close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

3505.БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ ПРИ РАЗЛИЧНОМ УРОВНЕ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Л-3 3 fitf
На правах рукописи
ЦЫБАКОВА ЮЛИЯ НИКОЛАЕВНА
БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ ПРИ
РАЗЛИЧНОМ УРОВНЕ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ
06.0l.0l -«Общее земледелие»
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата
сельскохозяйственных наук
ОРЕЛ - 2004
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2
Работа выполнена во Всероссийском
научно-исследовательском институте
зернобобовых и крупяных культур в 2000-2002гг.
Научный руководитель:
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Исаев А.П.
Официальные оппоненты:
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Вьюгин СМ.
кандидат биологических наук
Васильчиков А.Г.
Ведущее учреждение:
Курская сельскохозяйственная академия
Защита диссертации состоится « £__» лс&&&2004 года в / г "часов на
заседании диссертационного совета ДМ 220.0S2.01 при Орловском государствен­
ном аграрном университете по адресу: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Орловского государ­
ственного аграр;;.. о университета.
Просим Вас пр';!и т. у ?<•.;-
Автореферат разос лай _£_._.
ого совета или прислать
- ••..; с.занкь
<й0-г года.
Ученый секретарь диссертационного совета,
доктор сельскохозяйственных наук, у*:==%Р
профессор
i(
Степанова Л.П.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Почвы, вовлеченные в сельскохозяйственное
производство, подвергаются мощному воздействию антропогенных факторов, из­
меняющих ее биологическую активность, физико-химические свойства, а в итоге
плодородие. Изучение характера этого воздействия на микрофлору почвы облег­
чает выбор технологических приемов способствующих повышению плодородия
почв, улучшению ее свойств, дает возможность прогнозировать изменение уровнл
окультуренности.
Наиболее чуткими индикаторами, реагирующими на изменение водновоздушного, теплового, питательного режимов почв являются почвенные микро­
организмы. Однако в настоящее время, несмотря на очевидную необходимость
изучения почвенного микробоценоза, этому вопросу уделяется недостаточное
внимание. Определение направленности и напряженности почвеннобиологических процессов под воздействием приемов основной обработки, доз
минеральных удобрений даст возможность установить изменение уровня биоло­
гической активности с целью выбора антропогенных воздействий, оказывающих
положительное влияние на почвенное плодородие и урожайность сельскохозяйст­
венных культур.
Цель работы: дать характеристику направленности и напряженности почвенно-биологических процессов под влиянием многолетнего применения различ­
ных приемов основной обработки, доз минеральных удобрений, вносимых под
бобовую и злаковую культуры для выявления и рекомендации приемов антропо­
генного воздействия, способствующих сохранению плодородия почв.
Исходя из цели, предусмотрено решение следующих задач:
- установить изменение численности основных физиологических групп поч­
венных микроорганизмов в течение периода вегетации люпина узколистно­
го при многолетнем ежегодном применении отвальной, поверхностной и
плоскорезной обработки;
- изучить направленность и напряженность почвенно-микробиологических
процессов в целинной почве;
- определить особенности аммонифицирующей, нитрифицирующей активно­
сти почв и скорости разложения целлюлозы под влиянием различных сис­
тем основной обработки почвы;
- выявить степень и характер влияния различных фонов минерального пита• ния в посевах зерновой и бобовой культур на активность и развитие мик­
робного сообщества пахотного слоя;
- определить и количественно оценить взаимосвязи между показателями био­
логической активности с учетом влияния гидротермических условий в пе­
риод проведения эксперимента.
Научная новизна. Впервые в длительных полевых стационарных опытах
Центра России получены экспериментальные данные о ходе изменения биологи­
ческой активности темно-серых лесных почв под влиянием многолетнего приме­
нения различных приемов основной обработки, изменения интенсивности и на­
правленности почвенно-биологнческих процессов ПРИ внесении минеральных
удобрений, установлен! > действие, пшрохермическихусловии на характер изменения численности почве I.
;новании развития основных
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4
физиологических
групп микроорганизмов,
протекания
процессов аммонификации, нитрификации, разложения целлюлозы получены но­
вые данные, позволяющие определить роль микроорганизмов в почвенных про­
цессах и количественно оценить взаимосвязи между ними.
Практическая значимость работы. Установленные особенности воздейст­
вия систем основной обработки почвы, различных доз минеральных удобрений
под бобовую и зерновую культуры на характер изменения биологической актив­
ности почвы, а так же выявленные взаимосвязи между показателями почвеннобиологических процессов могут быть использованы при разработке систем управ­
ления биологической активностью темно-серой лесной почвы с целью воспроиз­
водства и сохранения ее плодородия.
Апробация работы._Результаты работы докладывались на заседаниях Уче­
ного Совета ВНИИ ЗБК.
Публикации. По материалам диссертации выполнено 3 печатные работы
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на
132 страницах машинописного текста и состоит из общей характеристики, шести
глав, выводов и предложений производству, включает 22 таблицы в тексте и 5 в
приложениях, 44 рисунка. Список использованной литературы содержит 179 на­
именований, из них 37 зарубежных.
СОДЕРЖАНИЕ Р А Б О Т Ы
В обзоре литературы приведены данные о влиянии различных агроприемов
на интенсивность и направленность почвенных биологических процессов. Покашна необходимость детального изучения почвенного микробоценоза, как наибо­
лее чувствительного индикатора по отношению к изменениям условий в окру­
жающей среде.
Па основании имеющихся в современной российской и иностранной лите­
ратуре данных делается вывод о необходимости проведения долгосрочных, ста­
ционарных полевых опытов в каждой почвенно-климатической зоне, обусловлен­
ных высокой динамичностью почвенно-биологическнх процессов, стихийным
действием гидротермических факторов, разнокачественностью, поступающих в
почву растительных остатков.
