Отчет 

о научно-исследовательской работе

Влияние микробиологического препарата Эмбико и гумата натрия на биологическую продуктивность огурца сорта нежинский

Руководитель темы
Ржевская В.С.

Симферополь - 2011

РЕФЕРАТ

Отчет по НИР: 23 стр., 2 табл., 5 рис., 8 источников.

Объект исследования:

микробиологический препарат Эмбико, гумат натрия, растения огурца (Cucumis sativus L.) сорта Нежинский 12.

Цель работы:

изучить влияние микробиологического препарата Эмбико и гумата натрия на биологическую продуктивность огурца сорта Нежинский 12.

Методы исследований и аппаратура:

вегетационный метод выращивания растений в почвенной культуре; весовой метод определения биомассы и полевой влажности почвы; методы статистической обработки результатов. Все измерения и исследования осуществляли на оборудовании, прошедшем метрологическую поверку и экспертизу.

Ключевые слова: Эмбико, гумат натрия, сорт Нежинский 12, биомасса.

Введение

Последствия развивающего в стране социально-экономического кризиса в аграрном секторе Крыма начали сказываться с 1991 года. Недостаток удобрений, средств борьбы с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур, низкое качество полевых работ и несвоевременность их выполнения, сказались на урожайности и качестве продукции сельскохозяйственного производства. Резкий спад поголовья крупного рогатого скота привел к сокращению объемов применения органических удобрений.

Социально-экономический кризис, сопровождающийся жесточайшим энергетическим дефицитом, привел к безудержному росту цен на промышленную продукцию, к образованию «ножниц цен» на промышленные и сельскохозяйственные товары. Производство практически всех видов сельскохозяйственной продукции стало не только нерентабельным, а и просто убыточным.

Сложившаяся ситуация способствовала поиску новых форм удобрений и их видов. Наиболее перспективными среди них оказались гуминовые удобрения. С. И. Драгуновым было предложено использование разбавленных растворов солей гуминовых кислот в качестве росторегулирующего и удобрительного средства. Исследования, выполненные в последние годы, показали, что гуминовые удобрения способны давать такие же прибавки урожая, как и минеральные удобрения.

Краткий анализ состояния проблемы

Микробиологический препарат Эмбико

Микробиологический препарат Эмбико представляет собой консорциум следующих микроорганизмов: фототрофные аноксигенные пурпурные несерные бактерии, молочнокислые гомоферментативные стрептобактерии, молочнокислые гомоферментативные стрептококки и одноклеточные грибы Saccharomyces.

Подбор «нетрадиционного» качественного состава микроорганизмов многокомпонентного микробиологического препарата определялся следующими положениями:

1. Этим микроорганизмам присущ наиболее примитивный тип получения энергии - брожение (молочнокислое, спиртовое) и аноксигенный фотосинтез.
2.  Высокая естественная предрасположенность их к росту, развитию и размножению в фитосфере.
3.  Способность их синтезировать биологически активные вещества: аминокислоты, витамины, ферменты, ростовые вещества, органические кислоты и др.
4.  Многокомпонентные микробиологические препараты значительно стабильнее в проявлении их положительного эффекта, чем монокультуральные, вследствие более широкого набора физиолого-биохимических свойств разных групп микроорганизмов. Стабильность положительного действия препаратов обуславливается особенностями биологии микроорганизмов - пластичным метаболизмом веществ, малыми размерами, высокой активностью размножения и др.

Микробиологический препарат Эмбико стимулирует развитие естественной «аборигенной» микробиоты почвы и ризосферы растений, сформировавшейся в ходе длительной эволюции почвообразовательного процесса. Это в значительной степени снижает отрицательное воздействие хозяйственной деятельности человека на почвы и тем самым способствует оздоровлению окружающей среды.

Микробиологический препарат Эмбико не подавляет биохимическую активность (каталазную, протеолитическую, нуклеазную) почвы, и в целом, оказывает положительный эффект на жизнедеятельность микробного комплекса почвы (2).

 Что такое гуминовые кислоты.

Гумус – часть органического вещества почвы, представленная совокупностью специфических и неспецифических органических веществ почвы, за исключением соединений, входящих в состав живых организмов и их остатков(4). Т.е. гумус, являясь продуктом трансформации животных и растительных организмов, гораздо более устойчив к дальнейшему разложению, чем исходная биомасса. На сегодняшний день нет единого мнения, почему процесс разложения мертвого органического вещества в почве не доходит до конца (т.е. до углекислоты и воды), а останавливается на определенной стадии, где сравнительно простые продукты разложения – фенолы, углеводы и аминокислоты – начинают превращаться в соединения гораздо более сложные – гуминовые кислоты.
Природные гуминовые кислоты – это вещества очень сложного строения (молекулярная масса – от 500 до 2500), практически не растворимы в воде за исключением очень небольшой части их, называемой фульвокислот.

