Бактериальные и органические удобрения

Как известно, для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, для поднятия плодородия почвы в нее вносят различные удобрения: минеральные (сернокислый аммоний, мочевина, суперфосфат и др.), органические (навоз, торф и др.) и бактериальные. Бактериальные удобрения вносятся для регулирования микрофлоры в почве. Они повышают количество основных полезных микроорганизмов в ризосфере, переводящих не усваиваемые растениями вещества в растворимые, усваиваемые. Наиболее полный эффект получается от определенного сочетания всех видов удобрений с агротехникой.

Нитрагин является бактериальным удобрением для бобовых растений. Его действующую составную часть представляют живые клетки клубеньковых бактерий в симбиозе с бобовыми растениями, активно усваивающими азот из воздуха. В почве, на которой давно не росли бобовые растения, клубеньковых бактерий может не быть. Тогда посеянные бобовые растения будут питаться азотистыми веществами почвы, т. е. будут обеднять, а не обогащать азотом почву. В этих случаях необходимо применять бактериальное удобрение нитрагин.

В день посева нитрагин смешивается с семенами бобовых и с небольшим количеством воды. Смесь тщательно перелопачивается и немедленно высевается. Срок годности нитрагина до 9 месяцев. Все операции с нитрагином надо производить, избегая солнечного света, который может убить клубеньковые бактерии. Необходимо при этом соблюдать высокую агротехнику, рекомендуется вносить еще фосфор и калий. Азотное минеральное удобрение будет излишне. Для каждого вида бобовых растений нитрагин готовится из соответствующей культуры клубеньковых бактерий, приспособившейся к развитию именно на этом виде растений. Обработка семян нитрагином дает прибавку урожая бобовых от 10 до 40%.

Где затруднено получение нитрагина, можно пользоваться собранными с соответствующих растений клубеньками, для этого осенью отбирают несколько хороших кустов, снимают с их корней клубеньки и просушивают. Перед посевом весной их размалывают, просеивают и дальше поступают как с нитрагином.

Азотобактерин готовится для азотного удобрения не бобовых растений. Для приготовления его берут активную хорошо фиксирующую азот воздуха культуру азотобактера, желательно выделенную из почвы того района, где будет применяться данное удобрение. Азотобактерин лучше действует совместно с фосфорным удобрением, например с гранулированным суперфосфатом, и требует хорошей аэрации почвы и достаточного углеродистого питания. Надо иметь в виду, что его рост в зоне ризосферы может подавляться ризосферными бактериями. При применении азотобактерина озимая пшеница может дать прибавку урожая 4,2 ц/га, сахарная свекла - 23 ц/га.

Некоторые ученые считают, что положительное действие азотобактерина связано не столько с его функцией азотфиксации, сколько с синтезом некоторых витаминов, производимых им.

Фосфоробактерин представляет собой бактерийный препарат, способствующий переводу органического фосфора в минеральную форму в почвах, богатых органическими соединениями фосфора (нуклеиновые кислоты, лецитин), особенно в черноземе. Готовится он из спороносной крупной бактерии типа Вас. megatherium var. phosphaticum. Она освобождает до 86% фосфора из нуклеиновой кислоты. Выращивают в большом количестве бактериальную массу этой палочки, смешивая с наполнителем - порошком каолина. В каждом грамме препарата должно быть 200 млн. живых бактерийных клеток в виде спор. На гектар посева вносят 250 г этого препарата.

Фосфоробактерин в настоящее время получают на крупных заводах бактериальных удобрений глубинным способом. В ферментерах, аппаратах большой емкости, бактерии размножаются в жидкой питательной среде с непрерывным пропусканием мельчайших пузырьков стерильного воздуха. Благодаря хорошей аэрации бактерии быстро размножаются. За 36 часов уже можно получить культуру, состоящую на 90% в форме спор. Из споровой массы готовят сухой препарат путем замораживания в вакууме. Гектарная порция сухого фосфоробактерина для яровых зерновых всего 5 г.

АМБ. На Севере, на кислых подзолистых почвах, применяется АМБ (аутохтонная микрофлора Б). Это торфяно-известковое удобрение, в котором в большом количестве размножены аэробные бактерии: аммонификаторы, нитрификаторы, азотфиксаторы, бактерии, разлагающие клетчатку и фосфорные соединения. Весной в этих почвах имеется недостаточно бактерий минерализаторов. Они отмирают в осенне-зимний период от попеременного замерзания, оттаивания и насыщения почвы водой. Поэтому и вносится это удобрение весной прямо в почву из расчета 250 кг на 1 га и заделывается плугом.

