Лекція 3. БІОТИЧНИЙ ПОТЕНЦІАЛ АГРОТЕХНОЛОГІЙ ТА ЙОГО
Страница 6 из 7
Важливим напрямом подальшого вдосконалення інтегрованого підходу в захисті рослин є вивчення впливу на урожай не тільки окремих шкідливих організмів, але й всього їх комплексу. Оцінка комплексної шкодочинності показала, що між шкодочинністю окремих об'єктів або при різних їх співвідношеннях існує тісна взаємодія, що зумовлює підвищення чи зниження шкідливого впливу кожного з них на продуктивність рослин. Тому при встановленні шкодочинності будь-якого організму слід враховувати наявність і ступінь розвитку хвороб та чисельність шкідників і бур'янів. Інакше комплексну шкодочинність кількох шкідливих об'єктів легко приписати одному з них.
3.5. Непаразитні гетеротрофні організми, їх вплив
На формування родючості ґрунту і агротехнології
Сучасний етап інтенсифікації сільськогосподарського виробництва передбачає впровадження високої культури землеробства, що пов'язано з широким застосуванням добрив, пестицидів, полімерів, прогресивних сівозмін і способів обробітку ґрунту, меліорацією земель тощо. Такі дії на ґрунт призводять до змін екологічної обстановки, а це, в свою чергу позначається на структурі мікробної спільноти, його біологічній активності. Вивчення цих питань має стати одним із основних завдань сучасної ґрунтової мікробіології Розв'язання їх послужить теоретичною та практичною основою для підвищення родючості ґрунтів, наукового обґрунтування сучасних систем землеробства і комплексної хімізації сільського господарства. Крім того, такі дослідження дадуть змогу відповісти на питання про майбутнє впровадження цих заходів і збереження довкілля.
До основних напрямів дослідження, за даними В. П. Патики (1996), слід віднести:
§ Вивчення ролі мікроорганізмів у культурному ґрунтоутворюючому процесі і впливу різних прийомів окультурення ґрунтів на склад та біохімічну активність мікрофлори.
§ Збереження стабільного рівня вмісту органічних речовин у ґрунті, де основна роль у їхньому розкладанні та утворенні складніших органічних речовин, у тому числі гумусу, належить мікроорганізмам.
§ Біологічне переведення азоту повітря в органічні азотовмісні сполуки, яке здійснюється за участю бобових і злакових рослин, специфічних бактерій (що живуть у ґрунті) або ціанофітів.
§ Біологічне перетворення фосфору.
§ Біологічна боротьба з хворобами, шкідниками й бур'янами з використанням правильного чергування культур у сівозміні, вибором видів і сортів, пристосованих до конкретних умов, і методів активізації природних ворогів шкідників.
§ Вивчення мікробіологічних процесів трансформації пестицидів.
Ґрунт містить велику кількість різних мікроорганізмів, тобто характеризується високим генофоном. Але реалізація корисних властивостей мікрофлори для підвищення продуктивності рослин відбувається не завжди. Рівень врожайності сільськогосподарських рослин визначається значною мірою функцією мікробної спільноти ґрунту, а її функція, у свою чергу, залежить від структури.
Для того щоб розв'язати питання - прогресивна чи регресивна дія на мікробну спільноту ґрунту, потрібно визначити, як зміна його структури позначилася на ефективності функцій. Якщо у результаті зміни структури (спрощення чи ускладнення), наприклад при застосуванні певних добрив або підвищенні ступеня насиченості сівозміни однорідними культурами, вона виявилася більш пристосованою для виконання головної функції - підвищення врожайності сільськогосподарських культур, то розглянуту зміну слід оцінювати як прогресивну, і навпаки.
Кінцевий результат діяльності ґрунтових мікроорганізмів складається з багатьох процесів, часто дуже специфічних, кожний з яких пов'язаний з активністю популяції окремого виду.
Переважна більшість процесів у ґрунті є мікропроцесами і характеризується незначними вимірами. Дуже малі розміри мікроорганізмів і величезна їхня кількість робить неможливим дослідження функцій окремих видів у спільноті. Виходячи з цього, при оцінці функції мікробної спільноти у ґрунті, слід брати за основу сумарне виявлення цього показника, скажімо, дані про біологічну активність ґрунту, але у кінцевому результаті ним має бути рівень урожайності.
Структуру і функції мікробного угрупування ґрунту при оцінці прийомів його окультурення слід вивчати паралельно. Співвідношення структури і функції на всіх рівнях ґрунтово-мікробіологічних досліджень має вважатися центральною проблемою. На цьому наголошував у свій час Е. М. Мішустін, вважаючи, що функції мікробів багатогранні і нерідко умови середовища визначають певну їхню спрямованість, тому цілком очевидно, що один мікробіологічний аналіз ґрунту, наскільки б повним він не був, не може всебічно охарактеризувати стан ґрунту. Потрібно одночасно використовувати комплекси хімічних і біохімічних показників і лише за їхньою сукупністю можна робити належні висновки.
