Тема. Бактеріальні препарати
Мета: ознайомити студентів із технологією ефективних мікроорганізмів їх можливостями застосування в різних галузях народного господарства.
Теоретичні відомості
Однією з головних проблем сучасного землеробства є розробка високоефективних ресурсозберігаючих агротехнологій, які зможуть забезпечувати не тільки одержання високих сталих врожаїв сільськогосподарських культур, а і розширення відтворення родючості грунтів.
Створення таких технологій повино передбачати вирішення проблем трансформації гумусу, азоту, фосфору та інших поживних елементів у грунті.
Одним із найбільш дієвих шляхів виходу з кризової ситуації є швиде і масове впровадження ЕМ- технології, або технології Ефективних Мікроорганізмів.
ЕМ -технологія (застосування Ефективних Мікроорганізмів для стійкого симбіозу із рослинами, який сприяє забезпеченню їх живленням і придушенню патогенної мікрофлори) – один із самих перспективних напрямків розвитку аграрного виробництва 21 століття.
ЕМ – технології не заміняють традиційні сільськогосподарські технології, але можуть значно підвищити їхню ефективність
ЕМ -технологія багатофункціональна за своїми можливостями і може знайти застосування в різних галузях народного господарства: при виробництві сільськогосподарської продукції без застосування хімічних добрив і пестицидів, у відновленні природної родючості грунту, у виробництві ферментизованих добрив, кормів і біодобавок до них, при вирощуванні здорових тварин і птиці, переробці промислових і побутових відходів, при виробництві медпрепаратів для лікування людей і т.д.
На сьогоднішній день у сільському господарстві рівних даній технології немає. Дякуючи впровадженню ЕМ- технології в сільському господарстві можливо протягом всього за 3-5 років практично повністю відновити природну родючість навіть самих бідних грунтів. При бережному використанні природних ресурсів і мінімальних фінансових та людських затратах можливо отримати екологічно чисті продукти харчування високої якості.
Засновником ЕМ-технології є японський професор, мікробіолог Теруо Хіга. У 1988 році цей учений зумів створити надскладний комплекс із корисних бактерій, який назвав ефективними мікроорганізмами (ЕМ). Ним були відібрані 86 головних штамів, які виконували увесь спектр функцій з живлення рослин, їхнього захисту від хвороб та оздоровлення грунтового середовища.
Виникнувши в Японії, ЕМ-технологія визнана сьогодні всім світовим товариством, вона істотно впроваджується в останнє десятиліття як частина національної політики в багатьох країнах світу. Згідно з політикою уряду України, до 2015 року частка органічної продукції в загальному об’ємі валової продукції сільського господарства має становити 10%.
При внесенні в грунт препарат ЕМ-1 радикально впливає на біоценоз грунту, пригнічує його патогенну мікрофлору. В результаті здійснюється налаштування основної маси мікроорганізмів на регенерацію, а всьому грунту надається продуктивна сила. Такий грунт практично повністю відновлює свою природну родючість без застосуваня хімічних добрив і пестицидів. При мінімальних затратах праці із таких грунтів можна буде збирати максимально можливі врожаї високої якості.
Головною причиною виняткової багатофункціональності ЕМ- препарату є дуже широкий діапазон дії мікроорганізмів, які входять до його складу. До найбільш великих груп мікроорганізмів, які входять до складу ЕМ-препарату, належать:
Фотосинтезуючі бактерії – це бактерії, які синтезують корисні речовини, що використовують сонячне світло та тепло грунту, синтезовані речовини містять у собі амінокислоти, біологічно активні речовини та цукри, сприяють розвитку і росту рослин.
Молочнокислі бактерії виробляють молочну кислоту з органічних речовин, утворених фотосинтезуючими бактеріями та дріжджами. Молочна кислота є сильним стерилізатором, який придушує шкідливі мікроорганізми та прискорює розкладання органічної речовини. Молочнокислі бактерії розкладають лігніни та целюлозу, ферментують ці речовини, придушують нематоди.
