Influence of estimation inoculate of soil microorganisms on some characteristics of oat growth and crop in the conditions of rockdump of Kedrovsky open pit coal mine.pdf Многообразие условий и методов разработкиугольных месторождений вызывает необходимостьсовершенствования технологических приемов рекуль-тивации земель, нарушенных в процессе производст-венной деятельности шахт, разрезов и обогатительныхфабрик. Как правило, площади, занимаемые отвалами,лишены плодородного почвенного слоя, и формирова-ние последнего естественным путем представляет со-бой длительный процесс, измеряемый десятилетиями.Использование традиционных способов биологическойрекультивации путем покрытия отвальной поверхностиплодородным почвенным слоем или потенциальноплодородными породами требует значительных затрат.Поэтому особое значение приобретают исследования,направленные на разработку экономически целесооб-разных способов восстановления биологической про-дуктивности нарушенных площадей, исключающихвыполнение этих трудоемких операций. Основной за-дачей этих разработок является создание устойчивыхрастительных сообществ с целью улучшения экологи-ческой и санитарно-гигиенической обстановки в рай-онах размещения предприятий угольной промышлен-ности. Одним из способов ускорения почвообразова-тельного процесса на техногенно нарушенных земляхявляется внесение препаратов почвенных микроорга-низмов, способных расти на бедных субстратах, кото-рым принадлежит первостепенная роль в повышениибиодоступности элементов питания для растений [1-5].Исследованиями микробиологов Института почво-ведения СО РАН (г. Новосибирск) установлено, чтоинициальная и посттехногенная фазы развития экоси-стем на породных отвалах угольных разрезов Кузбассахарактеризуются преимущественным развитием мик-роорганизмов, использующих доступные источникиминерального питания, это в первую очередь микро-скопические грибы и микроорганизмы, использующиеминеральные формы азота [6, 7]. Благодаря мицелляр-ному строению сообщества грибов «захватывают» иподвергают биогеохимической трансформации значи-тельные объемы мелкозема минерального субстрата,создавая тем самым возможность использования мно-гих соединений более требовательными группами мик-роорганизмов. Кроме того, микроскопические грибыобладают способностью разрушать минералы за счетобразования значительных количеств кислот. Микро-организмы, разлагающие силикаты, способны перево-дить калий и другие зольные элементы в усвояемыедля высших растений формы. Такой способностьюкроме грибов обладают многие микроорганизмы - поч-венные бациллы, псевдомонады, диатомовые водорос-ли, микобактерии, тионовые бактерии и др. [8, 9].Оценку действия микроорганизмов по переводу труд-норастворимых органоминеральных веществ отваль-ных пород в легкоусваиваемые формы можно прово-дить по показателям жизнедеятельности растений.Цель данной работы - получение инокулятов поч-венных микроорганизмов, способных расти на бедныхпитательных субстратах, и оценка их влияния на неко-торые характеристики роста и урожай овса при внесе-нии на породные отвалы угольного разреза «ОАО Кед-ровский».Материалы и методика исследованияМодельный эксперимент заложен в 2008 г. на тех-ногенных элювиях, лишенных растительности пород-ного отвала «Южный» разреза «ОАО Кедровский»,расположенного в Кемеровской области в зоне север-ной лесостепи [10]. Возраст отвала 20 лет, в 2004 г.проведен комплекс работ по его планировке. Породыотвала представлены песчаником (60%), алевролитами(20%), аргиллитами (15%), суглинками и глинами (5%).Преобладающей фракцией являются крупные агрегаты(от 3 до 10 и более мм), содержание мелких частицснижено. Исследуемые элювии характеризуются ще-лочной реакцией (рН 7,8), низкой обеспеченностьюподвижными формами фосфора и азота (7 и 1,7 мг/кгсоответственно), содержание обменного калия чутьниже нормы (125 мг/кг). Анализ содержания тяжелыхметаллов показал незначительное превышение ПДК поподвижным формам никеля и хрома.Эколого-трофические группы микроорганизмов -микроскопические грибы, микроорганизмы, исполь-зующие минеральные формы азота, микроорганизмы,разлагающие силикаты, выделяли из почвы на специ-альных агаризованных средах. Выделение микроско-пических грибов проводили на 3.Б сусло-агаре, под-кисленном молочной кислотой; микроорганизмов, ис-пользующих минеральные формы азота (в том числеактиномицетов), - на крахмалоаммиачном агаре (КАА)[11, 12]; микроорганизмов, способных разлагать сили-каты, - на агаризованной среде Александрова-Зака [8].