Препараты, содержащие Гуматы калия и натрия.

Гуматы калия и натрия представляют собой продукт взаимодействия бурого угля с водным раствором щелочи, в результате чего образуются легкорастворимые в воде соединения (соли гуминовых кислот) натрия или калия, обладающие физиологически активными свойствами, способные стимулировать рост и развитие растений.
Гуматы натрия и калия нетоксичны, не накапливаются в растениях и не оказывают отрицательного действий на организм человека. Совместимы практически со всеми видами химических и биологических средств защиты растений, что позволяет применять их в баковых смесях и таким образом снижать затраты на обработку семян и посевов.

Растворимые гуматы и различные стимуляторы усиливают рост и развитие растений только в концентрации тысячных и десятитысячных долей процента, а большие дозы угнетающе действуют на растения.
Известно, что не все растения в одинаковой мере реагируют на гуминовые кислоты. Есть основание полагать, что и различные гуминовые препараты могут отличаться друг от друга по характеру физиологического действия. Предпосылкой этому является неоднородность гуминовых кислот по составу и свойствам, которые в значительной мере могут зависеть от исходного сырья, способа получения и очистки препаратов.
Эффективность растворимых гуматов зависит от уровня минерального питания.

Механизм действия гуматов натрия и калия на растения:

1. Гуматы не являются источником минеральных веществ, и не заменяя их, гумат натрия усиливает поступление минеральных солей из внешней среды, в том числе минеральных удобрений (служит буфером между растениями, почвой и вносимыми удобрениями).
2. Гуматы способствуют активизированию жизнедеятельности почвенной микрофлоры, что ведет к обогащению почвы доступными для растений элементами питания.
3. Гуматы активизируют метаболические процессы:

              а) особенно оксидативные процессы: увеличивается биосинтез витаминов:
              б) увеличивает синтез сахаров, хлорофилла, углеводов, белков, важных в биохимических превращениях                   форм органического и неорганического фосфора, растворимого трихлоруксусной кислоте;
              в) повышается активность дыхательных ферментов, что приводит к повышению энергетического потенциала растительного организма.

4. Растворимые гуматы повышают сопротивляемость растений к неблагоприятным физическим и химическим факторам внешней среды, в частности:

            а) воздушной засухе;
            б) высоким и низким температурам;
            в) ядам;
            г) повышенных доз минеральных удобрений;
            д) тяжелых металлов;
            е) пестицидов;
           ж) радиации.

 5. Усиливает иммунную систему растения, тем самым, предохраняя растения от целого ряда грибковых и вирусных заболеваний.

 6. Усиливают рост, прежде всего корневой системы, затем и надземной массы.

 7. Снимает у растений стресс после применения пестицидов.

Гумат натрия или калия оказывают следующий эффект на сельскохозяйственные культуры:

• активизируют рост растений;
• повышают урожай;
• ускоряют созревание;
• заметно увеличивают период плодоношения;
• стимулируют всхожесть и энергию прорастания семян;
• образование и рост корней и надземной массы растений;
• роста и жизнедеятельности почвенных организмов;
• повышают содержания полезных веществ в растениях (витаминов, каротина, сахаров, в пшенице - клейковины, в масличных культурах - масел),
• повышают эффективности действия внесённых удобрений при совместном внесении гуматов и удобрения,
• уменьшает содержания вредных веществ в растениях и плодах (например, нитратов).

Гуматы натрия и калия применяется для:

1.  предпосевной обработки семян, рассады, черенков, корневищ саженцев, клубней в растворе (или совместно с протравителями сокращая их расход на 25-35 %). Гумат натрия увеличивает энергию прорастания и всхожесть семян;
2. внекорневых обработок в период вегетации как самостоятельное удобрение (или совместно с минеральными удобрениями, сокращая их расход на 30-50 %);
3. периодического полива (разные производители рекомендуют разные дозы внесения гуматов, т.к. соли гуминовых кислот получают из разных исходных материалов и разными способами);
4. внесения в грунт в сухом виде.

Обработка по листу. Механизм действия гуматов.

Есть два механизма проникновения водных растворов гуматов в лист.

