Микологический анализ почвы
«Почва – это не куча грязи. Почва – это преобразователь, это организм, который превращает сырьевую массу в ткани, порождающие всю органическую жизнь».
Уильям Брайант Логан
Почва является местом обитания для большого количества микроорганизмов, таких как бактерии, нематоды, вирусы, грибы и простейшие. Микроорганизмы почвы повышают ее плодородие, поддерживают устойчивость экосистем.
Под влиянием ферментов различных групп микроорганизмов органическое вещество проходит сложный путь биохимических превращений до стадии частичной или полной минерализации.
Нарушения агротехники, несоблюдение севооборотов, сокращение количества органики, вносимой в почву, длительное применение химических средств защиты растений и другие негативные факторы приводят к резкому ухудшению микробиологической активности почв, снижению общей численности почвенных микроорганизмов, уничтожению полезной биоты. В результате возникает микотоксикоз почвы, почвоутомление.
Последствия почвоутомления весьма разнообразны:
1) резкое снижение урожайности культур (слабый рост и развитие сельскохозяйственных культур вследствие пестицидного стресса, ненормированного фонового внесения удобрений, посева некачественного семенного материала);
2) нарушение агрохимического и биологического балансов (угнетающее действие на последующие культуры из-за ежегодного накопления пестицидов в почве даже в малых количествах, а также за счет увеличения доли технических культур с высокой пестицидной нагрузкой и уменьшения доли бобовых, сидератов, однолетних и многолетних трав);
3) структурная и биологическая непригодность почвы для выращивания растений (уплотнение почвы и снижение биологической активности, потеря способности к разложению пестицидов различных классов при ограниченном внесении биологических препаратов).
В результате из агроэкосистем вытесняется полезная, супрессивная биота, а вредная, напротив, заселяет освободившиеся экологические ниши.
В последние годы участились вспышки ряда вредоносных болезней, наносящих большой ущерб экономике растениеводства. Причины ухудшения фитосанитарного состояния полей различны, в том числе неэффективное протравливание семян и бесконтрольные обработки посевов фунгицидами, что приводит к росту запасов инфекции в семенном материале, пожнивных остатках и в почве.
Заселяя почву, фитопатогены и сапротрофы при определенных условиях продуцируют метаболиты, вызывающие ее фитотоксикоз. Именно под влиянием фунгицидов в почвенных микоценозах со временем увеличивается доля токсиногенных видов и форм микробиоты.
Вредоносность фитопатогенных грибов в почве и на растительных остатках снижают микроорганизмы – супрессоры. К ним относятся представители грибов рода Trichoderma spp. и отдельные виды родов Penicillium spp. и Aspergillus spp. Благодаря особенностям жизнедеятельности и выделению биологически активных веществ они играют важную роль в формировании микробиоценозов ризосферы и почвы, а также в росте и развитии растений. Эти микроорганизмы выполняют важнейшую роль в повышении плодородия почвы. Подавляя плотность почвенной фитопатогенной популяции, сапротрофные грибы повышают ее супрессивность. Поэтому при характеристике фитопатогенной нагрузки почвы необходимо обязательно учитывать степень ее супрессивности.
Супрессивность почвы (природная или индуцированная) – это совокупность ее биологических, физико-химических и агрохимических свойств, ограничивающих выживаемость и паразитическую активность почвенных фитопатогенов и некоторых других вредных почвенных организмов.
Состояние микробного сообщества почвы является чутким индикатором степени антропогенной нагрузки на экосистему. Нарушения его состава и структуры проявляются раньше, чем изменения физико-химических свойств почвы. Поэтому состояние почвенной микрофлоры является важным информативным показателем происходящих в почве изменений, и это делает целесообразным включение его в систему агроэкологического мониторинга, так как фитосанитарный мониторинг и прогноз заболеваний сельскохозяйственных культур не могут быть полноценными и достоверными без анализа и учета качественного и количественного состава микробиоты почв.
Специалистами «Центра агрономических исследований» на базе ГК «Агротек» в 2021 году было проведено более 100 микробиологических исследований образцов почвы из различных районов Краснодарского края.
Выделение и идентификация эколого-трофических групп микроорганизмов проводились путем посева почвенных суспензий на плотные питательные среды.
В результате проведения микологических исследований установлено, что доминирующими в комплексе выделенных почвенных грибов являются микромицеты рода Fusarium spp., они были обнаружены в 80% проанализированных образцов. Вторыми по частоте выделения оказались патогенные грибы рода Cladosporium spp., обнаруженные в 37% образцов. Грибы родов Alternaria spp. и Verticillium spp. обнаружены в 17 и 15% образцов соответственно. Остальные патогены (Rhizoctonia spp., Stachybotrys spp. и другие) встречались реже – менее чем в 10% образцов.
Следует отметить, что грибы рода Trichoderma spp. были выделены всего в 8% образцов. В то время как присутствие в образцах почвы токсинообразующих грибов, являющихся представителями родов Penicillium spp. и Aspergillus spp. при полном отсутствии или небольшом количестве грибов рода Trichoderma spp. свидетельствует о низкой степени супрессивности почвы.
Таким образом, доминирование в структуре микробного сообщества фитопатогенных и токсинообразующих видов свидетельствует о состоянии глубокого стресса почвенного микробиоценоза и обосновывает необходимость активизации микробиологических процессов путем насыщения почвы полезной супрессивной микробиотой.
Механизм воздействия грибов рода Trichoderma spp. на патогенные микромицеты заключается в подавлении развития фитопатогенов за счет выделения высокотоксичных антибиотиков. При непосредственном контакте с мицелием патогена гриб-супрессор проникает внутрь гиф и подавляет рост клеток хозяина, а благодаря высоким темпам роста Trichoderma spp. колонизирует максимально возможное пространство и активно поглощает питательные вещества, что создает неблагоприятные условия для развития патогенов.
За счет снижения инфекционного потенциала почвы в результате работы супрессивных микромицетов растения в значительно меньшей степени поражаются корневыми и прикорневыми гнилями в период вегетации, что, в конечном счете, оказывает положительное влияние на качество и количество урожая сельскохозяйственных культур.
На основании полученных результатов исследований всем заказчикам были даны рекомендации по оздоровлению почв. Одной из рекомендаций является проведение дальнейшего мониторинга почвенных микроскопических грибов для изучения динамики восстановления супрессивных свойств почв. Повышение супрессивности почвы посредством обогащения ризосферы растений-хозяев антагонистами, регулирования ее физикохимических характеристик, а также применение специальных агротехнологических приемов препятствует инфицированию растений, не допуская их массового заболевания. Именно поэтому индукция супрессивности должна стать основным мероприятием в тактике оздоровления почв агроценозов и подавления почвенных фитопатогенов.