Анализ микробиологического состава минераловатного субстрата и экономическая эффективность.

В статье проведена сравнительная оценка качественного состава микрофлоры минераловатный субстратов компании Grodan обработанных по технологии «БИОМ» и контрольных матов в конце оборота. Проведен анализ экономических показателей. В результате данного исследования показана эффективность данного субстрата при выращивании растений в условиях защищенного грунта.

Наиважнейшая роль микрофлоры в прикорневой зоне любого растения определяется как моментами их положительного взаимодействия, так и, как это не парадоксально, моментами их антагонистического взаимодействия. В природе наличие в прикорневой зоне микроорганизмов «фитопатогенов» и микроорганизмов, разрушающих уже «мертвое растение» обеспечивает образование гумуса в почве и круговорот азота, фосфора и, практически, всех микроэлементов, необходимых для развития растений.

Управление микробным ценозом

Задачей выращивания растений в защищенном грунте, в теплицах, является получение максимальной урожайности в заданных интервалах времени, к определенному сроку. На это направлены все усилия, в том числе и селекционеров, но, к сожалению, до последнего времени очень мало внимания уделялось управляемым изменениям микробного биоценоза в прикорневой зоне растений для достижения этой задачи. Решение задачи по управлению микробным ценозом можно решать тремя способами:

1. забыть про него и ничего не предпринимать;
2. формировать его в процессе выращивания растения и пытаться управлять им;
3. сажать растение в систему в которой заранее сформирован микробный ценоз и управлять им.

Первый способ уже отошел в небытие, все больше агрономов понимают, что растения и микроорганизмы прикорневой зоны — это нечто большее чем просто сосуществование и пытаются теми или иными способами, применяя те или иные способы воздействовать на микробное сообщество.

В основе большинства технологий воздействия на микробное сообщество в прикорневой зоне растения лежат два следующих постулата - снизить концентрацию всех микроорганизмов, и положительно влияющих на растение, и отрицательно (в том числе и фитопатогеных микроорганизмов) в прикорневой зоне растения химическими обработками и либо оставить все без контроля, либо заселить освободившуюся систему микроорганизмами с положительными действиями по отношению к растению (применение биопрепаратов). К сожалению, применение как химических препаратов, так и в последующем биологических, в данных технология, не всегда корректно и зачастую не приводит к желаемому результату. Есть еще один подход, который базируется на разработке и применении нового вида субстрата для выращивания растений – минеральной ваты или ее разновидностей. Подход заключается в том, что минеральная вата, после ее производства, абсолютно стерильна и только после высадки в нее растений микрофлора в прикорневой зоне начинает формироваться. Формирование микробного ценоза в прикорневой зоне происходит за счет выделения корневой системой растения экссудатов и потребление их той микрофлорой, которая к данному моменту там уже находилась. Это как правило та микрофлора, что было привнесена с поливными растворами, из воздуха, с самими семенами, или при обработке биологическими препаратами. Такой «малоконтролируемый» процесс формирования прикорневого ценоза может привести и приводит к появлению в прикорневой зоне в том числе и фитопатогенной микрофлоры. Фитопатогенная микрофлора как правило обладает свойствами, позволяющими ей конкурировать с остальными микроорганизмами как про скорости роста, так и по способности потреблять более низкие концентрации экссудатов корневой системы. Наличие фитопатогенной микрофлоры в прикорневой зоне еще не означает, что она будет атаковать растение и вызывать те или иные заболевания, но при определенных условиях – возникновении стрессовой ситуации для растения, наличие фитопатогенной микрофлоры может привести к возникновению болезни. Одним из факторов сдерживания появления фитопатогенной микрофлоры в прикорневой зоне является развитие (рост) в прикорневой зоне микрофлоры, которая обладает большей скоростью роста в данных условиях при меньшей концентрации экссудатов. Следовательно, эту микрофлору необходимо туда внести заранее, до момента высадки растений и начала выделения ими экссудатов. Это является одной из причин рекомендаций по напитке матов биологическими препаратами до момента посадки рассады. Но более технологичным мы считаем внесение полезной микрофлоры на стадии производства минераловатного субстрата. Такая технология была реализована нами совместно с компанией Grodan.

Обработка субстрата микроорганизмами

Минераловатный субстрат Grodan обработанный по технологии «БИОМ», был испытан во Владимирском тепличном комбинате и промежуточные результаты были представлены нами ранее [1,2].

В ходе производства матов сухие микроорганизмы, входящие в состав препарата, Атлант вносились на разную глубину мата. До момента напитки мата поливным раствором микроорганизмы находились в покоящемся состоянии и не взаимодействовали ни между собой, ни с посторонней микрофлорой, которая могла попасть на поверхность мата. Сохранность свойств микроорганизмов препарата Атлант внутри минераловатного субстрата Grodan при хранении достаточно высокая, вопросы, связанные с хранением, будут представлены нами позднее.