У многих растений кутикула внешней поверхности листа представляет прерывистые чешуйки, расположенные параллельно внешним стенкам эпидермиса. От них к живым клеткам, окружающим сосудистые ткани, идут каналы, заполненные пектиновыми веществами, которые могут служить «воротами» для проникновения водных растворов в лист.

Другая возможность поступления гуминовых веществ в листья обусловлена наличием устьиц, длина которых составляет обычно 20-80 микрон. Есть основание полагать, что растворы гуминовых кислот могут дальше диффундировать через межклеточное пространство мезофилла (9).

Цели и задачи работы

Цель исследований: Изучение влияния микробиологического препарата Эмбико и гумата натрия на биологическую продуктивность огурца сорта Нежинский 12.

В связи с поставленной целью были определены следующие задачи:

1.  Определить влияние гумата натрия на биологическую продуктивность огурца сорта Нежинский 12.
2.  Изучить влияние микробиологического препарата Эмбико на биологическую продуктивность огурца сорта Нежинский 12.
3. Выявить совместное применение гумата натрия и Эмбико и их влияние на биологическую продуктивность огурца сорта Нежинский 12.

Объекты, условия и методы проведения исследований

Объекты исследований

Объектом для проведения исследований служили растения огурца (Cucumis sativus L.) сорта Нежинский 12, который хорошо адаптирован к почвенно-климатическим условиям Крымского региона. Пчелоопыляемый. Растение длинноплетистое, длина главной плети до 2 м. Урожайность - 1,5-2 кг/кв.м. Особенности агротехники: для открытого грунта и временных пленочных укрытий. Требователен к влаге. Сроки созревания: позднеспелый, вступает в плодоношение на 47-67 день после всходов. Плод удлиненно-яйцевидный, крупнобугорчатый, черношипный, зеленый или светло-зеленый, длиной 10-12 см, массой 90-100 г. Мякоть хрустящая. Отличный вкус. Устойчив к оливковой пятнистости и бактериозу.

Микробиологический препарат Эмбико представляет собой консорциум следующих групп микроорганизмов: фототрофные аноксигенные пурпурные несерные бактерии, молочнокислые гомоферментативные стрептобактерии, молочнокислые гомоферментативные стрептококки и одноклеточные грибы Saccharomyces.
Микробиологический препарат Эмбико стимулирует развитие естественной «аборигенной» микробиоты почвы и ризосферы растений, сформировавшейся в ходе длительной эволюции почвообразовательного процесса. Это в значительной степени снижает отрицательное воздействие хозяйственной деятельности человека на почву и тем самым способствует оздоровлению окружающей среды (7).

Микробиологический препарат Эмбико не подавляет биохимическую активность (каталазную, протеолитическую, нуклеазную) почв и оказывает положительный эффект на жизнедеятельность почвенных микроорганизмов (2).

Условия и схема проведения эксперимента

Семена огурца сорта Нежинский 12 в количестве 25 штук высевали в лугово-черноземную почву. Вес почвы в вегетационных ящиках составлял 20 кг. Полив почвы препаратами осуществляли вначале (перед посадкой семян) и в середине эксперимента (через месяц).

Схема опыта:
1 - Контроль;
2 - Эмбико 1:500;
3 - Гумат Na 4 г/л;
4 - Эмбико 1:500+Гумат Na 4 г/л.
Влажность почвы на протяжении опыта поддерживали на уровне 60 % от полевой влагоемкости. Температура воздуха в лаборатории составляла +25 - 27оС, освещенность 10 кЛк. Растения для исследований использовали в возрасте 65 дней.

Методы исследований

Определение морфометрических показателей и биологической продуктивности растений. Измерения ростовых показателей (длину корня и стебля, количество листьев на стебле) растений, выращенных в почве с добавлением гумата натрия и микробиологического препарата Эмбико проводили с помощью металлической линейки с шагом 0,05 см. Ростовые показатели растений выражали в процентном соотношении к контролю.

Биологическую продуктивность (массу сырого и сухого вещества корней и надземной части) растений, выращенных почве, определяли весовым методом на технических весах (ВЛК-500). Сырую массу определяли сразу после отделения корней и надземной частей друг от друга, а сухую массу после высушивания в сушильном шкафу при температуре 105 оС до постоянного веса. Расчет сырой и сухой массы корней и надземной части проводили на 1 растение и выражали в % к контролю [5, 8].