УСЛОВИЯ П МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ Э К С П Е Р И М Е Н Т О В .
Исследования проведены в многолетних стационарных полевых опытах от­
дела к-мледелия ВНИИ зернобобовых и крупяных культур
Сгаииоиар JV» 1, заложен в 1983 г. Стационар № 2, заложен в 1988.
Объектом изучения в стационаре № 1 являлась' биологическая активность
почвы на трех вариантах основной обработки в посеве люпина узколистного
(предшественник - ячмень):
I.многолетняя (18 л) ежегодная отвальная на 20...22 см; 2.многолетняя (18 л)
ежегодная поверхностная на 8... 10 см; З.многолетняя (18 л) ежегодная плоско­
резная на 20...22 см.
Объектом изучения в стационаре • Л» 2 — биологическая активность под
посевом ячменя в звене зернопаропропашного севооборота: картофель - просо -
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5
ячмень; и под посевом гороха в звене зернопропашного севооборота: карто­
фель - просо — ячмень. Система основной обработки — ежегодная отвальная
вспашка.
Варианты опыта:
1.Ячмень, удобрения в дозе Зц/га нитрофоски; 2Лчмень, удобрения в до!е
4,5ц/га нитрофоски; З.Горох, без внесения удобрений; 4.Горох, удобрения в до­
зе 1,5 ц/га нитрофоски.
Почва участков - темно-серая лесная среднесуглинистая, подстилаемая лес­
совидным покровным суглинком. Мощность гумусового горизонта составляет
30...35 см. В пахотном слое почвы (0...30 см) содержание гумуса но Тюрину со­
ставляет 4,1...4,6%, общего азота 0,15...0,26%, гидролизуемого азота по Кононо­
вой 6,7...7,8 мг/100г почвы, подвижного фосфора и обменного калия по Кирсано­
ву 14,1... 16,8 и 7,6... 11,0 мг/100 г почвы, рН солевой вытяжки - 5,0..5,3, гидроли­
тическая кислотность по Каппену 2,8..3,5 мг/экв на 100 г почвы, степень насы­
щенности основаниями 84,6...91,1%.
Обьектом изучения в целинной почве - особенности протекания почвенно-биологических процессов в 2001...2002 г. Изучение биологической активности
проводили в почве под разнотравным лугом, в 100 м от стационара 2.
Целинная почва темно-серая среднесуглинистая, со следующими агрохими­
ческими показателями (слой 0...20 см): рН (солевой вытяжки)-5,3..5.5; содержание
гумуса 5.5..5,6 % , подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову)
19,1..20 мг/100 г почвы и 14,0..14,7 мг/100 г почвы соответственно.
Отбор и подготовка почвенных образцов для определения показателей био­
логической активности почвы проводился в соответствии с методическими реко­
мендациями «Основные микробиологические и биохимические методы исследо­
вания почвы », ВСНИИСХМ, 1987 г.
В стационаре 1 в каждом из трех изучаемых вариантов и на целине почвен­
ные образцы отбирались по слоям почвы 0...10 см и 10...20 см (соответственно
глубине изучаемых обработок); в стационаре 2 из слоя 0...15 см (корнеобитаемый
слой) в каждом из четырех изучаемых вариантов. Пробы отбирались 5 раз в тече­
ние вегетации и были приурочены к фазам развития ячменя: посев, кущение, цве­
тение, молочная спелость, уборка.
Биологическая активность характеризовалась следующими показате­
лями:
1 .Численностью основных физиологических групп почвенных микроорга­
низмов. Посев микроорганизмов проводили на соответствующие среды из поч­
венных разведений свежих образцов почв в полном соответствии с методикой
ВНИИСХМ (1987 г), в 5-ти кратной повторности. 2. Аммонифицирующей и нитрофицирующей активностью почвы; аммонифицирующую активность определяли
с реактивом Неслера, нитрифицирующую активность с дисульфофеноловой ки­
слотой по Грандваль-Ляжу. 3. Целлюлозоразлогающей активностью почвы; опре­
деляемую модифицированным методом Кристенсена при компостировании почвы
с бумажным фильтром в течении 30 суток (методические рекомендации ВНИ­
ИСХМ, 1987 г). 4. Содержанием гумуса; определяемого по методу Тюрина (Агро­
химические методы исследования почв, Наука 1975 г).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6
. Основные
результаты исследований
подверглись
математической обработке с применением метода дисперсионного и корреляци­
онного анализов (Доспехов , 1985 г) на персональном компьютере. Численность
микроорганизмов обсчитывалась и представлялась в интегральных показателях
(Теп Хак Мун, Крысанова, 1978).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.. Влияние приемов основной обработки почвы на направленность и напря­
женность ночненно-биологических процессов в посевах люпина узколистно­
го. Особенности биологической активности в целинной почве.
Азот является основным элементом, определяющим высоту урожая сельско\01яПстнс1шых культур. Поэтому вопрос о превращениях соединений азота в
почве под воздействием микроорганизмов в различные по гнлрогермическим ус­
ловиям годы привлекает к себе большое внимание. Вегетационный период 2000 г
характеризовался, как слабоувлажненный., 2001 года, как слабозасушливый.
2(Н)2г был экстремально засушливым и жарким.
На рис. 1 отчетливо видно то, что динамика численности бактерий усваи­
вающих органический азот, при многолетней (18 л) ежегодной отвальной обра­
ботке почвы на 20...22 см, по двум изучаемым слоям имеет анхтогичную картину.
Па варианте многолетнего применения поверхностной обработки численность
бактерий заметно увеличивается ко II сроку (ветвление стебля) отбора образцов в
слое 0...10 см по сравнению с I (посев) во все годы проведения исследований.
Но (можно, в данный момент происходит усиление размножения бактериальной
микрофлоры в связи с локализацией органических остатков в верхнем слое почвы,
где шлротермические условия способствуют разложению органического вещест­
ва. 15 целом, развитие бактерий, растущих на МПА (мясо-пептонном агаре), при
мпотолетннх безотвальных обработках (в том числе и на плоскорезной), в отличие
or отвальной вспашки, имеет различную динамику по изучаемым слоям почвы,
что спя WHO с неодинаковым распределением в них растительных остатков.
Динамика развития бактерии, использующих минеральный азот и свободно
живущих аютфикслюров (олнгонитрофилов) подвержена тем же закономерно­
стям. что и динамика развития аммонификаторов. Из приведенных диаграмм,
можно заключить, что скорость размножения бактерий основных физиологиче­
ских групп подчиняется закону Вант-Гоффа, согласно которому повышение тем­
пературы на 10 °С увеличивает биохимическую активность в 2...3 раза. В 2000 г.
повышение температуры почвы на 10 "С произошло от I (посев) к IV (созревание)
сроку отбора образцов, в 2001 г. между II (ветвление стебля) и III (цветение) сро­
ком, в 2002 г. переход температуры через 10 °С происходил дважды: к III сроку и
к IV. Поэтому и численность микроорганизмов имеет наиболее высокие значения
в 2002 г. При этом влажность почвы в годы исследований не является лимити­
рующим фактором для роста численности бактерий, даже в острозасушливым
2002 г.. когда ее шачение в четвертый и пятый сроки отбора образцов составили
1о%. 11с.\одя из визуального анализа чашек с микроорганизмами в ^(созревание)
и V (чборка) сроки отбора образцов в 2002 г, можно констатировать преобладание
одного-двух видов микроорганизмов изучаемых физиологических групп. Вероят­
но. при низкой влажности почвы доминируют термофильные виды, а мезофильные находятся в стадии анабиоза.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис.1
Динамика
численности аммонифицирующих
различных приемах обработки почвы.
отвальная вспашка на 20-22 см
слой почвы 0-10 см
бактерий при
слой почвы 10-20 см
igN
2002
сроки отбора образцов
сроки отбора образцов
поверхностная обработка на 8-10 см
l)N
плоскорезная обработка на 20-22 см
IgN io
N - количество микроорганизмов в 1 г почвы.
Коэффициент минерализации (Км) является косвенным доказательством ак­
тивного функционирования аммонификаторов на отвальной обработке из-за наи­
большего преобладания бактерий, использующих минеральные формы азота, над
бактериями, утилизирующими азот в форме органических соединений (табл.2).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица-1. Количество
микроорганизмов основных
физиологических групп при различных системах основной обработки к по­
севах люпина узколистного
( среднее за период наблюдений. Ig N)
Карпамг
Вспа^а 20 см,
c.ioil 0-10 см
Вспашка 20 сч,
слой 10-20 см
Поисрхносшая 810см, слой 0-10 см
Поисрчностндя 810см с.юй 10-20 см
П.юскорсшая
20см. с.юй 0-10 см
II мсьорсшля 20
см. с.юй 10-20 см
Бактерии - аммонифнкаторы (МИЛ)
Бактерии, исиольjyioiuiic минерал.
формы aiora(KAA)
2000 2001
2002
2000
2001
2002
' Олигошггрофилы
(Эшбн)
2000
2001
2002
6,83
6,95
7,90
6.57
7,24
7,84
6,99
7,35
8.08
6,80
6,89
7,96
6,48
7,23
7,85
6,96
7,23
8,16
7,17
7,10
8,22
6,95
7,31
7,87
7,34
7,33
8.09
6.80
6,77
8,11 •
6,43
7,07
8,06
6.96
7,35
8,13
6,73
6,77
7,97
6,78
7,34
7,99
6,88
7,38
8,15
6,80
6,92
8,09
6,70
7 от
8,12
6,64
7,10
8,32
На плоскорезной обработке процессы функционирования ам.монификаторов
икже интенсивны. На поверхностной обработке в слое 0...10 см Км в среднем
имеет самые низкие значения (0,69... 1,87, на вспашке - 0,74...2,04) что согласует­
ся с .иперат\рными данными о снижении темпов разложения органического веuieeiisa при поверхностных обработках и верхнем слое почвы. В целом значения
Км самые низкие в 2000 г.(0,61 ...0,78), самые высокие в 2001 г. (1,87...2,54).
Процесс денитрификаци» протекает различно на всех вариантах. Причем да­
же при низкой влажности почвы (2002 г.) процесс восстановления азота протекает
шпспспвно. это можно объяснить наличием микропор, где усиленно развиваю­
щаяся микрофлора поглощает, имеющийся кислород, и создаются условия для
перехода на нитратное дыхание. Увеличение интенсивности прогревания почвы
\сн;швает развитие денитрифнкаторов на отвальной обработке (от Ig N 5,3 до lg N
8,3')), на поверхностной ярко выраженного действия температурного фактора нет,
на и.юскорезной температурный фактор действует только в слое 10,..20 см (Ig N
?.73...lgN8.6l).
11 (мененпе динамики численности почвенных грибов в течение периода веi стации за годы проведения "исследований происходило одинаково на всех вари;шк!\ в первые три срока отбора образцов, отличаясь только IV (созревание) или
V (>борка) сроком, независимо от гидрогермических условий года. Что говорит о
большой пластичности этих микроорганизмов по отношению к условиям окру­
жающей среды и может быть связано с их активным ростом и соответственно
меньшей конкуренцией за элементы питания. За все годы проведения исследова­
нии общее количество грибов ниже в слое почвы 10...20 см по всем обработкам
(на 10...61 % на вспашке, 4...15 % на поверхностной, 10...30 % на плоскорезной).