Бактериальные удобрения дешевы. Техника их применения очень проста. Эффективность при соблюдении агротехники значительна. Бактериальные удобрения усиливают снабжение растений соответствующим питанием. Азотфиксаторы улучшают азотное питание, фосфоробактерин - фосфорное питание. Азотобактерии и Вас. megatherium могут расщеплять алюмосиликаты. Все зависит от того, как будет изменяться соотношение микроорганизмов в различных почвах под различными сельскохозяйственными культурами. Действие бактериальных удобрений оказалось более многогранным. Микроорганизмы этих удобрений вырабатывают в большом количестве физиологически активные вещества - ауксины, витамины и др. Особенно это выражено у азотобактерина. Все больше накапливается наблюдений о том, что микробы бактериальных удобрений являются антагонистами болезнетворных для растений микроорганизмов и оказывают полезное действие в борьбе с фитофторой картофеля, склеротинией подсолнечника, бактериозом льна и др.

Таким образом, действие бактериальных удобрений очень разнообразно. Выявление условий эффективности их поможет улучшению плодородия полей.

Навоз. Значительная часть азота с полей обычно уносится со снятым урожаем. Возврат, хотя бы частично, азота и других веществ в почву в виде навоза имеет огромное значение для сохранения урожайности поля. Такое же значение имеют торф, ил, компосты и другие местные удобрения. В зависимости от характера микробиологических процессов, развивающихся в этих органических удобрениях при их подготовке и хранении, может получиться удобрение различной ценности. Навоз представляет собой смесь твердых и жидких экскрементов животных с подстилочной соломой. Он относится к полным удобрениям, так как содержит азот, фосфор, калий и микроэлементы. Эти вещества находятся в связанной форме и только после минерализации становятся доступными для растений. Микрофлора навоза разнообразна и многочисленна. Число микробов может доходить до 90 млрд. на 1 г. В навозе представлены плесневые грибы, актиномицеты, бактерии - аэробы и анаэробы, аммонифицирующие, разлагающие клетчатку, нитрифицирующие, денитрифицирующие и др. В результате может наблюдаться образование газов СО₂, Н₂, СН₄, NН₃ и даже молекулярного азота.

При хранении навоза надо бороться с потерями азота и фосфора. В неуплотненных кучах навоза потери азота составляют 50%, в уплотненных - не более 17%. В рыхлых кучах, т. е. в аэробных условиях, нитрификаторы переводят образуемый аммонификаторами аммиак в нитраты. Но в неуплотненной куче навоза всегда есть места с ограниченным притоком воздуха, где денитрифицирующие бактерии используют не кислород воздуха, а кислород нитратов, восстанавливая нитраты до молекулярного азота. Хорошо уплотненные штабеля навоза сокращают приток кислорода, без которого нитрифицирующие бактерии не могут окислять аммиак в нитраты, а без нитратов не может быть и денитрификации. Но при недостатке кислорода происходит неполное разложение клетчатки, получается мало-перепревший навоз. Поэтому рекомендуют разные способы сочетания аэробно-анаэробного хранения навоза. Навоз сначала укладывают рыхлым слоем, а когда от действия термофилов температура в нем достигнет 70°, навоз сильно уплотняют, т. е. создают анаэробные условия, и кладут новый рыхлый слой навоза. Так делают до тех пор, пока высота штабеля навоза не достигнет 2 м. Высокая температура при этом убивает болезнетворные микробы, кроме споровых, убивает также семена сорняков и яйца гельминтов. Скорость минерализации навоза в большой степени зависит от соотношения в нем углерода и азота. Если отношение С:N будет шире чем 25:1, то весь азот будет микробами переводиться в собственные тела и аммиака в почве не будет накапливаться. При отношении уже чем 25:1 (например, 10:1) микробы не могут весь азот переработать в свое тело и в навозе будет накапливаться свободный аммиак.

Полуперепревший навоз, в котором отношение С:N суживается, сразу при внесении в почву приобретает свойства удобрения. В навозе-сыпце значительная часть азота переведена в перегной, поэтому он слабо минерализуется и оказывает медленное действие. Хорошим органическим удобрением является торф и речной, озерный и болотный ил - сапропель.

При непрерывной культуре многих растений, особенно в закрытом грунте, отмечают так называемое утомление почвы. Оно обусловливается накоплением в почве большого количества вредных и паразитических форм микробов с их токсическими продуктами. В борьбе с утомлением почвы применяют частичную стерилизацию при помощи прогревания почвы до определенной температуры (в парниках) или химическую обработку (хлорпикрином). В обоих случаях убиваются не все микроорганизмы, а лишь большая часть их. Через некоторое время микробы начинают энергично размножаться и плодородие почвы восстанавливается. Причины такого действия стерилизации еще не совсем ясны. Происходят какие-то физико-химические изменения почвы, а также изменяется ее микробный состав.

Таким образом, ясно, какое большое значение имеют микроорганизмы в создании плодородия почвы, в почвенном питании растений - коренном вопросе земледелия. Микроорганизмы принимают участие в создании и разложении перегноя. При их участии в почве осуществляется круговорот веществ, благодаря чему ограниченные ресурсы их используются многими поколениями людей. Микроорганизмы вовлекают в круговорот богатейшие запасы минеральных соединений почвы и элементы, находящиеся в атмосфере, превращая их в усвояемые растениями формы. Они создают структуру почвы, снабжают растения различными физиологически активными веществами.