Отличительной особенностью среды Александрова-Зака является наличие минеральной формы азота, атакже алюмосиликата, индуцирующего развитие мик-роорганизмов, способных разлагать силикаты. Иноку-лят получали путем наращивания микробной массы всоответствующих жидких питательных средах - жид-ком сусле, среде Александрова-Зака, крахмало-аммиачной среде (КАС) - последовательным пересе-вом в возрастающие объемы среды. Содержание жиз-неспособных клеток в жидких средах (табл. 1) опреде-ляли путем подсчета количества колонеобразующихединиц (КОЕ), выращенных на соответствующих ага-ризованных средах [11]. Смеси микроорганизмов дляинокуляции составляли в равных объемах с учетомтого, что общий объем для внесения на делянки соот-ветствовал 7 л. Внесение инокулята микроорганизмовпроводили летом 2008 и 2009 гг. дважды за вегета-цию - 20 июня и 20 июля.Т а б л и ц а 1КОЕ микроорганизмов в исходных инокулятахДата Число микроорганизмов, 105 КОЕ/млопределения Среда Александрова-Зака Крахмалоаммиачная среда 3.Б сусло19.06.09 г. 8 514,93 1 245,25 35 416,4219.07.09 г. 10 512,05 1 175,50 38 914,23Пробные площадки (ПП) соответствовали 1 м2, по-вторность опыта каждой пробной площадки 3-кратная.Делянки по повторностям пространственно отдаленыдруг от друга для исключения влияния неоднородностиэлювиального субстрата и рельефа местности.На опытные делянки внесены инокуляты микроор-ганизмов согласно следующей схеме:(ПП 1) - контроль (вода);(ПП 2) - микроскопические грибы;(ПП 3) - микроорганизмы, выросшие на средеАлександрова-Зака;(ПП 4) - микроорганизмы, выросшие на крахмало-аммиачной (КА) среде;(ПП 5) - микроскопические грибы + микроорганиз-мы, выросшие на среде Александрова-Зака;(ПП 6) - микроскопические грибы + микроорганиз-мы, выросшие на КА среде;(ПП 7) - микроорганизмы, выросшие на средеАлександрова-Зака + микроорганизмы, выросшие наКА среде;(ПП 8) - микроорганизмы, выросшие на средеАлександрова-Зака, + микроскопические грибы + мик-роорганизмы, выросшие на КА среде.В качестве модельногоВнесение отдельных групп микроорганизмов0,0000,1000,2000,3000,4000,5000,6000,7000,8000,9001,0001,10015 июня 25 июня 5 июля 15 июня 25 июля 4 августа1234Сроки наблюденияВнесение смеси микроорганизмов0,0000,1000,2000,3000,4000,5000,6000,7000,8000,9001,0001,10015 июня 25 июня 5 июля 15 июня 25 июля 4 августа,15678Сроки наблюденияРис. 1. Изменения сухой массы овса в динамике за вегетацию в условиях внесения инокулятамикроорганизмов на породных отвалах угольного разрезаВнесение отдельных групп микроорганизмов0,000,010,020,030,040,050,060,070,080,090,10NAR, г/см2 10 суток123415-25.06 25.06-5.07 5-15.07 15-25.07 25.07-4.08Дата наблюденияВнесение смеси микроорганизмов0,000,010,020,030,040,050,060,070,080,090,10NAR, г/см2 10 суток1567815-25.06 25.06-5.07 5-15.07 15-25.07 25.07-4.08Дата наблюденияРис. 2. Изменение величины нетто-ассимиляции овса в динамике за вегетацию в условияхвнесения инокулята микроорганизмов на породных отвалах угольного разрезаАнализ структуры урожая показал, что у овса всехопытных вариантов наблюдаются более высокие зна-чения его элементов (табл. 2), в особенности следуетотметить ПП 3, 7 и 8.Так, масса зерен с одного растения на ПП 3, 7 и 8превышает контроль в 7; 3,7 и 5,7 раза, количествозерен с одного растения - в 3; 2 и 3 раза соответст-венно.Наибольшая масса 1 000 зерен наблюдалась на ПП 3и превышала контроль в 2 раза. Менее значительныеотличия выявлены в показателе «количество стеблей содного растения». У опытных растений отмечаетсялишь тенденция к повышению данного показателя,однако, более выраженная на ПП 3, 5, 7 и 8.Т а б л и ц а 2Структура урожая овса, выращенного на породных отвалах угольного разреза в условиях внесения инокулята микроорганизмов№ п/п Количество стеблейс одного растения, шт.Количество зеренс одного растения, шт. Масса 1000 зерен, г Масса зеренс одного растения, г1 1,03  0,03 2,00±0,13 14,67±1,09 0,03±0,0022 1,07  0,05 4,20±0,37 23,50±1,38 0,11±0,0143 1,43  0,11 6,13±0,78 29,43±6,53 0,21±0,0344 1,07  0,05 3,43±0,18 24,63±0,45 0,09±0,0065 1,33  0,13 2,9±0,19 26,76±1,53 0,08±0,0066 1,13  0,06 3,63±0,24 25,43±1,61 0,09±0,0087 1,27  0,13 4,43±0,46 23,88±0,27 0,11±0,0188 1,20  0,07 6,1±0,47 26,12±2,21 0,17±0,02Выводы. 1. Установлено, что внесение инокулятапочвенных микроорганизмов в техногенные элювиипородных отвалов угольного разреза ОАО «Кедров-ский» способствует увеличению процесса роста и уро-жая овса, что выражается в более высоких показателяхприроста сухой массы растений, величины NAR, массыи количества зерен с одного растения и массы 1 000 зе-рен.2. Максимальные показатели характеристик роста иурожая овса выявлены в вариантах с внесением иноку-лята микроорганизмов, выращенных на среде Алексан-дрова-Зака как отдельно, так и в комплексе:1 - с микроорганизмами, выращенными на КА сре-де;2 - с микроорганизмами, выращенными на КА сре-де, и микроскопическими грибами.

Скачать электронную версию публикации