиваемых на минераловатном субстрата Grodan обработанном по технологии «БИОМ» свойственен более ранний набор вегетативной массы и как следствие более раннее вступление в плодоношение.

Применение минераловатного субстрата Grodan обработанного по технологии «БИОМ» позволяет в начале оборота получать хорошие результаты продуктивности и сохранить их до конца оборота

Анализ экономических параметров показывает, что выход ранней и качественной продукции позволяет снизить значения себестоимости овощей за счет более высокой цены реализации. Это значение особенно актуально для теплиц с естественным освещением. На основании данного исследования, минераловатный субстрат Grodan обработанный по технологии «БИОМ», можно рекомендовать для теплиц данного типа. В настоящее время ведутся испытания наших матов в теплицах, где выращиваются различные виды овощей светокультуры.

Нас, наряду с экономической эффективностью, интересовали и вопросы развития микрофлоры в прикорневой зоне выращиваемых гибридов огурца Атлет, в том числе и той микрофлоры, которая была внесена в минераловатный субстрат Grodan обработанный по технологии «БИОМ» препарата Атлант. В минераловатный субстрат вносили клетки и споры следующих микроорганизмов Trichoderma viride, Pseudomonas fluorescens, Lactobacillus sp.

Ранее нами было изучено распределение всех внесенных микроорганизмов во времени по объему мата [1] при выращивании гибрида огурца Атлет.

Результаты исследования микробиологического состояния питательного мата

Микрофлора мата была исследована стандартными методами. Для проведения микробиологического исследования были использованы следующие микробиологические агаризованные среды: Чапек с антибиотиком, L-агар с нистатином, Кинг. Микробиологический состав образцов оценивался качественно и количественно – с помощью метода последовательных разведений Коха в КОЕ/г. Помещённые на чашки Петри образцы инкубировались в течение 7 дней при температуре 27°С. После окончания инкубации производилась идентификация обнаруженных микроорганизмов методом прямого микроскопирования, экспресс-методом Крегенсена (для определения Грам-типа бактерий). Все работы велись в стерильных условиях, с применением специального оборудования. Сравнивали контрольные маты и маты, обработанные микроорганизмами по методу компании БИОМ.

Как видно из таблицы №3 в контрольном образце не было обнаружено микроорганизмов, вносимых с препаратом Атлант, в то время как в минераловатном субстрате обработанных по технологии «БИОМ» были обнаружены все вносимые микроорганизмы. На верхнем уровне мата сумма внесенных микроорганизмов в % составила 30%, на среднем 25% и в нижней части мата до 40%. Гриб рода Trichoderma sp. при этом пронизывал практически весь мат, Lactobacillus sp. Были локализованы в нижней части мата, бактерии рода Pseudomonas sp. локализованы в областях с максимальным содержанием кислорода.

Очень характерным является распределение фитопатогенной микрофлоры, которая представлена грибами рода Fusarium sp., Verticilium sp., Cylindrocarpon sp. Эти фитопатогенные микроорганизмы были обнаружены в контрольном минераловатном субстрате, причем в сумме патогенные формы микроорганизмов составляли до 30% от всех найденных. В минераловатном субстрате, обработанным по технологии «БИОМ» препаратом Атлант, был обнаружен только гриб рода Fusarium, причем его количество не превышало 15% от всех выявленных микроорганизмов.

Таким образом внесение в минераловатный субстрат микроорганизмов по технологии «БИОМ» привело к снижению появления и развития в нем фитопатогенной микрофлоры, а это в свою очередь объясняет те экономические преимущества, которые наблюдались при применении матов компании Grodan, обработанных по технологии «БИОМ»

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.

1) Минеральная вата нового поколения – формирование микробного ценоза / Н. Б.-о. Бехбудзада, М. В. Минич, И. О. Селиванов и др. // Гавриш. – 2020. – № 3. – С. 42-45.

2) Минеральная вата нового поколения – 2. Оценка продуктивности и фенологические наблюдения за растениями гибрида огурца F1 Атлет / Н. Б. Бехбудзада, И. О. Селиванов, М. В. Минич и др. // Гавриш. – 2020. – № 4. – С. 52-55.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:

Бехбудзада Нурлан Башир-оглы, аспирант кафедры биотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева

Селиванов Илья Олегович, агроном-консультант ООО «БИОМ»

Минич Мария Владимировна, магистрант кафедры биотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева

Шагаев Антон Александрович, аспирант кафедры биотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева

Журавлева Александра Сергеевна, магистрант кафедры биотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева

Горюнова Ольга Борисовна, кандидат технических наук, генеральный директор ООО «БИОМ-ПРО»

Васильев Василий Викторович, зам. директора по производству ГУП комбинат «Тепличный» г. Владимир

Куренин Алексей Викторович, руководитель отдела продаж «Гродан» в России.

Марквичев Николай Семенович, кандидат технических наук, доцент кафедры биотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева, заместитель генерального директора ООО «БИОМ-ПРО»