Більшість досліджень мікроорганізмів у ґрунті спрямовувалися на збирання інформації про групи присутніх мікроорганізмів і природу хімічних перетворень, викликаних ними Але, як відомо, багато ґрунтових мікроорганізмів утворюють латентні структури, які, що неодноразово підтверджено даними, звичайно трапляються в ґрунті і часто можуть за кількістю переважати активні клітини. Тому потрібно звертати увагу на важливість латентної природи багатьох представників мікрофлори, на зв'язок даного факту з наявністю енергії, необхідної для росту, можливістю існування несприятливих навколишніх умов та іншими причинами. Слід намагатися визначити, яка і скільки мікрофлори у ґрунті перебуває у вегетативному стані, відрізняти живі й відмерлі клітини і вимірювати метаболічну активність мікробних популяцій.
Хотілося б окремо звернути увагу на аналіз процесів, що відбуваються при різних видах обробітку ґрунту. Адже застосуванням різних обробітків можна регулювати мікробіологічні процеси ґрунту і сприяти підвищенню врожайності. Передусім, слід було б звернути увагу на пошук можливостей активізації діяльності мікроорганізмів, регулювання біологічної активності ґрунту різних генетичних горизонтів. Так, дуже багатий на перегній підорний шар чорнозему має знижену активність. Активізація діяльності мікроорганізмів могла б у даному випадку сприяти підвищенню ефективної родючості ґрунтів.
У агротехнологіях поряд з іншими важливими проблемами все більшого значення набуватимуть біологічні обмеження, пов'язані з біологічними особливостями культур, зі зміною складу мікробоценозу ґрунту у бік, несприятливий для розвитку вирощуваних рослин, а також із збільшенням кількості шкідників і збудників хвороб рослин. Поки що значення таких біологічних проблем родючості ґрунтів для майбутнього землеробства майже не враховується. Отже, виникає потреба досліджень з цих проблем, спрямованих на вивчення факторів, лімітуючих родючість ґрунтів за сучасних систем землеробства, і розробку шляхів їх усунення.
Серед заходів, спрямованих на одержання високих і сталих урожаїв сільськогосподарських культур, передусім слід звертати увагу на запровадження та правильне освоєння сівозмін.
Сівозміна має багатогранний вплив на складні біохімічні процеси, що відбуваються у ґрунті, і на відношення культурних рослин до умов навколишнього середовища, передусім до ґрунту та його мікрофлори. Без глибокого і всебічного вивчення цих питань не можна правильно, на науковій основі, побудувати сівозміну.
Особливо важливим це питання стає тепер - у зв'язку з інтенсифікацією сільськогосподарського виробництва, впровадженням високої культури землеробства, зміною форм власності. Все частіше виникає потреба перегляду існуючих сівозмін з метою насичення їх вигідними для господарств культурами, а це потребує перегляду теоретичних підходів при побудові сівозмін і обґрунтування чергування у них культур.
Відомо, що завдяки діяльності ґрунтових мікроорганізмів у ґрунті нагромаджуються елементи живлення і не лише азот, а й значною мірою фосфор та калій у доступній формі, які вивільняються з материнської породи.
Отже, роль мікроорганізмів у природній родючості ґрунтів дуже важлива. Еволюція закріпила за мікроорганізмами найважливішу ланку кругообігу речовин у біосфері, розкладання і мінералізації величезної маси органічної речовини, яка безперервно надходить у ґрунт та водойми, і синтез азотних сполук з азоту повітря.
Тепер ситуація докорінно змінилася. Описані вище природні процеси, які відбуваються в ґрунті, уже не зможуть забезпечити необхідні, відповідно із швидким зростанням чисельності населення, високі врожаї сільськогосподарських культур. На зміну природній родючості ґрунтів прийшла штучна, створена людиною. Виробляючи і застосовуючи у широких і всезростаючих масштабах штучні добрива, людина взяла на себе важливу функцію ґрунтових мікроорганізмів - забезпечення рослин елементами мінерального живлення. Масове застосування мінеральних добрив - це новий, раніше невідомий еволюції фактор. І настільки ж новим фактором є винос величезної кількості азоту, фосфору, калію та інших елементів з швидко зростаючими врожаями. Такі виноси не можуть бути компенсовані лише за рахунок корисної дії мікроорганізмів, без застосування мінеральних добрив.
Основним завданням ґрунтових мікробіологів до недавнього часу було вивчення ролі мікроорганізмів у кореневому живленні рослин. За умов природної родючості ґрунту ця роль дійсно була ключовою. Але як уже зазначалося, частіше формування достатньо високих урожаїв за рахунок лише природної родючості ґрунтів неможливе. Застосування добрив є тепер обов'язковим для одержання високих і сталих урожаїв.
У зв'язку із збільшенням застосування мінеральних добрив дуже гостро постало питання про підвищення їхньої ефективності. Коефіцієнт використання азоту мінеральних добрив не перевищує 50, а фосфору - навіть 15 - 20%. З'ясування участі поживних елементів, внесених з добривами у ґрунт, - питання першочергового значення. А роль мікрофлори у трансформації цих елементів у ґрунті дуже важлива.