Методы статистической обработки экспериментальных данных. Статистическую обработку полученных данных осуществляли с использованием компьютерных программ Excel 2003 для Microsoft Office и программы STATISTICA v.6.0. Stat Soft Inc, рассчитывая среднюю арифметическую и стандартную ошибку средней арифметической. Достоверность различий между вариантами оценивали по t-критерию Стьюдента. Результаты считали достоверными в случае, если р≤0,05 [1, 6]. Все измерения и исследования осуществляли на оборудовании, прошедшем метрологическую поверку и экспертизу.

Основные результаты. Новизна

По литературным данным, известно, что гуматы существенно усиливают деятельность почвенных микроорганизмов, это ведет к обогащению почвы доступными для растений элементами питания.
Ростовые процессы являются одним из главных проявлений жизни, так как именно в этих процессах клетка воспроизводит сама себя. Можно предположить, что главное в ростовых процессах – это синтез белков, белков-ферментов и белков конституентов, и что интенсивность этого синтеза в значительной степени и будет определять рост клеток и тканей организма.

Данные по влиянию микробиологического препарата Эмбико и гумата натрия на ростовые показатели огурца сорта Нежинский 12 представлены в таблице 1.

Таблица 1 Влияние микробиологического препарата Эмбикои гумата натрияна показатели роста65-дневных растений огурцов сорта Нежинский 12, выращенных в почвенной культуре 

Вариант опыта	Кол-во листьев на стебле (n)	Длина стебля, см	Длина корня, см	Кол-во листьев на стебле, %	Длина стебля, %	Длина корня, %
Контроль (n=16)	7,06±0,65	20,00±1,0	4,66±0,2	100,0	100,0	100,0
Эмбико 1:500 (n=15)	7,20±0,50*	16,60±0,9	5,03±0,3*	102,0	83,0	107,9
Гумат Na 4г/л (n=15)	8,46±0,52*	14,74±0,6	5,64±0,1	119,8	73,7	121,0
Эмбико 1:500+Гумат Na 4г/л (n=13)	9,69±0,70	21,05±1,5*	7,77±0,35	137,2	105,2	166,7

Примечание. * - отмечено недостоверное различие (р>0,05). 

По данным таблицы, при добавлении микробиологического препарата Эмбико 1:500 и гумата натрия 4 г/л в почву у растений огурца сорта Нежинский 12 наблюдалось увеличение количества листьев на стебле и длины корня, а длина стебля уменьшилась на 17 % (р<0,05) и 26,3 % (р<0,01) соответственно против контроля. В варианте с препаратом Эмбико 1:500+гумат натрия 4 г/л количество листьев на стебле увеличилось на 37,2 % (р<0,05), длины стебля – на 5,2 % (р>0,05) и длина корня – на 66,7 % (р<0,01) по сравнению с контрольным вариантом.

Визуальная картина состояния вегетативных органов растений огурцов сорта Нежинский 12, выращенных в почве при внесении гумата натрия и Эмбико в сравнении с контролем, представлена на рисунке 1-5.

Рис. 1. Внешний вид огурцов сорта Нежинский 12 выращенных в почвенной культуре (контроль).

Рис. 2. Внешний вид огурцов сорта Нежинский 12 выращенных в почвенной культуре (Эмбико 1:500).

Рис. 3. Внешний вид огурцов сорта Нежинский 12 выращенных в почвенной культуре (Гумат Na 4 г/л).

Рис. 4. Внешний вид огурцов сорта Нежинский 12 выращенных в почвенной культуре (Эмбико 1: 500 + Гумат Na 4 г/л).

                                 а                                                                             б

                               в                                                                                г

Рис. 5. Внешний вид огурцов сорта Нежинский 12 выращенных в почвенной культуре: а- контроль; б - Эмбико (1: 500); в-Гумат Na (4 г/л); г- Эмбико(1: 500) +Гумат Na (4 г/л).

Результаты проведенных исследований показали, что препарат Эмбико и гумат натрия в большей степени оказало стимулирующее действие на накопление сырой и сухой массы корневой системы растения (табл. 2).

В варианте с Эмбико (1:500), препарат не оказал стимулирующее действие на накопление сырой и сухой массы надземной части, а сырая масса корня увеличилась – на 9,1 % (р>0,05) против контроля. Препарат гумат натрия (4 г/л) оказал стимулирующее действие на накопление сухой и сырой массы корня на 18,2 (р<0,05) % и 12,0 % (р>0,05) соответственно против контроля. Наиболее высокий стимулирующий эффект по накоплению сырой и сухой биомассы наблюдался в варианте Эмбико+гумат натрия. Сырая и сухая биомасса корня в этом варианте увеличилась на 86,3 % (р<0,01) и 41,6 % (р<0,05), а надземная часть – на 18,8 % (р>0,05) и 18,2 % (р<0,05) против контроля.