На поверхностной обработке разница в численности грибов между двумя изучае­
мыми слоями наименьшая, что может свидетельствовать о подавлении роста этих
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
9
микроорганизмов в слое 0...10 см. При повышении интенсивности прогревания
почвы численность грибов на вспашке в слое 0...10 см не изменяется, в слое
10...20 см увеличивается (от 17,3 тыс/ 1 г почвы до 19,2 тыс/ 1 г почвы). На вари­
анте ежегодного применения плоскорезной обработки наиболее благоприятные
условия для развития грибов отмечены во влажном и теплом 2001 году.
Кроме микробиологических показателей биологической активности почв на­
ми изучалась интенсивность процессов, вызываемых этими микроорганизмами,
так как данные показатели позволяют оценить не только количество микроорга­
низмов, но и их активность в изучаемых условиях.
Перед представлением результатов исследований важно сказать о контексте,
п котором они будут представляться. Аммонифицирующая и нитрифицирующая
активность - скорость трансформации веществ, комплексом микроорганизмов
имеющихся в навеске почвы с каждого варианта. В момент взятия образца, почва
будет трансформировать имеющиеся в ней растительные остатки и аммиак, имен­
но с этой скоростью.
Анализируя данные таблицы 2, мы можем сделать следующий вывод: содер­
жание в почве аммиака в целом выше на плоскорезной обработке ( 0,38...0,64 NN114 мг/ 100 г почвы, на вспашке 0,25...0,56 N-NH4 мг/ 100 г почвы,), на поверх­
ностной оно выше, чем на вспашке в 2000-2001 гг. Что касается аммонифици­
рующей активности почв при добавлении люпиновой муки, то можно отметить
тенденцию уменьшения активности на варианте ежегодного применения поверх­
ностной обработки в слое 0...10 см по сравнению со слоем 10...20 см на 6,826,3% за все три года проведения исследований, на плоскорезе такая тенденция
имеет место в 2001...2002 гг. При многолетнем проведении отвальной вспашки
аммонифицирующая активность равномерна в изучаемых слоях, также по всем
годам исследований и имеет самые высокие значения.
Содержание нитратов в почве выше при проведении ежегодною плоскорез­
ною рыхления по сравнению с другими вариантами (табл.2). Повышение интен­
сивности прогревания почвы в 2001...2002 г.г. увеличивает скорость выработки
нитратов по всем изучаемым вариантам. На варианте ежегодной отвальной
вспашки динамика нитрифицирующей активности (как и аммонифицирующей) по
изучаемым слоям имеет сходную картину, на безотвальных обработках она раз­
лична. Из данных таблицы 2 следует, что активность нитрификации на отвальной
обработке равна по изучаемым слоям почвы. На вариантах многолетнего приме­
нения безотвальных обработок нитрифицирующая способность ниже в слое
10...20 см, по сравнению со слоем 0...10 см: на 13...49% на поверхностной обра­
ботке и на 12...32% на плоскорезной.
Разрушение целлюлозы зависит в большей степени от влажности почвы, по­
этому в более увлажненном 2000 г. оно было выше, по сравнению с двумя други­
ми годами исследований. При хорошем увлажнении почвы самая высокая интен­
сивность процесса наблюдается на варианте проведения ежегодной отвальной
вспашки (31,2...33,1 % ) ; при недостаточном - на варианте ежегодной плоскорез­
ной обработки (17...22,4 %). Активность микроорганизмов разрушающих целлю­
лозу - ниже в слое 10...20 см по всем способам обработки, но на отвальной
вспашке разница между двумя изучаемыми слоями составляет 5,3... 14,3 %, на по­
верхностной 10,7...20,0 %, на плоскорезе 20,0...24,2 %.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
10
Таблица - 2 Влияние различных способов основной обработки на нокадетелн биологической активности в посевах люпина узколистного
Плоскорезная
Поверхностная
Вспашка
8-10 см
20-22 см
20-22 см
0-10 см | 10-20 см
0-10 см | 10-20 см
0-10 см | 10-20 см
Коэффициент минерализации ( КАА / МПА)
0,74
0,69
0,78
0,82
2000
0.61
0,77
2,54
2.4
2,07
2001
2,04
2.4
1,87
1,29
1,13
2002
1,87
1,18
0,81
1,49
Денитрификаторы, (lg N)
5,91
2000
5,1
6.52
6,75
4,73
5,73
2001
8.03
7.32
7,16
7,54
7,56
6,88
8,39
8,61
2002
7,95
7,07
6,88
7,44
Грибы ( тыс./ 1 г почвы)
2000
19,4
26,8
16,4
18,6
15,7
10,9
2001
18,8
21 2
16,1
21,5
17,3
19,4
2002
21,04
21,1
19,2
18,3
15,8
16,2
Аммонифицирующая активность - N-NH4 мг/ 100 г почвы
с водой
2000
0,64
0.64
0.31
0,56
0,53
0,64
2001
0,28
0,69
0,41
0,25
0,52
0,56
2002
0,27
0,33
0,27
0.27
0,40
0,38
с люпи новой мукой
2000
11,2
10,9
9,4
11,3
9,7
8.5
2001
10.3
11,6
11,2
7,2
9,7
13,3
2002
12.8
13,0
12,1
13,1
9,5
11,3
Нитрифицирующая активность - N-N02 мг/ 100г почвы, с водой
2000
2.7
3,3
3,1
3,5
2,7
3,2
2001
3.8
3.4
3,4
3.4
3,8
3,8
2002
2,4
2,5
2.4
2.6
2,0
3,3
с сульфатом аммония
2000
12.9
1 6,6
12,7
1 8,8
9,5
9,6
2001
14,5
13,5
1 11,3
14,1
11,5
14.6
15,1
| 13,2
2002
14,7
13.9
13,9
11.5
Разложение целлюлозы %
29,4
25,9
2000
32,2
27.9
21,5
33,1
22 4
23,2
19,7
17,6
23.6
18.2
2001
17.7
16,3
18.2
15.8
22,4
17,0
2002
Голы
i
!
|
i
j
i
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
11
1.1 Особенности биологической активности в целинной почве.
