В рамках III Международного Санкт-Петербургского агроэкономического форума на секции «Ресурсоэффективность в агроиндустрии» Николай Иванович Воробьев из ФГБНУ ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии выступил с докладом «Инновационная микробиологическая биотехнология восстановления и сбережения органоминеральных почвенных ресурсов в растениеводстве».
Проблема сохранения и восстановления органоминеральных почвенных ресурсов становится все более актуальной. Ученый предлагает решать ее через грамотную утилизацию растительных остатков, остающихся после уборки зерновых культур.
В естественной природе растения после завершения вегетационного периода разлагаются микроорганизмами. Однако на сельскохозяйственных полях этот процесс идет слишком медленно. Если солома после уборки зерновых культур не убрана или не разложилась за осенне-весенний период, то она препятствует весенней посевной кампании. Это создает трудности и ведет к дополнительным финансовым затратам.
Ученый предлагает для разложения остатков соломы прямо на поле применять суспензию микроорганизмов, разработанную петербургскими биотехнологами. Главными действующими компонентами биопрепарата выступают два микроорганизма: бактерия микрококк и плесневой гриб пеницилл.
Чтобы детально изучить процессы, происходящие с микроорганизмами при разложении остатков, был проведен пятилетний вегетационный опыт. В специальных сосудах выращивался ячмень, а после уборки урожая его солома возвращалась в почву. Опыт включал четыре варианта: контрольный без внесения соломы ячменя; использование соломы без предварительной обработки биопрепаратом; внесение соломы, обработанной препаратом, и использование обработанной соломы в смеси с зеленой массой козлятника, которая также подверглась обработке. Цикл повторялся четыре года подряд: после осеннего сбора вносилась солома, в течение осенне-весеннего периода шли процессы разложения, а весной в те же сосуды вновь высевались семена. Регулярно отбирались образцы почвы из корневой системы растений, а микроорганизмы высевались на селективных средах по классической схеме изучения микробных сообществ, что позволило сформировать данные по физиологическим группам.
Был проведен нейросетевой анализ полученных данных с помощью искусственного интеллекта. Как выяснилось, проблема изучения деструктивных микробных систем состоит в том, что в них одновременно протекают два недоступных для прямого измерения метапроцесса: восстановление собственной биомассы микроорганизмов и преобразование растительной массы. Искусственный интеллект был задействован, чтобы в показателях численности микроорганизмов найти след и определить соотношение этих скрытых процессов.
Сложные вычисления нейросети позволили понять, как именно ведет себя микробная биосистема. Оказалось, что деятельность микроорганизмов подвержена колебаниям с периодом более года. В их работе существуют фазы, когда микробы берут паузу для собственного восстановления, и лишь затем переключаются на активную переработку растительной биомассы. Наблюдения за процессами разложения соломы наглядно подтвердили наличие этих колебаний. Главный вывод исследования заключается в том, что при использовании биологических препаратов необходимо учитывать реальное циклическое поведение микроорганизмов. Невозможно заставить их работать быстрее природных физиологических возможностей. Напротив, эти циклы нужно принимать во внимание и при необходимости помогать микроорганизмам соответствующими питательными растворами.
СХВ