Таблица 2 Влияние микробиологического препарата Эмбикои Гумата натрияна накопление биомассы растений огурца сорта Нежинский 12, выращенных в почвенной культуре  

Вариант опыта	Сырая масса корня, г	Сырая масса надземной части, г	Сырая масса корня, %	Сырая масса надземной части, %	Сухая масса корня, г	Сухая масса надземной части, г	Сухая масса корня, %	Сухая масса надземной части, %
Контроль (n=16)	0,22±0,01	7,63±0,3	100,0	100,0	0,0125±0,001	0,561±0,02	100,0	100,0
Эмбико 1:500 (n=15)	0,24±0,01*	6,97±0,32*	109,1	91,3	0,0106±0,001*	0,486±0,01*	84,8	86,6
Гумат Na 4г/л (n=15)	0,26±0,01	7,08±0,4*	118,2	92,8	0,0140±0,001*	0,489±0,01	112,0	87,1
Эмбико 1:500+Гумат Na 4г/л (n=13)	0,41±0,02	9,07±0,5*	186,3	118,8	0,0177±0,001	0,663±0,03	141,6	118,2

Примечание. * - отмечено недостоверное различие (р>0,05).

Выводы

Микробиологический препарат Эмбико в концентрации (1:500) оказал стимулирующее действие на рост корневой системы огурцасорта Нежинский 12 – на 7,9 % и увеличение количества листьев на стебле – на 2 % против контроля.

Концентрация гумата натрия (4 г/л) оказала стимулирующее действие на увеличение длины корня – на 21%, увеличение количества листьев на стебле – на 19,8% по сравнению с контрольным вариантом.

Установлено, что при совместном использовании микробиологического препарата Эмбико (1:500) + гумат натрия (4г/л) наблюдалось значительное увеличение длины корня – на 66,7 %, длины стебля – на 5,2 % и количества листьев на стебле – на 37,2 % против контрольного варианта.

При совместном действии Эмбико + гумат натрия у огурцовсорта Нежинский 12 сухая биомасса корня возросла – на 41,6 %, а надземная часть – на 18,2 %. 

 

Рекомендации по дополнительным исследованиям

На сегодняшний день на рынке сельскохозяйственных препаратов представлены гуматы различного качественного и количественного состава.

Поскольку установлен положительный эффект от совместного применения на растения гумата натрия и Эмбико, возникает необходимость проведения дальнейших исследований по применению препарата Эмбико с гуматами калия и комплексными гуматами в состав которых входит натрий и калий, и их влияние на сельскохозяйственные культуры.  

Список использованных источников

1. Боровиков В. П. Популярное введение в программу Statistica / В. П. Боровиков. – М. : Компьютер Пресс, 1998. – 650 с.

2. Булгадаева. Р.В., Нечесов И.А., Дранишникова О.И., Нечесов О.И.К вопросу о перспективности применения многокомпонентного микробиологического инокулята почвы в єкобиотехнологии // Материалы Всероссийской научно-практической конференции "Развитие физико-химической биологии и биотехнологии на современном этапе", посвященной 25-летию кафедры физико-химической биологии Иркутского государственного университета, Иркутск, 2003, №7, с.71-72.

3. Василин Н. Г. Отчет о научно-исследовательской работе на тему: «Биологическая оценка микробиологического удобрения «ЭМБИОНИК» на посевах сельскохозяйственных культур» / Н. Г. Василин. – Институт агроэкологии : Киев, 2008. – 55 с.

4. ГОСТ 27593-88 (2005). Почвы. Термины и определения.

5. Грицаєнко З. М. Методи біологічних та агрохімічних досліджень рослин і ґрунтів / З. М. Грицаєнко, А. О. Грицаєнко, В. П. Карпенко. – К. : ЗАТ «НІЧЛАВА», 2003. – 320 с.

6. Лакин Г. Ф. Биометрия / Г. Ф. Лакин. – М. : Высшая школа, 1990. – 352 с.

7. Мудрый И. В. Отчет о научно-исследовательской работе по токсиколого-гигиенической оценке безопасности использования биологического удобрения «ЭМБИКО» / Мудрый И. В., Жминько П. Г. – Институт экогигиены и токсикологии им. Л. И. Медведя : Киев, 2008. – 22 с.

8. Практикум по агрохимии : Учеб. пособие. – 2-е изд., перераб. и доп. / [под ред. академика РАСХН В. Г. Минеева]. – М. : МГУ, 2001. – 689 с.

9. www.naturalflower.ru

Отзывы: