ИСТИНА

В современном земледелии главный приоритет остается за технологиями, направленными на биологизацию и экологизацию сельскохозяйственного производства [0]. Успешность решения современных агротехнологических задач, в первую очередь, зависит от эффективного использования микроорганизмов, которые в широком генетическом разнообразии и огромном количестве присутствуют во всех почвах. Известно, что миллионы микроскопических клеток способны выстраивать в почвах специфические деструктивные биосистемы, которые создают оптимальные условия для эффективного и экономичного преобразования растительных остатков в гумусовые вещества [0, 0]. Микробные биосистемы функционируют ограниченное время, пока не израсходуется разлагаемый субстрат. Из этого следует, что они должны регулярно перестраиваться для разложения вновь поступивших в почву органических субстратов, меняя состав и конфигурацию биосистем. Современными молекулярно-генетическими методами [0] удается достаточно точно фиксировать частотные профили оперативно-таксономических единиц (ОТЕ), представляющих количественный и качественный состав почвенных микробных сообществ в зависимости от времени и пространственной локализации. Однако до сих пор не удается однозначно связать наблюдаемые изменения частотных профилей ОТЕ с моментами организации/дезорганизации деструктивных микробных биосистем. В задачу настоящего исследования входила разработка фрактальной модели идеального частотного профиля ОТЕ и анализ с помощью фрактальной модели периодических перестроек микробных деструктивных биосистем в почвах с органической и минеральной технологией возделывания. Предлагаемая фрактальная модель идеального частотного профиля ОТЕ представляет собой последовательность чисел (1, 0.5, 0.25, 0.125, …), убывающих по степенному закону. Подобные последовательности можно обнаружить при изучении процессов формообразования многих биологических объектов (например, при формировании кроны деревьев) [0]. Перед проведением фрактального анализа частотных профилей ОТЕ предлагается построение фрактальных портретов этих профилей. Фрактальный портрет [0] идеального профиля ОТЕ изображает профиль кружками, расположенными на прямой линии, а портрет реального профиля ОТЕ – кружками, расположенными хаотически и вне прямых линий. Поэтому, индекс биосистемной самоорганизации микроорганизмов (индекс БСМ) удается рассчитать, исходя из величины среднеквадратичного отклонения реального профиля ОТЕ от линейного идеального профиля. В результате, равенство нулю индекса БСМ стало означать отсутствие биосистемной организации микроорганизмов, а равенство единице – образование полноценной и всеобъемлющей самоорганизации микробной биосистемы. Предложенной процедуре фрактального анализа были подвергнуты данные молекулярно-генетического анализа образцов из почв с органической и минеральной технологией, отобранных посуточно в течение сентября 2009 года [0]. По этим данным удалось вычислить зависимость индекса БСМ от времени. В результате было установлено, что в почвах с органической технологией в биосистемах участвует больше микробных генотипов, чем в почвах с минеральной технологией. В то же время, частота перестроек микробных биосистем в почвах с органической технологией была меньше, чем в почвах с минеральной технологией. Возможно, это происходит из-за отсутствия (или недостаточности) в почвах с минеральной технологией традиционных для микроорганизмов органических растительных субстратов. Таким образом, разработанная математическая методика позволяет использовать молекулярно-генетические данные почвенных образцов для тестирования агротехнологий и оценки их влияния на самоорганизацию микробных деструктивных биосистем, а также данная методика позволяет сравнивать восстановительные потенциалы различных почвенных микробоценозов.