Одним із перспективних напрямів біоконверсії органічних харчових відходів є перетворення їх з використанням вермикультури Eisenia Fetida в результаті цього отриманням доступної органічної сировини і біопрепаратів на її основі, які можуть бути використані як біодобрива [1]. Для оцінки екологічної прийнятності біопрепаратів на основі таким чином трансформованих органогенних харчових відходів, як добрив у сільському господарстві, важливими діагностичними показниками є вплив цих препаратів на фізико-хімічні характеристики ґрунтів та на чисельність мікроорганізмів окремих еколого-трофічних груп, які дають змогу прогнозувати вплив даних препаратів на екологічний стан ґрунтів.
Метою даної роботи є дослідження дії препарату КМД на фізико-хімічні властивості ґрунту та на чисельність основних еколого-трофічних груп бактерій.
Препарат КМД отриманий шляхом біологічного перетворення органічних решток, зокрема лише харчових відходів, із використанням вермикультури, що є одним з різновидів біоконверсійного процесу.
Фізичні характеристики відібраних ґрунтових зразків визначалися за методами, описаними В.Г. Гаськевичем та співавторами [2-4]. Оцінювався вплив препарату КМД на фізичні властивості ґрунту, зокрема на щільність твердої фази, об’ємну масу, вологість та шпаруватість. Для цього використовували шурфові зразки ґрунту (діаметр 6 см, висота 8 см), відібрані до та після застосування КМД. Розрахунки проводились за стандартними формулам для визначення щільності твердої фази, об’ємної маси, вологості та шпаруватості.
Мікробіологічний аналіз ґрунту проводились за загальноприйнятими методами. Спрямованість мікробіологічних процесів у ґрунті визначали за К. Андреюк з співав.[5] та методиками описаними В. Волкогоном із співав.[6].
Були досліджені в порівняльному аспекті фізико-хімічні та мікробіологічні характеристики ґрунтів за умов впливу препарату КМД та за його відсутності. Встановлено, що після внесення препарату КМД щільність зразків ґрунту зменшилася з 1,25 до 1,07 г/см³, що свідчить про зниження мінеральної ущільненості ґрунту та потенційне покращення його структурної організації. Це може вказувати на поліпшення водопроникності і зменшення ризику ущільнення ґрунту, що сприяє кращому кореневому розвитку рослин. Вологість ґрунту помітно зросла з 26,56% до 63,97% після застосування КМД, що перевищує стандартний діапазон (20–60%) і вказує на значне підвищення здатності ґрунту утримувати вологу. Така зміна є важливим чинником для забезпечення водозабезпечення рослин, особливо в посушливих умовах.
Об’ємна маса ґрунту (ОМГ) після внесення КМД знизилася з 0,99 до 0,65 г/см³, що вказує на покращення аераційних властивостей ґрунту та підвищення його пористості. Це також свідчить про позитивні зміни в структурі ґрунту, що покращує повітрообмін і забезпечує кращі умови для росту коренів рослин.
Шпаруватість досліджуваних зразків ґрунту після внесення КМД збільшилася майже вдвічі — з 0,21 до 0,39, що підтверджує покращення структурно-механічних властивостей ґрунту. Зростання шпаруватості свідчить про розвиток більш пористої структури, що сприяє кращому водо- і повітро-проникненню ґрунту, а також покращує його фізичні характеристики для оптимального розвитку рослин.
Було також досліджено вплив препарату КМД на біологічну складову ґрунту, а саме на чисельність основних еколого-трофічних груп бактерій, які можуть слугувати діагностичним показником при оцінці екологічного стану ґрунту за дії зовнішніх факторів.