Азотфіксуючі бактерії поглинають атмосферний азот і закріплюють у вигляді азотних з’єднань, збільшують його запас у грунті.
Прищеплення бульбочкових бактерій бобовим культурам називають інокуляцією. Інокуляція основних с.-г. культур сприяє підвищенню їх врожайності на 10-16%. Інокуляцію доцільно поєднувати з передпосівною обробкою насіння пестицидами, мікроелементами, стимуляторами росту.
Мікробний ценоз, що утворюється в кореневій зоні рослин, є складним угрупованням різноманітних мікроорганізмів, упорядкованим на основі екологічних та трофічних взаємодій, і є важливою функціональною ланкою в системі «грунт-мікроорганізм – рослина». Середній розмір симбіотичної фіксації азоту та його надходження у грунти України за даними академіка Бабича А.О. подано у таблиці 1.
Позитивну дію асоціативних азотфіксаторів можна звести до чотирьох чинників:
- збільшення кількості доступного рослинам біологічного азоту, кількість якого становить до 30 кг/га на рік;
- створення бактеріями стимулюючих речовин гормональної природи, в тому числі за рахунок кореневих виділень;
- збільшення поверхні кореневої системи, що призводить до підвищення
Таблиця 1
Середній розмір симбіотичної фіксації азоту та його надходження у ґрунти України
| Культура | Розміри загальної азотфіксації, кг/га рік | Частка біологічноо азоту у формувані урожаю, % | Залишок азоту в грунті, кг/га |
| Однорічні бобові культури | |||
| Горох | 50-70 | 35-50 | 5-10 |
| Соя | 80-18 | 55-90 | 25-40 |
| Кормові боби | 70-140 | 55-75 | 30-40 |
| Люпин жовтий | 120-210 | 70-90 | 30-50 |
| Вика яра | 60-86 | 40-50 | 5-10 |
| Квасоля | 40-60 | 30-40 | 0-5 |
| Багаторічні бобові культури | |||
| Люцерна посівна | 180-250 | 80-100 | 90-120 |
| Конюшина лучна | 115-208 | 70-90 | 60-80 |
| Буркун білий | 100-130 | 70-80 | 60-80 |
| Еспарцет піщаний | 110-150 | 70-85 | 60-80 |
| Лядвенець рогатий | 90-140 | 70-80 | 60-80 |
використання інших елементів живлення;
- захист від патогенної грунтової мікрофлори.
Зараз у сільському господарстві найбільше використовують нітрагін, до складу якого входять бульбочкові бактерії, що живуть у симбіозі з бобовими культурами. Використовуючи вуглеводи, що надходять до кореневих систем, бульбочкові бактерії фіксують молекулярний азот повітря, який надалі засвоюють бобові та інші культури, що після них вирощуються. Для кожного виду бобових рослин характерні свої групи бактерій, що утворюють бульбочки. Так, нітрагін використовують для обробки насіння гороху, вики, люпину, кормових бобів, сої, квасолі, конюшини, люцерни та інших бобових культур. Нітрагін випускають двох видів: сухий (ризобін) і торфовий (ризоторфін).
В грунті крім вільно живучих в грунті бактерій які можуть синтезувати азот є мікроорганізми які спроможні мінералізувати фосфорорганічні сполуки. Фосфоробактерин виробляють зі спороносних бактерій, що виділяють високоефективний фермент фосфатазу, який мінералізує органічні сполуки і переводить фосфор у добре засвоювані рослинами форми.
Дріжджісинтезують біологічно активні речовини з амінокислот і цукрів, які продукуються фотосинтезуючими бактеріями та корінням рослин. Секреції дріжджів – корисні субстрати для молочнокислих бактерій і актиноміцетів.
Актиноміцети виробляють антибіотичні речовини – антибіотики, які придушують ріст шкідливих грибів і бактерій.
Ферминтуючі гриби роду Aspergillus і Penicillium швидко розкладають органічні речовини, виробляють етиловий спирт, складні ефіри й антибіотики. Вони запобігають зараженню грунту шкідливими комахами та личинками.