С целью установления характера и масштабов изменений общей биогенности, количества микроорганизмов и осуществляемых ею биохимических процес­
сов при пахотном использовании почвы проведены наблюдения на целинной тем­
но-серой лесной почве в 2001 ...2002 гг.
В результате анализа не отмечено различий между бактериями аммонификаторами в почве целины и на пашне по средним значениям за период вегетации
(табл. 3).Численность бактерий, использующих минеральные формы азота, досто­
верно ниже в слое 10...20 см (IgN 6,73) на целине но сравнению со слоем 0...10
см (IgN 7,19) и целинной почвы и на пахотной (IgN 7,24).
Изменение численности денитрификаторов было различно но изучаемым
слоям и по годам проведения исследований. Гидрогермпческие условия
2001...2002 г.г. не оказали заметного влияния на повышение или понижение об­
щего уровня денитрнфикации, но на вспашке численность деншрификаюров в
слое 0...10 см на порядок выше, чем на целине (lg N 8,03...8,39 и lg N 7,19...7.38
соответственно). .
Что касается почвенных грибов, то численность данной группы микроорга­
низмов в 2001 г. была достоверно ниже в слое 10...20 см на целине (7,95 тыс/ 1 г
почвы), по сравнению с верхним слоем других сравниваемых вариантов (21,2 тыс
/ 1 почвы в пахотной почве, 21,9 тыс/ 1 г почвы в целинной) и имело хорошо вы­
раженную тенденцию к уменьшению, по сравнению со слоем 10...20 см на
вспашке (17,4 тыс/ 1 г почвы). В 2002 г. количество грибов на необрабатываемой
почве выросло в два раза, по сравнению с 2001 г. и было ниже в слое 10...20 см
только по сравнению со слоем 0...10 см целинной почвы (табл. 3).
Скорость аммонификации, в почве целины выше, чем в пахотной почве в
слое 0..20 см на 20,9...44%, а нитрифицикации ниже на 44,8...57,5% (табл. 4).
Следовательно, азот дольше присутствует в аммиачной форме, а более высокое
содержание нитратов в целинной почве свидетельствует о том, что, несмотря на
низкую скорость нитрификации, достаточное количество субстрата для окисления
и течение периода вегетации позволяет поддерживать количество нитратного аюта в почве на более высоком уровне по сравнению со вспашкой. По сравнению с
пахотной почвой разрушение целлюлозы проходило активней в целинной почве
(16,3...23,2 % и 18,8...30,3 % соответственно).
2.Взаимосвязи между развитием основных физиологических групп
микроорганизмов, аммонифицирующей, нитрифицирующей активностью и
разложением целлюлозы пол влиянием различных систем основной обработ­
ки почвы в посевах люпина узколистного.
Для математической обработки данных, которые отражают напряженность и
направленность микробиологических процессов в почве, мы применил» корреля­
ционный анализ средних значений показателей за вегетацию (достоверен г=
0.996).
Рассмотрим взаимосвязь между изучаемыми параметрами на варианте от­
вальной вспашки в слое 0...10 см. Коэффициент корреляции между бактериями аммонификаторами и бактериями, использующими минеральные формы азота
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
I лапша 3 - Числсипосп. основных филологических групп микроорганизмои
и ночие пслнпы и на пашне (пол посевом люпина)
Нарнанг
Вспашка 0-10 см
ЬЧнашка 10-20
см
Ii.lKI ринамми1шфикаюр .i,lttN
20о7 2002
6,95
7,90
6,89
7,96
Целина 0-10 см
6,88
7;58
Целина 10-20 см
~63Г
0,61
НСР05
2001
7,24
Кщф. мнпера.шип.
КЛЛ/.М11Л
2002 1 20(11 2002
7,84
2,04
1,87
7,23
7,85
2,36
1,18
1>аки-рии па
среле КАЛ, IRN
liah'icpiin на
Лпафооные
среле ')шби,
анпфиксаюры
laN
2001
2002 1 2001
2002
7,35
8,08
5,48
6,15
7,24
8,16
Грибы па сре­
де Чапека
2001
21,2*
2002
21,1
Дешириф.
на среле
Береювой
2001
2002
8,03
8,39
4,86
5,48
17,36
19,1
7,32
7,95
7,19
7,80
3,77
1,19
7^6
7,77
6,15
5,93
21,88
35,4*
7,19
7,38
6,73*
7,73
2,50
1,41
6,78*
7,97
4,03*
5,55
7,95*
15,4
7,59
7,88
0,43
1,22
1,82
2,01
0,54
1,37
1,4
0,76
11,22
19,03
2,97
2,21
1,42
Таблица4 - Показатели аммонифицирующей, нитрифицирующей активности, скорости разложении целлюлозы
п почпе целишл и на пашне (под посевом люпина)
Вариаш
Кспашка 0-10 см
Лмонннфш|ир)ющая активность
N-1SII4 мт/100 г почвы
при компосшр. с при компост, с .пинии.
мукой
водой
2001
2002
2002
2001
0,29
Цитрификационная активность
N-N02 MI/100 г почвы
при компосшр. с во­ при компост, с су.тьлей
фаюм аммон-я
2001
2001
2002
2002
Целлю.тоюлитнче-
%
2001
2002
0,27
10,33
12,18
3,84
2,42
14,61
14,74
23,16
17,72
13,04
3,42
239
14,46
13,88
19,70
1632
Кспашка 10-20 см
0,25
033
11,22
Целина 0-10 см
1,83*
1,44*
14,80*
16,60
5,58*
6,78*
10,10*
10,68*
30,26
2936*
Целина 10-20 см
1,54
1,02*
14,22
13,86
2,42
3,12
2,23*
5,11*
26,70*
18,78
133
3,25
2,22
3,81
7,8
8,51
ИСТ 05
1,40
* - различия достоверны
0,43
3^7
536
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
13
г =0,899, что говорит о значительной сопряженности процессов поставки и
поглощения аммиака почвенной микрофлорой.
Нхтичие тенденции отрицательной взаимосвязи между почвенным аммиа­
ков и бактериями на КЛЛ (крахмал-аммиачный агар), г= - 0,85, показывает, что
чем меньше аммиака в почве, тем интенсивнее бактерии его поглотают. Очень
слабая отрицательная связь между количеством аммиака и скоростью нитрифика­
ции г = -0,51, свидетельствует на наш взгляд, либо о конкуренции нитрифнкато­
ров с другими микроорганизмами за аммонийный азот, либо о наличии фактора
сдерживающего нитрификацию (недостаток энергетических ресурсов, например).
В данном варианте скорость нитрификации достоверно отрицательно коррелирует
с количеством грибов г = -0,977, и также отрицательно со степенью разложения
целлюлозы г = -0,95, что может свидетельствовать о конкуренции нитрифнкато­
ров с грибами и целлюлозоразрушающими микроорганизмами за аммиак. При
этом скорость нитрификации достоверно положительно взаимосвязана с числен­
ностью денитрификаторов г = 0,997, это может свидетельствовать о положитель­
ном влиянии увеличения скорости окисления аммиака до нитратов на интенсив­
ность денитрификации. Следовательно, в данном варианте при неблагоприятных
гидро1ермических условиях для процесса разложения целлюлозы (низкая влаж­
ность почвы) и постоянно высоком уровне аммонификации будут происходить
потери нитратного азота за счет денитрификации.
В слое почвы 10...20 см на варианте проведения ежегодной отвальной обра­
ботки коэффициент корреляции между бактериями, растущими на средах МИЛ и
КЛЛ равен г ~ 0,87, между почвенным аммиаком и бактериями использующими
минеральный азот г = -0,74. Связь аммиака и скорости нитрификации пусть и не­
достоверная, но значительная г = -0,989, т.е, чем меньше в почве аммиака, тем
больше его ушло на нитрификацию. Почвенные грибы не конкурируют с т а р и ­
фикаторами за аммонийный.азот, здесь между ними слабая положительная свя зь г
= 0,769. Целлюлозоразрушающие микроорганизмы, как и в предыдущем варианте
отрицательно взаимосвязаны со скоростью нитрификации, г = -0,95. Также в дан­
ном варианте численность денитрификаторов очень слабо связана со скоростью
нитрификации, г = 0,68. Вероятно, в данном случае в почве содержится количест­
во аммиака достаточного и для нитрифнкаторов, и для почвенных грибов, nojroму процессы денитрификации будут идти достаточно интенсивно при различных
гидротермических условиях, неблагоприятные гидротермические условия для
разложения целлюлозы будут усиливать процесс денитрификации. В целом чис­
ленность денитрификаторов в данном варианте выше, по сравнению с другими
изучаемыми вариантами.
На поверхностной обработке в слое почвы 0...10 см коэффициент корреля­
ции между бактериями, растущими на средах МПА и КЛЛ г = 0,898, связь аммиа­
ка и бактерий, использующих минеральные формы азота, г = -0,86.Средняя отри­
цательная связь почвенного аммиака и скорости нитрификации г = -0,717, можег
свидетельствовать о недостаточном количестве аммиака для нитрифнкаторов. Это
подтверждается достоверной отрицательной взаимосвязью почвенных грибов и
ско'рости нитрификации г = -0,998, что может свидетельствовать о конкуренции за
аммиачный азот между грибами и нитрификаторами. К тому же скорость аммо­
нификации в данном варианте самая низкая, по сравнению с другими. Взаимо-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
14
связь
скорости
нитрификации
н количества денитрификаторов имеет
тенденцию к положительной г = 0,81, скорости нитрификации и скорости рахтожения целлюлозы достоверно отрицательна г = -0,997. При этом скорость т а р и ­
фикации, количество грибов и денитрификаторов мхчо изменяются под действием
гидрогермических условий, следовательно, потеря нитратного азота вследствие
денитрификации из года в год будет различаться незначительно.
В слое почвы 10...20 см на поверхностной обработке связь между аммонификашрами и бактериями, растущими на среде КЛЛ равна г = 0,91, между поч­
венным аммиаком и бактериями использующими минеральные формы азота г = 0,997 - достоверно отрицательна. В данном варианте аммиак достаточно активно
поглощается почвенной микрофлорой. Имеется также тенденция отрицательной
связи между аммиаком и скоростью нитрификации г = -0,86.Скорость нитрифика­
ции, как и в предыдущем варианте положительно влияет на развитие т а р и ф и к а ­
торов г = 0,899. Грибы и целлюлозоразрушающйе микроорганизмы конкурируют
с тарификаторами за аммиачный азот, коэффициенты корреляции соответствен­
но равны г = -0,998 и г = -0.991.В целом, при самой низкой скорости нитрифика­
ции из всех изучаемых вариантов и активного поглощения аммиака бактериями,
растущими на КЛЛ, численность денитрификаторов ниже, чем в других вариан­
тах.