Рис. 1. Чисельність окремих еколого-трофічних груп бактерій ґрунту за дії препарату КМД
Було показано, що в контрольних зразках ґрунту (до впливу препарату КМД) переважали нітрифікуючі бактерії, також виявлено значну кількість педотрофних бактерій діяльність яких пов’язана з трансформацією органічної речовини ґрунту, зокрема, гумусових сполук. Кількість амоніфікаторів (КУО/г ґрунту) та оліготрофів була в 4 - 5 разів нижчою. Внесення препарату КМД призвело до різноспрямованих змін чисельності бактерій у ризосфері троянд та томатів. У ризосфері томатів виявлено зменшення кількості нітрифікаторів, при цьому суттєво (більш ніж в 4 рази) збільшилась кількість амоніфікаторів та оліготрофів, а кількість педотрофів збільшилась вдвічі. Інші зміни виявлені в складі мікробіоти ризосфери троянд: так і чисельність нітрифікаторів та оліготрофів зросла в 1, 6 рази, амоніфікаторів – в 3,4 рази при цьому несуттєво зменшилась кількість педотрофів.
Для того, щоб оцінити спрямованість мікробіологічних процесів у ґрунті за дії препарату КМД, здійснювався розрахунок коефіцієнтів оліготрофності, педотрофності та коефіцієнту мінералізації-іммобілізації (Рис.2).
Рис. 2. Рівень мінералізації та педотрофності ґрунту за дії препарату КМД
Встановлено, що у контрольному ґрунті виявлено високий коефіцієнт мінералізації-іммобілізації, що свідчить про переважання процесів мінералізації неорганічних сполук азоту над органічними азотовмісними речовинами. Високий коефіцієнт педотрофності свідчить про значну інтенсивність розкладу органічної речовини ґрунту, зокрема гумусових сполук. За дії препарату КМД суттєво знизився коефіцієнт мінералізації у зразках з ризосфери троянд, а в ризосфері томатів він дорівнював 1, що свідчить про те, що інтенсивність процесів засвоєння азоту органічних і мінеральних (аміачних) сполук азоту однакова. Суттєво знизилися за дії препарату КМД коефіцієнти педотрофності у 4 та 2 рази в ризосфері троянд і томатів, відповідно. Це свідчить про те, що інтенсивність процесів розкладу органічних речовин ґрунту, зокрема, гумусу суттєво знизилася і відбувається поступове відновлення органічних сполук за рахунок їх синтезу.
Отже, узагальнюючи отримані результати впливу препарату КМД на досліджувані параметри ґрунтів було встановлено, що використання препарату КМД сприяє покращенню фізичних характеристик досліджуваних зразків ґрунту, зокрема, він сприяє розпушуванню, зменшенню ущільнення та збільшенню шпаруватості. Показано, що за дії препарату КМД відбувається перебудова функціональної структури мікробного ценозу ґрунту, що підтверджується не тільки зміною чисельності певних еколого-трофічних груп ґрунтових мікроорганізмів, але й спрямованістю мікробіологічних процесів у ґрунті. Це робить ґрунт більш перспективним для подальших досліджень і використання його в якості засобу для підвищення родючості в рамках технологій біоконверсії. Трансформація органічних харчових решток в результаті біоконверсійних процесів, може стати ефективним методом поліпшення властивостей ґрунтів та їх здатності до підтримки родючості.
Список літератури:
1. Слободяник М.С. та ін. Біоконверсія органічних відходів: теорія і практика Ніжин – Київ: Видавець ПП Лисенко М.М. 2015. 208 с
2. Гаськевич В.Г. Папіш І.Я. Телегуз О.Г. Фізика ґрунтів. –Львів: ЛНУ імені Івана Франка. 2021. 170 с.
3. Гнатенко О. Ф. та ін. Ґрунтознавство з основами геології. Київ : Оранта. 2005. 648 c.
4. Медведєв В. В., Пліско І. В. Цінні, деградовані і малопродуктивні ґрунти України: заходи з охорони і підвищення родючості. Харків : ТОВ «Смугаста типографія». 2015. 142 с.
5. Андреюк К.І., Іутітська Г.О., Антипчук А.Ф., Валагурова В. О., Пономаренко С.П. Функціонування мікробних ценозів ґрунту в умовах антропогенного навантаження. - Київ: Обереги. 2001. 240 с.
6. Волкогон В.В., Надкернична О.В., Токмакова Л.М.. Мельничук Т.М.. Чайковська Л.О. та ін. Експериментальна ґрунтова мікробіологія: За наук. ред. В.В. Волкогона. -Київ: Аграрна наука. 2010. 464 с.
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter