21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
08.08.2017
14.07.2017
Действие перегноя на рост растений
 25.06.2014

О положительном действии гумуса на рост и жизнедеятельность растений говорят многочисленные наблюдения и результаты точных лабораторных опытов.
Боттомлей с сотрудниками выращивал ряску (Lemпа minor L.) в питательном растворе Кноппа с прибавлением малых доз водной вытяжки хорошо перепревшего (компостированного) торфа. Он получил следующие результаты: в чистом растворе без перегноя на 35-е сутки роста из 10 внесенных экземпляров ряски выросло 30, а при добавлении в раствор торфяной вытяжки — 132 экземпляра. Экземпляры растений, выросших в присутствии органических веществ, были значительно более крупными и более зелеными: сухой вес 100 экземпляров равнялся 50,5 мг, тогда как 100 экземпляров контрольных растений весили 29,4 мг. В последующих опытах Боттомлей показал, что торфяная вытяжка также положительно действует на некоторые другие растения — Lemna minor L., Salvinia natans All, Limnobium stolonifer L. Урожай сухой массы их при выращивании в присутствии торфяного перегноя был выше, чем в контроле.
Бактеризованный торф, хорошо перепревший, т. е. переработанный микроорганизмами, более заметно стимулирует рост растений, чем торф некомпостированный, естественный. На этом основании Боттомлей приготовил специальный землеудобрительный препарат — гумоген. Этот препарат при лабораторных экспериментах и в условиях полевых опытов давал положительный эффект. Препарат был запатентован и рекомендован для применения в сельском хозяйстве под разные культуры растений. Согласно рецепту на патенте к торфу при компостировании прибавлялся пептон для ускорения развития и повышения жизнедеятельности микроорганизмов. Для более быстрого разложения органического вещества торфа, к по следнему прибавлялись и бактерии — азотобактер, клубеньковые и др. Зараженный торф выдерживался при температуре 25° в течение трехчетырех недель. После этого препарат был готов к употреблению.
Моккеридж повторила опыты Боттомлея и полностью подтвердила его данные. Она прибавляла к питательному раствору водные вытяжки бактеризованного и небактеризованного торфа и выращивала ряску. Через 9 недель из 10 экземпляров у нее выросло: в контроле 249, в присутствии бактеризованного торфа — 3134, а в присутствии небактеризованного торфа — 1080 экз. Сухой вес 100 экз. ряски был: в контроле 6,5 мг, а в опыте с прибавкой гумуса торфа 19,5 мг.
В собственных исследованиях мы применяли хорошо перепревшие ком-посты, приготовленные из разных растительных остатков — из соломы житняка, пшеницы, овса, сена люцерны и др., а также хорошо перепревший навоз. Концентрированная водная вытяжка этих компостов и навоза прибавлялась к питательному минеральному раствору из расчета 5—10 капель на 100 мл среды, что составляет примерно 0,005—0,01 мг сухого вещества. Этот питательный раствор мы использовали как субстрат для выращивания в нем ряски, а также применяли его для удобрения песчаною субстрата, на котором выращивали растения — злаки и бобовые.
Ряска (Lemna minor L.) выращивалась в стерильных условиях в стеклянных сосудах, выставленных на окно рабочей комнаты. В контрольных сосудах среда не содержала вытяжки из компостов. Учет урожая производился на 85-е сутки. Подсчитывалось число выросших экземпляров и вес их сухой массы. Исходное число экземпляров растений в каждом сосуде было 10. Подбирались растения, равноценные по своему внешнему виду. Результаты этих опытов приведены в табл. 30.

Действие перегноя на рост растений

Как видно из этих данных, растения (ряска) в сосудах с органикой развивались значительно лучше. Растения были крупней, имели более яркую зеленую окраску, корневая система была развита более мощно.
Разные компосты оказывают неодинаковое действие на рост ряски. Наибольший эффект был получен при воздействии компоста житняка и навозной жижи. Экземпляры растений в этом случае были наиболее мощными и развитыми. Вытяжка из компоста соломы овса по числу растений дала такой же эффект, как навозная жижа, но экземпляры в этом варианте опыта были меньших размеров. Наименьший эффект был получен в присутствии компоста соломы пшеницы.
Волькер испытывал препарат Боттомлея в вегетационных сосудах и в полевых условиях на культуре гороха, овса и гречихи Наибольшая прибыль урожая получена им у гречихи — 407%; по овсу эффект был слабее — 131%, а в опытах с горохом прирост наблюдался только по зеленой массе — 231%. Урожай зерна, наоборот, был ниже (87%), чем в контроле (100%). Примерно такие же данные получили Кларк и Роллер. Ряска в стерильных условиях роста на питательном субстрате росла значительно хуже, чем в присутствии компостированной массы. Наиболее обильное и мощное развитие ряски было в сосудах, куда добавлялись компостированный торф и навоз. Вытяжка из компоста люцерны дала наименьший эффект. В работе 1931 г. указанные авторы установили, что в присутствии бактерий компосты более эффективны, чем стерильные.
Эшби отмечает, что органические вещества компостированных растительных остатков хотя и не являются обязательными для роста растений (ряски), тем не менее оказывают большое влияние на развитие последних. Зегер при выращивании ряски вводил в питательный минеральный раствор щелочную вытяжку гумуса. Урожай получался в 2—3 раза больший, чем в контроле. Сопоставляя действие на рост растений гумуса с действием дрожжевого экстракта, он установил их равноценность.
Гиллитцер на основании собственных исследований и анализа литературных данных приходит к заключению, что перегной почвы и компосты стимулируют рост растений. Вещества гумуса, по его мнению, действуют специфически на корневую систему, ускоряя ее рост.
Ольсен провел несколько серий опытов по выращиванию ряски и подсолнечника в присутствии компостов и без добавления последних в питательный раствор. Своими опытами он подтвердил данные Боттомлея и Волькера. В присутствии малых доз перегноя (водных вытяжек бактеризованного торфа) как ряска, так и подсолнечник развивались значительно лучше, чем на чистом питательном растворе (раствор Детмера). Вес сухой массы ряски в опытном сосуде был 482 мг, а в контрольных — 189 мг; вес подсолнечника: в опытном сосуде 1,33 г, а в контрольном 0,80 г. В присутствии лимоннокислого железа положительное действие перегноя, по наблюдению автора, снижалось или совсем устранялось. На основании этого он считает действующим фактором в компостах и вообще в перегное и гумусе почвы определенные формы соединений железа.
Наши опыты с применением указанных выше компостов при выращивании сельскохозяйственных культур показали такие же положительные результаты. Мы выращивали пшеницу, рожь, райграс и клевер на чистом кварцевом песке, смоченном питательным минеральным раствором с примесью и без примеси водных вытяжек компостов. Дозировки компостов были такие же, как и в опытах с ряской.
Опыты проводились в стерильных условиях. Растения выращивались в течение 20—40 дней. После этого они вынимались с корнями из субстрата и подвергались анализу. Определялась общая масса по весу, высота стояния растений и общий их облик. Наиболее демонстративные результаты были получены в опытах с пшеницей и райграсом (табл. 31).
Действие перегноя на рост растений

Как видно из таблицы, положительное действие компоста житняка и навоза на рост райграса и пшеницы выражено приблизительно в одинаковой степени. Все растения дали прирост в присутствии органики больший, чем в контрольных сосудах. Наибольшую прибавку мы получили у злаков; клевер реагировал на внесение органики слабее.
В другой серии опытов мы испытывали действие хорошо перепревшего навоза и свежей соломы. На 1 кг песчаного субстрата вносилось: навоза — 1,5 г, соломы — 20 г вместе с питательным минеральным раствором (раствор Кноппа). Опыты велись в стерильных условиях. Выращивались пшеница, овес и горох. Результаты с навозом такие же, как и в предыдущем опыте. В присутствии перегноя урожай овса был выше на 35%. пшеницы — на 25%, а гороха (зеленой массы) — на 42%. В присутствии вытяжек из свежей соломы урожай был такой же, как и в контрольных сосудах.
В одной серии опытов мы сопоставляли действие водной вытяжки свежей соломы житняка и вытяжки из перепревшей (компостированной) соломы этого же растения. Выращивался райграс. Сухой вес растения в контрольных сосудах, куда не добавлялось органическое удобрение, составлял 0,5 г, в присутствии вытяжки свежей соломы — 0,7 г, а при наличии компостированного житняка — 1,1 г.
В опытах с сеянцами сосны нами было установлено, что малые дозы компоста житняка заметно стимулировали рост опытных растений. Последние были выше, чем контрольные, стебель у них был толще, иголки длиннее и более яркой окраски (рис. 61).
Действие перегноя на рост растений

Честер и Стрит выращивали салат в песке на полном питательном растворе с примесью и без примеси органических веществ. Были испытаны экстракты перегнойной почвы, водные растворы гидролизата казеина и дрожжей. Все растворы содержали по 6,65 мг азота в 10 см3 среды. Урожай растения был таков:
Действие перегноя на рост растений

Швэби в своих опытах хотя и не получил прибавки урожая бобовых растений от органических веществ, но отмечает стимулирующую роль микробов в условиях нестерильного опыта.
По наблюдению Шафнита и Неймана, компостированный торф оказывает стимулирующее действие на рост картофеля и на прорастание семян люцерны. Стимулирующий эффект они приписывают микроорганизмам, которые обильно развиваются в этих компостах.
Андреюк испытывал влияние специально приготовленных тор-фокомпостов на рост зерновых культур. Компосты приготовлялись из торфа с примесью навоза — 25—50% и фосфорной муки — 1,5—2% по весу, затем инкубировались в лаборатории или в поле (в гуртах) в течение 4—7 месяцев и более. В отдельных опытах в компосты вносились культуры азотобактера, целлюлозных и других бактерий. Урожай озимой ржи при внесении этих компостов был в 2—2,5 раза выше, а урожай овса на 1,7—3 ц с гектара больше, чем в контроле (в контроле было 5,3 ц овса).
Положительное действие малых доз перегноя отмечают многие другие исследователи. Обширные исследования Христевой показали, что растворы гуминовых кислот оказывают непосредственное воздействие на высшие растения. В ничтожно малых концентрациях (тысячные и десятитысячные доли процента) они вызывают ускорение роста и повышение урожая у пшеницы, овса, ячменя, сахарной свеклы, помидор и др. культур. Из испытанных автором растений лучше всех реагируют на перегнойные вещества картофель, помидоры, сахарная свекла. Хорошо отзывается на эти вещества пшеница, ячмень, овес, просо, кукуруза, рис, гречиха, житняк и люцерна. Слабо реагируют на гумус горох, маш, фасоль, чечевица, арахис, хлопчатник и кунжут; почти не реагирует подсолнечник, клещевина, тыква, кенаф и др. Наибольшая прибавка урожая растений под влиянием гуминовых веществ превышает прибавку урожая по эквивалентному набору минеральных удобрений на 10—50%. Действие гуминовых удобрений автор испытывал на разных почвах — подзолах, сероземах, черноземах, каштановых и др. Во всех случаях эффект был положительный.
Гуминовые вещества, по мнению Христевой, поступают в небольших количествах в растения и стимулируют там фенолазную окислительную систему, включаясь в общий обмен веществ растительного организма. Физиологическая функция перегнойных веществ сводится к улучшению кислородного питания. Следствием этого является увеличение поступления из субстрата элементов питания, активизация процессов синтеза живого вещества, усиление роста корней и надземных частей.
Наиболее сильная реакция на гуминовые вещества отмечается в молодом возрасте растений. При этом заметно ускоряется прирост корней и благодаря этому — рост всего растения.
Кок, отмечая положительное влияние перегнойных веществ на растения, объясняет это действием железа, которое находится в гумусе, что, однако, не подтверждается исследованиями других авторов.
Товарницкий и Ривкинд, Товарницкий и Статковская, Тиман, Лэн и др. применяли для предпосевной обработки семян овса, пшеницы и других растений в качестве стимуляторов роста мочу и дрожжевой экстракт.
В южной Италии моча рогатого скота широко применяется для предпосевной обработки семян зерновых культур. Виртанен и Хаузен прибавляли к водным и песчаным культурам растений гороха дрожжевой экстракт. Цветение наступало на 5—10 дней раньше, урожай был на 50% выше, чем у контрольных растений. Авторы отмечали, что такой высокий эффект не наблюдается, если растения выращивались на почве, богатой перегноем. Объясняется это тем, что в перегнойных почвах имеется большое количество биотических веществ.
К приведенным в разделе данным следует присоединить и многочисленный материал по бактериальным удобрениям. Практика применения бактериальных землеудобрительных препаратов показывает во многих случаях определенный положительный эффект. Прибавка урожая от торфяного «азотогена» достигает 10—25%, а в отдельных случаях бывает и выше.
Землеудобрительный бактериальный препарат азотоген довольно широко применяется у нас в стране. Приготовляется он из культуры азотобактера на торфяной крошке. При этом подбирается торф соответствующего качества — не кислый и хорошо перепревший. При изготовлении препарата к торфу прибавляются легко усвояемые источники питания — органические вещества (сахар, спирт, свекловичный жом и др.). Зараженный культурой азотобактера торф инкубируется при оптимальной температуре и влажности; для лучшей аэрации он часто перемешивается.
Инкубация длится 10—20 дней. За это время торфяная масса успевает хорошо прокомпостироваться. В ней обильно развивается не только азотобактер, но и многие другие бактерии, а также грибы и актиномицеты.
Количество неспороносных бактерий в период их максимального развития в хорошем препарате достигает нескольких миллиардов клеток, а азотобактера — от 100 до 200 млн. в одном грамме (табл. 32).
Действие перегноя на рост растений

Как видно из таблицы, бактеризованный и не содержащий азотобактера торф содержит равные количества микробов. Ho общее число их значительно выше, чем в контрольном исходном торфе.
Групповой состав микрофлоры в компостах меняется по мере созревания последних. В первые дни инкубации обильно развиваются неспороносные бактерии рода Bacterium и Pseudomonas и грибы. При этом грибы растут только на поверхности. Много микобактерий обнаруживается в компостируемом торфе. К концу компостирования или созревания препарата число бактерий и грибов уменьшается, вместо них начинают развиваться актиномицеты. Последних бывает так много, что они покрывают собой комочки торфа в виде бело-мучнистого налета, видимого простым глазом. По интенсивности развития актиномицетов можно судить о степени созревания компостов.
Анализы показывают, что такая же последовательность развития и смены микрофлоры и примерно в таких же количественных соотношениях отмечается в компостируемом торфе без азотобактера. Внесение последнего, впрочем, может изменить видовой состав неспороносных бактерий, но это отмечается только в отношении отдельных видов. Общий групповой состав не меняется.
Испытание компостированного и некомпостированного бактеризованного и небактеризованного торфа проводилось нами в вегетационных сосудах и на полях в течение ряда лет на разных растениях — зерновых и пропашных. Общий характер эффективности препаратов в полевых опытах иллюстрируется табл. 33.
Действие перегноя на рост растений

Как видно из таблицы, чистая культура азотобактера (музейный штамм № 54) менее эффективна, чем торфяной азотоген. Компостированный торф без азотобактера дает примерно те же прибавки урожая, что и азотоген, приготовленный на торфе. Некомпостированный торф, как отмечено выше, менее эффективен, чем компостированный.
Такие данные мы получали при постановке опытов в разных условиях — на подзолах подмосковных полей, на сероземах Киргизии и Таджикистана (Вахшская долина). В большинстве случаев азотоген, приготовленный на торфе, и хорошо прокомпостированный торф без азотобактера дают одинаковую высокую прибавку урожая.
В ряде случаев бактеризованные компосты более эффективны, чем не-бактеризованные (табл. 34).
Действие перегноя на рост растений

Многие исследователи полагают, что благоприятное действие перегноя, навоза, компостов обусловлено зольными элементами, находящимися в них. Наибольшее значение при этом придается азоту. Последний, по их мнению, и определяет в основном эффективность компостированной массы и перегноя почвы. Чем больше в компостах азота, тем выше их эффективность. Азотистые вещества, по мнению сторонников такого взгляда, после минерализации органики превращаются в неорганические соединения и после этого становятся доступными для растений.
По нашим наблюдениям и литературным данным, действующее начало перегноя и компостов находится не в его питательных минеральных элементах, а в органических соединениях, в биологически активных метаболитах микроорганизмов. Искусственно внесенные в тех же дозах минеральные удобрения не оказывают того действия, которое наблюдается от компостов.
Зольные элементы, получаемые при сжигании навоза, компостированного торфа или перегноя почвы, тоже не дают такого эффекта, который получается от внесения органической массы. Нами проводились опыты с ряской в питательном растворе с прибавлением малых доз вытяжки из навоза, компоста и перегноя. В других случаях прибавляли золу, полученную при сжигании таких же доз этих веществ. Результаты приведены в табл. 35.
Действие перегноя на рост растений

Локхед и Текстон отмечают то же самое. Пo их данным, зола компостов оказывает меньшее влияние на рост микробов, чем сами компосты.
Все это говорит за то, что наблюдаемый эффект стимуляции роста растений при воздействии перегнойной массы обусловлен не минеральной частью ее, а другими веществами.