На варианте плоскорезной обработки в слое почвы О... 10 см связь между аммонификаторамн и бактериями, растущими на среде КЛЛ, г = 0,900, связь аммиа­
ка и бактерий, использующих минеральные формы азота, достоверно отрицатель­
на г = -0,999. Здесь имеет место хорошее поглощение бактериальной микрофло­
рой аммиачного азота. Также очень тесная связь скорости нитрификации и ам­
миака г = -0,994. Скорость нитрификации положительно влияет на численность
денитрификаторов г = 0,894. Почвенные грибы не конкурируют с тарификато­
рами за аммиак г = 0,876. Цсллюлозоразлагающие микроорганизмы, как и в пре­
дыдущих вариантах, находятся в высокой отрицательной связи со скоростью
окисления аммиака г = -0.993.В целом, при увеличении скорости нитрификации и
стабильном численности денитрификаторов в 2000...2002 г.г. нитраты в почве со­
хранялись.
В слое почвы 10...20 см на плоскорезной обработке связь между бактериями
растущими на средах МПЛ и КЛЛ г = 0,959, между бактериями на КЛЛ и почвен­
ным аммиаком г = -0,996 (достоверна). Имеется довольно тесная связь аммиака со
скоростью нитрификации г - -0,993, скорость нитрификации сильнее, чем в пре­
дыдущем варианте усиливает развитие денитрификаторов г = 0,969. Почвенные
[рибы не конкурируют с нитрифнкаторами за аммиак, г = 0,63. Целлюлозоразлагаютие микроорганизмы отрицательно достоверно связаны со скоростью нитри­
фикации г - -0,998. При неблагоприятных условиях для разложения целлюлозы
нитратный азот будет теряться за счет денитрификации, причем достаточно эф­
фективно, т.к. скорость нитрификации меньше,чем во вспашке в слое 10...20 см,
а количество денитрификаторов выше.
Характер представленных взаимосвязей косвенным образом подтверждается
данными по содержанию гумуса. При высокой скорости аммонификации и высо­
кой численности денитрификаторов содержание гумуса на вспашке самое низкое
- 5,09% в слое 0...10 см и 4,89% в слое 10...20 см. При низкой скорости аммони-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
15
фикации, в целом, в слое 0...10 см на варианте ежегодной поверхностной
обработки и стабильной' численности денитрификаторов содержание гумуса 5,1894 следовательно, на поверхностной обработке в годы с хорошим увлажнени­
ем возможны потери органического вещества, в годы с недостаточным - его на­
копление. В слое 10...20 см низкая скорость нитрификации и изменчивая числен­
ность денитрификаторов способствует небольшому превышению накопления гу­
муса, по сравнению со вспашкой - 4,92%. При проведении ежегодной плоскорез­
ной обработки - в слое почвы 0...10 см хорошая иммобилизация аммиачного азо­
та микроорганизмами и уровень денитрификации более низкий, чем на вспашке,
приводит к самому высокому накоплению гумуса, по сравнению с другими вари-.
антами - 5,49%. В слое почвы 10...20 см в засушливые годы потери азота за счет
денитрификации возможно будут значительными несмотря на низкую скорость
нитрификации, но достаточном количестве аммиака в почве для нитрификаторов;
содержание гумуса - 4,92%.
\
З.Особенностн изменения биологической активности почвы в иосевах\
ячменя н гороха при внесении различных доз минеральных удобрений.
Внесение сложных минеральных удобрений нитрофоски (Nil P10 Kll кг/ц
д.в.) под ячмень в дозах 3 ц/га и 4,5 ц/ra (под запланированный урожай 40 ц/га и
60 ц/га) не отражается на динамике численности аммонификаторов, олигонигрофилов.
Рис. 2 Влияние различных доз минеральных удобрений в посевах ячменя и
гороха на динамику численности бактерии, использующих минеральный
азот.
ячмень, 3 ц/га нитрофоски
срони отбора образцов
горох, без удобрений
сроки отбор» образцов
ячмень, 4,5 ц/ra нитрофоски
сроки отбора образцов
">рох, 1,5 ц/га нитрофоски
сроки отбора образцов
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
16
Только в варианте с внесением 4,5 ц/га нитрофоски под ячмень
наблюдается небольшое повышение численности бактерий, использующих минератьный awr, во П-ой срок отбора образцов (фаза кущения) особенно заметное в
2000...2001гг. по сравнению с 2002 г. Очевидно доза удобрений'4,5 ц/га стимули­
рует развитие бактерий, использующих минеральный азот, в начале вегетации изза достаточного количества элементов питания и для данных микроорганизмов и
для растений (рис. 2).
При анализе значений Км можно сделать предварительное заключение о
низкой активности минерализационных процессов в 2000 г, особенно на ячмене И
фона (0,68), общее увеличение интенсивности минерализационных процессов в
2001 г и увеличение их под действием удобрений на II фонах в 2002 г (табл. 5).
Процесс денитрификации проходил менее интенсивно в 2000 г по всем вари­
антам опыта. В целом в течение периода наблюдений различий между вариантами
по годам исследований не выявлено.
Таблица 5 - Показатели биологической активности почвы в посевах гороха и
мчменя при внесении различных доз сложных минеральных удобрений
• (среднее за период наблюдений)
Вариант
Ячмень 3 ц/га Ячмень 4,5 ц/га
Горох, без
Горох, 1,5 ц/га
нитрофоски
нитрофоски
удобрений
нитрофоски
2000 2001 2002 2000 2001 2002 2000 2001 2002 2000 2001 2002
l>.iKitpiiii-aMMoiin-
6,69 6,90 7,64 6,76 6,93 7,59 6,98 7Л5" 7,58 6,83 6,97 7,48
фнкат.ГМПА) Ig N
Каверин, немилы.
Mim.ai. (KAA)lgN
().пи nun Iрофнлы
(')шйи), Ig N
Ко)ф-пт. мниера.ип. (КАА/МПА)
Депн I рнфикаторы
(lu N)
1 pitfll.l ( II.IC./ l l
'почни)
Лмчшшф-и акт-гь
(M)MllOCIlip.
