Концепция и теория эффективных микроорганизмов

Купить ЭМ-препараты в каталоге АРГО >>

Из доклада проф. Теруо Хиги

Действительно ли обработка почвы смешанными культурами мик­роорганизмов научно обоснована? Каков механизм действия эффектив­ных микроорганизмов в системе по­чва - растение и каковы варианты применения ЭМ-технологии для раз­личных почв? Ответить на эти воп­росы помогут рассмотренные в докладе теории.

Теория болезнеподавляющей почвы

Чтобы объяснить термин «болез-неподавляющая почва», нужно рас­сказать о биологических способах подавления болезней растений.

Три механизма действия болез­неподавляющей почвы:

1) патогенные микроорганизмы не могут развиться (прижиться в по­чве);
2) патогенные микроорганизмы присутствуют в почве, но не в состо­янии проявить свои вредные для ра­стений свойства;
3) патогенные микроорганизмы поражают только одну культуру ра­стений (монокультуру).

Проведенные нами эксперимен­ты показали, что почва, обработан­ная ЭМ-2, ЭМ-3, ЭМ-4, имела бо­лее низкий показатель распростра­нения грибковых заболеваний (Thielaviopsis и Verticillium) и заболе­ваний, вызываемых бактериальной флорой (Xanthomonas, Erwinia, Agrobacterium и Pseudomonas), чем контрольная почва, обрабатывае­мая обычными удобрениями. Спо­собность к подавлению патогенных микроорганизмов зависит от состо­яния почвы, растений и оттого, какая куль­тура или комбинация ЭМ-культур приме­няются. Это указывает на то, что ЭМ спо­собствуют формированию болезнеподав­ляющей почвы естественным путём.

Теория органической энергии

По общепринятой теории, органичес­кие вещества, добавленные в почву, под воздействием микроорганизмов подверга­ются разложению, в результате чего про­исходит минерализация остатков и они становятся пригодными для поглощения растениями. В теории органической энер­гии превращения в органике происходят вследствие ферментации ее различными молочнокислыми бактериями и другими микроорганизмами, продуцирующими молочную кислоту. Это, в свою очередь, освобождает аминокислоты и полисаха­риды, и эти растворимые органические со­единения в неизмененном виде поглоща­ются растениями и используются ими в различных метаболических процессах. Kinjo (1990) выяснил, что количество ами­нокислоты после внесения в почву органи­ческого вещества с добавкой ЭМ в тече­ние пяти дней было значительно выше, чем в контроле без использования ЭМ.

Исследования поглощения аминокис­лот, Сахаров и других органических соеди­нений корнями растений, проведенные на культурах тканей растений, показали, что процессы роста растений и формирования каллюса на местах повреждений (регене­рация) у растений и сама растительная клетка нуждаются не только в питании мак­ро- и микроэлементами. Для них может быть полезным и поглощение энергии, вы­деляющейся в реакциях с участием моле­кул типа аминокислот и моносахаридов.

Таблица 1. Увеличение количества микроорганизмов в почве около растений перца после распыления на ее поверхности раствора мелассы.

Таблица 2. Увеличение количества микроорганизмов на поверхности листьев репы бразильской после обработки их раствором мелассы.

Процесс ферментации часто исполь­зуется при приготовлении таких пищевых продуктов, как соевая паста и соевый соус, а также при заготовке силоса для домаш­него скота. Однако процессы фермента­ции в почве и их польза для растений очень мало изучены.

Теория неорганических раствори­мых питательных веществ

Почвенные микроорганизмы необхо­димы при разложении органических ве­ществ и рециркуляции получаемых пита­тельных веществ, для дальнейшего усвое­ния их растениями. Сохранение плодоро­дия почвы заключается, главным образом, в устранении естественного уменьшения содержания органических веществ в почве (часто из-за эрозии почвы) и недостаточ­ного возмещения этого расхода органи­ческих веществ, при котором популяция микробов в почве и ее биологическое многообразие также имеют тенденцию уменьшаться.

С целью исследования влияния органики на почвенные микроорга­низмы проводились эксперименты, в которых 0,1% водным раствором патоки обрабатывали почву, а так­же опрыскивали листья репы бра­зильской и зеленого перца. Этот раствор использовался в качестве источника углерода и энергии для природных микроорганизмов.

Результаты показали значитель­ное увеличение количества бакте­рий, актиномицетов и грибков как в почве, так и на поверхности листа опытной группы по сравнению с кон­трольной (таблицы 1 и 2).

При обработке мелассой листвы значительно возросла заселенность азотфиксирующими бактериями по­верхности листьев репы (таблица 2).

В связи с увеличением общего количества микроорганизмов уро­жайность как перца, так и репы зна­чительно выросла (таблица 3).

Нерастворимые органические фосфорсодержащие соединения, которые являются в значительной степени недоступными растениям, часто могут быть растворены микро­организмами. Так, в эксперименте, в ходе которого в почву были добав­лены различные культуры ЭМ, на­блюдалось существенное увеличе­ние содержания неорганического фосфора (Р₂O₅) по сравнению с кон­тролем (рис. 1).

