Erinevate viljelusviiside mõju mikroobide koosseisule ja aktiivsusele mullas

Abstract

Liina Edesi thesis „The influence of cultivation methods on soil microbial community composition and activity“ is based on the long-term research, focused on comparison of organic (with and without cattle manure) and conventional (with cattle manure, mineral fertilizers and pesticides) cultivation methods and their impact on the soil microbe community composition (abundance of the total number of bacteria, molds, yeasts, mesophilic spore-forming bacteria, Fusarium spp., actinomytcetes, azotobacteria, cellulose decomposers, denitrifying and nitrifying bacteria) and on soil microbial biomass and activity under field conditions, within the typical Estonian crop rotation. The aim of this study was to investigate the impact of manure, crop and pesticides on the soil microbe community composition and on soil microbial biomass and activity. The results showed that the application of solid cattle manure in organic treatment compared to the organic treatment without manure increased the abundance of the total number of bacteria, yeasts, denitrifying bacteria, and the soil enzymatic activities. The use of solid cattle manure had a positive effect on the abundance of mesophilic spore-forming bacteria, nitrifying bacteria, cellulose decomposers and enzyme phosphomonesterase activity. It was similar in conventional treatments where the mineral fertilizers and pesticides in addition to manure were used. The treatments with cattle manure showed a better ability to suppress Fusarium spp. The cultivation of red clover in crop rotation was promotive to molds, Fusarium spp., as well as to nitrifying bacteria and cellulose decomposers in soil. However, the cultivation of oats inhibited abundance of Fusarium spp. and promoted the abundance of yeasts, which is in antagonistic relationship with Fusarium spp.. In conventional treatment, the use of pesticides (active ingredients – metribuzin, metalaxyl, fluazinam, mancozeb and MCPA) decreased the abundance of total number of bacteria, spore-forming bactera, mold, yeasts, denitrifying bacteria and dehydrogenase activity. However, after a period of time, the population and dehydrogenase activity returned almost to the same level as in organic treatments fertilised with solid cattle manure. The use of pesticides had no influence on the abundance of actinomycetes and nitrifying bacteria in soil. Present research revealed that the use of solid cattle manure in crop rotation increases microbial activity and microbial abundance in the soil, while inhibiting the Fusarium spp. fungal development. Mold incl. Fusarium spp. abundance in the soil decreased during oat cultivation. Despite of decrase of abundance and activity of soil microbes because of use of pesticides, the microbial population was able to recover itself.Liina Edesi doktoritöö „ Erinevate viljelusviiside mõju mikroobide koosseisule ja aktiivsusele mullas“ raames viidi 2007–2013. aastal läbi põldkatse, milles uuriti viieväljalises külvikorras mahepõllumajandusliku (sõnnikuga ja sõnnikuta) ja tavapõllumajandusliku (sõnniku, mineraalväetiste ja pestitsiididega) viljelusviisi mõju mullas elavate mikroobikoosluste mikroobide arvukusele (bakterite üldarv, hallitusseened, pärmid, Fusarium spp., mesofiilsed eosbakterid, nitrifitseerijad, denitrifitseerijad, aktinomütseedid, azotobakterid ja tselluloosilagundajad) ja mulla mikroobsele biomassile ning mikrobioloogilisele aktiivsusele. Doktoritöö eesmärgiks oli välja selgitada milline on taheda veisesõnnikuga väetamise, külvikorras kasvava kultuuri ning pestitsiidide mõju mullas elavate mikroobide arvukusele ning aktiivsusele. Uurimistulemustest selgus, et bakterite üldarv, pärmide ja denitrifitseerijate arvukus ja mikrobioloogiline aktiivsus oli suurim mahepõllumajanduslikus sõnnikuga väetatud variandis ja madalaim mahepõllumajanduslikus sõnnikut mitte saanud variandis. Leiti, et veisesõnnikul oli positiivne mõju nii mesofiilsetele eosbakteritele, nitrifitseerijatele, tselluloosilagundajatele ja seda isegi tavapõllumajanduslikus variandis, kuna nende arvukus oli selles variandis suurem kui veisesõnnikut mitte saanud mahepõllumajanduslikus variandis. Sõnnikuga väetatud mullal avaldus ka suurem Fusarium spp. allasurumise võime. Katsetulemuste põhjal võib järeldada, et ristiku kasvatamine külvikorras soodustas nii hallitussente, sh ka Fusarium spp., nitrifitseerijate kui ka tselluloosilagundajate arengut mullas. Samal ajal kaera kasvatamine pärssis Fusarium spp. seente arvukust, soodustades samal ajal Fusarium spp. seentega antagonistlikus suhtes olevate pärmide arengut. Tavapõllumajanduslikus variandis intensiivne pestitsiidide (toimeained – metribusiin, metalaksüül, mankotseeb, fluasinaam ja MCPA) kasutamine vähendas bakterite üldarvu, mesofiilsete eosbakterite, hallitusseente, pärmide, denitrifitseerijate arvukust ning mikrobioloogilist aktiivsust mullas. Järgmisel kasvuperioodil, kui pestitsiidide kasutamine oli väiksem, mikroobide populatsioon ja mikrobioloogiline aktiivsus mullas taastusid ja jäid praktiliselt samale tasemele, mis oli mahepõllumajanduslikus sõnnikuga väetatud variandis. Katses kasutatud pestitsiidid ei omanud olulist mõju nitrifitseerijate ja aktinomütseetide arvukusele mullas. Läbiviidud uurimistööst järeldus, et taheda veisesõnniku kasutamine külvikorras suurendab mikrobioloogilist aktiivsust ning mikroobide arvukust mullas, samal ajal pärssides Fusarium spp. seente arengut. Hallitusseente sh. Fusarium spp. arvukus mullas väheneb ka kaera kasvatamise korral. Kuigi uurimistöös taimehaiguste, -kahjurite ning umbrohtude tõrjeks kasutatud pestitsiidide tagajärjel mikroobide arvukus ning aktiivsus mullas vähenes, selgus, et kasutatavate pestitsiidikoguste vähenedes oli mikroobide populatsioon võimeline taastuma