На основі концентрату ЕМ-1 виробляються наступні похідні продукти:
- ЕМ-А основний препарат багатоцільового використання;
- ЕМ-5 засіб боротьби зі шкідниками та хворобами рослин;
- ЕМ рослинний екстракт, різновид рідинного препарату, для виготовлення якого використовується свіжа подрібнена рослинна маса (бур’яни, лугові трави, тощо);
- ЕМ продукти твердофазного типу;
- ЕМ бокаші – ферментовані органічні рештки;
- ЕМ керамічний порошок.
ЕМ-препарати використовуються:
- у польових умовах: для обробки грунту, посівного матеріалу та вегетативної маси рослин;
- у закритому грунті: для приготування грунтосумішей, обробки грунту теплиць, обробки посівного матеріалу, вирощування розсади, обробки рослин.
Застосування препарату ЕМ-1:
- забезпечує природну водо і повітропроникність родючого шару грунту до глибини 60-80 см;
- в декілька разів пришвидшує процеси гумусоутворення (за три роки застосування ЕМ-препарату товща гумусовмістного шару збільшується в 2-3 рази, а органіка перетворюється в ЕМ-компост уже за 2-3 неділі);
- підвищує температуру грунту на 2-3 градуси по С, що прискорює коренеутворення, схожість, цвітіння і плодоношення (дозрівання продукції відбувається раніше на 10-15 днів);
- сприяє підвищенню урожайності (овочевих культур в 2-5 разів, зернових і кормових – на 10-50%).
- покращує смакові та якісні показник плодів (збільшує вміст вітамінів, каротину, крохмалю, білка і т.д.);
- прискорює коренеутворення й ріст пагонів;
- сприяє зниженню вмісту нітратів у овочах і фруктах у 4-5 разів;
- значно підвищує стійкість рослин до хвороб і шкідників, а також до несприятливих природних факторів, зокрема, посухи і приморозків;
- дає можливість вирощувати одну і ту саму культуру на одному місці декілька сезонів підряд без зміни грунту (особливо це актуально для тепличних господарств);
- сприяє нейтралізації солей важких металів до безпечного для людини стану;
- допомагає вирощувати здорову, екологічно чисту сільськогосподарську продукцію;
- видаляє неприємні запахи при розкладанні органіки у вигрібних ямах, а також у приміщеннях для тварин і відстійниках.
Для обробки рослин і грунту використовуються такі робочі розчини ЕМ-А, ЕМ-5 або ЕМ-екстракту в розведенні з чистою, не хлорованою водою: 1:2, 1:10, 1:50, 1:100, 1:250, 1:500, 1:750, 1:1000 й 1:2000. Для кращого живлення мікроорганізмів і як прилипач пожна додавати до робочого розчину мелясу або цукор в пропорції 1:1.
ЕМ-А рекомендується використовувати протягом всього сезону, починаючи з моменту, коли температура грунту на глибині 8-10 см досягне +5 С і вище. Влітку лімітуючими факторами використання ЕМ можуть бути тепловий режим грунту, повітря, але особливо вологість грунту. Тому препарат краще вносити перед дощем, по росі або вночі з достатньою кількістю води в робочому розчині. ЕМ–А дає гарні результати, коли вноситься по поживних рештках. Він дає змогу дуже швидко трансформувати залишкову органіку та наситити грунт необхідними поживними речовинами. Препарат також використовується для обробки насіння, провокування росту бур’янів, обробки вегетуючої маси, захисту рослин від хвороб і шкідників та покращення здатності продукції протистояти гнилісним процесам і шкідникам під час зберігання.
Для боротьби з шкідниками та хворобами рослин використовується ЕМ-5, який діє не як хімічний засіб і не є отрутою. Він використовується, щоб попередити ураження хворобами та пошкодження шкідниками с.г. рослин за рахунок підвищення імунітету та зміцнення тургору рослин, руйнації звичного для шкідників середовища тощо. Відлякуючи комах та створюючи для них певний бар’єр, він діє як своєрідний репелент, дає змогу контролювати розвиток і кількість комах.