Рис 1. Действие различных ЭМ-препаратов на содержание Р₂O₅

Теория баланса популяции почвенных микроорганизмов

Распространение и степень опасности болезней растений зави­сит от состояния почвы, её химичес­ких, физических и микробиологи­ческих свойств, качества ухода за почвой. Также очень важна агротех-нология получения урожая, то есть севооборот, порядок использования монокультур, способ уборки уро­жая. Сюда же относится и культиви­рование растений, то есть использо­вание растений в зависимости от восприимчивости и устойчивости их к болезням. Эти факторы могут зна­чительно влиять на общую микроб­ную популяцию в почве, ее структу­ру и разнообразие. Совокупный ба­ланс в разнообразии вредных и по­лезных микроорганизмов будет задавать микробиологическое рав­новесие почвы, определять, будет ли экосистема почвы благоприятной или неблагоприятной для роста и здоровья растений.

Почва, содержащая большие популя­ции актиномицетов, Trichoderma, Penicillium, Pseudomonas и других микроорганиз­мов, которые являются антагонистами по отношению к болезнетворным микробам, считается почвой, подавляющей бо­лезни.

Те почвы, которые содержат большое количество лактобактерий и других вызы­вающих брожение микроорганизмов, та­ких как дрожжи, крахмал- и целлюлоза-расщепляющие бактерии, рассматрива­ются как почвы, вызывающие броже­ние.

Те почвы, в которых присутствуют в больших количествах азотфиксирующие бактерии (Azotobacter, Beijerinckia, Derxiа и Spirillum), факультативные анаэробные бактерии (Bacillus, Enterobacter, Klebsiella и Clostridium) и фотосинтезирующие бак­терии, классифицируются как синтези­рующие почвы.

Почвы, содержащие многочисленные популяции патогенных грибков (Fusarium, Thielaviopsis, Phytophthora, Verticillium и Pythium), рассматриваются как почвы, вызывающие болезни.

Таблица 3. Повышение урожайности зеленого перца и репы бразильской в результате опрыскивания мелассой поверхности листьев.

Значимое различие между обработками - 5% вероятности по тесту Дункана

Фотосинтезирующие и азотфиксирующие бактерии и азот

При применении ЭМ на почве или по­верхности листьев культурных растений популяции фотосинтезирующих и азот-фиксирующих бактерий лавинообразно растут. Этот феномен влечет за собой рост более сильных растений, их более высо­кую урожайность и улучшение качества урожая (основанного на более высоком содержании витамина С и сахара в пло­дах) по сравнению с вариантами без об­работки ЭМ. Предполагалось, что боль­шое количество фотосинтезирующих и азотфиксирующих бактерий в почве и на поверхности листьев существенно увели­чат темп и продуктивность фотосинтеза и способность к связыванию азота. Однако это не было подтверждено эксперимен­тально.

Исходя из этого Reid (1979) пришел к выводу, что популяции беспримесных культур фотосинтезирующих бактерий Pinus ponderosa и P. flexilis имеют тенден­цию увеличиваться в той же степени, что и рост инфицированности Ectomycorrhizae.

Ruinen (1970) был одним из первых, кто исследовал появление азотфиксирую-щих бактерий на поверхности листьев. Pari, Chandra (1981) и Sen Gupta et al. (1982) обнаружили, что азотфиксирую­щие бактерии на поверхности листьев мо­гут заметно увеличить урожайность.

О научной обоснованности теории и практики Эффективных Микроорганизмов

Высказываются сомнения относитель­но возможности такого воздействия мик­роорганизмов в системе почва - растения, которое изменяет микробиологическое равновесие в ней, положительным обра­зом влияя на рост и урожайность расте­ний. Считается, что это возможно только в случае обработки семян бобовых культур микроорганизмами вида Rhizobium. Внут­ри семян бобовых культур содержится до­статочно большое количество бактериаль­ных спор Rhizobium, чтобы гарантировать их выживание и воздействие в дальней­шем на корни.

Кроме того, большинство микробио­логов знает, что для первых попыток об­работки почвы использовались ЭМ, состо­ящие из единичных, чистых культур мик­роорганизмов. В результате не был полу­чен ожидаемый эффект. Причиной неуда­чи стала быстрая гибель внесенных мик­роорганизмов во враждебной или небла­гоприятной для них почвенной среде.

Когда рассматривается вопрос, дей­ствительно ли научно обоснована обра­ботка почвы смешанными культурами мик­роорганизмов, подразумевается такая об­работка, как внесение в почву фекалий животных, остатков урожая и сидеральных удобрений. Все эти органические веще­ства заселены группами полезных микро­организмов, которые изначально не свой­ственны обрабатываемой почве, но действительно могут улучшать ее микробиологическое равновесие (по крайней мере на некоторое время), в какой-то мере увеличивая урожай­ность и предохраняя растения.

Усовершенствованный способ обработки предусматривает исполь­зование ЭМ-препаратов для введе­ния смешанных культур полезных микроорганизмов в агроэкосистему, причем гарантируется их оптималь­ное воздействие при периодически повторяющейся обработке.

Без ответа остаются пока вопро­сы о фактических механизмах дей­ствия ЭМ в почвенно-растительной среде и их эффективности при кри­тических состояниях почвы и расте­ний, например, при сильной засухе, высоких температурах почвы и де­фиците питательных веществ.

Чтобы ответить на эти вопросы, во многих странах мира проводятся широкомасштабные исследования, которые должны научно обосновать применение эффективных микроор­ганизмов сейчас и в перспективе.

От редакции: Это выступле­ние проф. Хиги датируется 1993 го­дом, поэтому на некоторые вопросы сегодня уже получены убедительные ответы, прежде всего это касается механизмов и результатов действия эффективных микроорганизмов в почвах.