После окончания, зимнего оборота 2019 /2020 годов, мы можем подвести первые итоги, в том числе и экономическую эффективность применения минераловатного субстрата Grodan обработанного по технологии «БИОМ».

Производственные показатели

Напомним, что эксперимент закладывался на огурце сорта Атлет гибрида F1, дата высадки растений в теплицу 31.01.2020г

В таблице №1, представлены производственные показатели по сборам продукции, произведен расчет среднего значения сбора по теплице, а также подсчитан еженедельный процент прибавки в урожайности по отношению к среднему значению сбора по теплице.

Исходя из представленных в таблицах №1 и 2 значений, можно сделать следующие выводы: Применение минераловатного субстрата Grodan обработанного по технологии «БИОМ», сокращает продолжительность периода укоренения, посредством снижения негативного воздействия стрессовых факторов для растений, по причине формирования положительного микробиологического ценоза в начале вегетации.

Для растений, выращиваемых на минераловатном субстрата Grodan обработанном по технологии «БИОМ» свойственен более ранний набор вегетативной массы и как следствие более раннее вступление в плодоношение.

Применение минераловатного субстрата Grodan обработанного по технологии «БИОМ» позволяет в начале оборота получать хорошие результаты продуктивности и сохранить их до конца оборота.

Анализ экономических параметров показывает, что выход ранней и качественной продукции позволяет снизить значения себестоимости овощей за счет более высокой цены реализации. Это значение особенно актуально для теплиц с естественным освещением. На основании данного исследования, минераловатный субстрат Grodan обработанный по технологии «БИОМ», можно рекомендовать для теплиц данного типа. В настоящее время ведутся испытания наших матов на теплицах светокультуры на разных видах овощных культур.

Нас, наряду с экономической эффективностью, интересовали и вопросы развития микрофлоры в прикорневой зоне выращиваемых огурцов сорта Атлет, в том числе и той микрофлоры, которая была внесена в минераловатный субстрат Grodan обработанный по технологии «БИОМ» препарата Атлант. В минераловатный субстрат вносили клетки и споры следующих микроорганизмов Trichoderma viride, Pseudomonas fluorescens, Lactobacillus sp. Ранее нами было изучено распределение всех внесенных микроорганизмов во времени по объему мата [1] при выращивании огурца сорта Атлет.

Микрофлора мата была исследована стандартными методами. Для проведения микробиологического исследования были использованы следующие микробиологические агаризованные среды: Чапек с антибиотиком, L-агар с нистатином, Кинг. Микробиологический состав образцов оценивался качественно и количественно – с помощью метода последовательных разведений Коха в КОЕ/г. Помещённые на чашки Петри образцы инкубировались в течение 7 дней при температуре 27°С. После окончания инкубации производилась идентификация обнаруженных микроорганизмов методом прямого микроскопирования, экспресс-методом Крегенсена (для определения грам-типа бактерий). Все работы велись в стерильных условиях, с применением специального оборудования. Сравнивали контрольные маты и маты, обработанные микроорганизмами по методу компании БИОМ.

Показатели обсемененности субстрата

Качественные показатели обсемененности субстрата представлены в таблице №3.

Как видно из таблицы №3 в контрольном образце не было обнаружено микроорганизмов, вносимых с препаратом Атлант, в то время как в минераловатном субстрате обработанных по технологии «БИОМ» были обнаружены все вносимые микроорганизмы. На верхнем уровне мата сумма внесенных микроорганизмов в % составила 30%, на среднем 25% и в нижней части мата до 40%. Гриб рода Trichoderma sp. при этом пронизывал практически весь мат, Lactobacillus sp. Были локализованы в нижней части мата, бактерии рода Pseudomonas sp. локализованы в областях с максимальным содержанием кислорода.

Очень характерным является распределение фитопатогенной микрофлоры, которая представлена грибами рода Fusarium sp., Verticilium sp., Cylindrocarpon sp. Эти фитопатогенные микроорганизмы были обнаружены в контрольном минераловатном субстрате, причем в сумме патогенные формы микроорганизмов составляли до 30% от всех найденных. В минераловатном субстрате, обработанным по технологии «БИОМ» препаратом Атлант, был обнаружен только гриб рода Fusarium, причем его количество не превышало 15% от всех выявленных микроорганизмов.

Заключение

Таким образом внесение в минераловатный субстрат микроорганизмов по технологии «БИОМ» привело к снижению появления и развития в нем фитопатогенной микрофлоры, а это в свою очередь объясняет те экономические преимущества, которые наблюдались при применении матов компании Grodan, обработанных по технологии «БИОМ»