1ЮЧ. С
•«мой,
N-NH4
лп/100 i почвы)
1\мо11111|ф-и акт-гь
ДкОМПОСПф.
НОЧ.
t
6,56 7,24 7,53 6,64 6,98 7,62 6,78 7,25 7,72 6,67 7,24 7,88
6,78 7,25 7,72 6,67 7,24 7,88 6,82 7,13 7,72 6,86 7,24 7,72
0,91
2,57
1,02 0,68 2,27
1,64 0,75 2,59
5,77 7,48 6,91 5,52 7,37 7,99 5,96 6,72
23,1 30,3 24,7 28,1 26,7 26,6
1,04 0,86 2,37
6,5
1,5
5,93 7,48 7,82
19,4 29,5 2 4 2 24,5 29,8 27,5
0,49 0,49 0,32 0,34 0,27 0,35 0,51
0,24 0,34 0,55 0,44 0,34
10,28 10,61 11,54 7,30 8,45 11,50 9,81 10,90 11,94 8,20 8,32 11,42
liioiiiiu. м>кой)
Мшрпфик-" акт-гь
KMIMIIOCIIip. ПОЧВЫ С
3,06 2,52 2,85 3,06 2 52 2,98 2,94 2,58 3,74 3,11 2,82
N-N4)2 2,85
почвы)
Ншрнфнц-н акт-п.
13,7 14,4 12,4 13,7 14,4 13,0 10,3 14,6 13,4 13,1 14,8
fKDMIIOCIllp. ИОЧ1Ч.1 С 9,6
полой,
r \n/100i
1Л.М.ф. .IMMOII.).
I'ai.mvKciiiic
|.||н.||>1|,| ("/„)
исл- 27,0 20,1
16,9 28,6 22 2 21 2 28,8
17,1
17,0 39,8 21,5 2 0 , 2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
17
Минеральные
удобрения оказывают положительное действие на
развитие денитрификаторов на Н-х фонах в острозасушливом 2002 r.(lg N6,91 в
варианте ячмень 3 ц/га нитрофоски и lg N 7,99 в варианте 4,5 ц/га, в посевах горо­
ха без удобрений lg N 6.50, с внесением 1,5 ц/га нитрофоски - lg N 7,82). Самая
низкая численность данной группы микроорганизмов наблюдалась в посевах го­
роха без удобрений (табл. 5).
Наиболее благоприятные условия для развития почвенных грибов сложились
в 2001 г. Увлажненный 2000 г и засушливый 2002 г были менее благоприятны для
данной группы микроорганизмов, кроме ячменя с внесением 4,5 п/га нитрофоски.
В данном варианте удобрения сглаживают действие гидротермических факторов.
На 11-х фонах (4,5ц/га нитрофоски под ячмень и 1,5ц/га нитрофоски под горох)
минеральные удобрения усиливали развитие грибов в 2000г на 15 % в посевах
ячменя, на 26 % в посевах гороха, в 2002 г на 7 % и 13 % соответственно.
Аммонифицирующая активность ниже на 11-х фонах внесения удобрений
(4,5ц/га под ячмень и 1,5 ц/гг» под горох) в 2000...2001 г.г.: на ячмене на 23,2-27%
по сравнению с 1-ым фоном, на горохе на 10-24,3% по сравнению с фоном без
удобрений..В 2002 г. значения выровнены (табл. 5).
Нитрифицирующая активность изменяется неодинаково по вариантам опыта,
наиболее подвержен влиянию гидротермических условий вариант - ячмень 3 ц/га
нитрофоски, т.е. при повышении температуры происходит отчетливое увеличение
нитрифицирующей активности почв (от 9,6 N-N02 мг/ 100 г почвы в 2000 г. до
14,4 N-N02 мг/ 100 г почвы в 2002 г). Напротив, наименьшее влияние п о т д н ы е
условия оказывают на этот процесс в варианте - горох 1,5 ц/га нитрофоски (13,4
N-N02 мг/ 100 г почвы в 2000 г. и 14,8 N-N02 мг/ 100 г почвы в 2002 г.)
Наиболее интенсивное разложение целлюлозы наблюдается в посевах ячменя
и гороха на П-х фонах (4,5ц/га и 1,5ц/га соответственно). Данные показатели на
5,9-24% выше, чем в посевах ячменя при внесении Зц/га, и на 17-22%, чем в посе­
вах гороха без удобрений (табл. 5).
4.Влия11ме посевов гороха и ячмени при различных фонах минерально­
го питания на взаимосвязи основных физиологических групп микроорга­
низмов, аммоннфнцирующией, нитрифицирующей активности почвы и раз­
ложения целлюлозы.
Применение метода математического анализа массового экспериментально­
го материала позволяет выявить существующие закономерности и связи между
отдельными показателями на фоне широкого варьирования всех свойств почвы.
В результате исследований установлено, что в годы с хорошим увлажнением
бактерии на КАА частично поглощают азот удобрений, в сухие преимущественно
азот почвы. Поэтому связь почвенного аммиака и скорости нитрификации в вари­
анте ячмень 3 ц/га нитрофоски очень слабая из-за неодинакового поглощения но
годам исследований (г=-0,61). В засушливые годы повышение скорости аммони­
фикации и уменьшение поглощения аммиака целдюлозоразлагаюшнми организ­
мами будет приводить к потерям почвенного азота за счет денитрификацни.
В варианте с внесением под ячмень 4,5 ц/га сложных минеральных удобрений'коэффициент корреляции между бакгериями-аммонификаторами и бактерия­
ми, использующими минеральные формы азота равен г = 0,75, связь почвенного
аммиака и бактерий, растущих на КАА, отсутствует г = 0,28. Скорость нитрифи-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
18
кашш также не взаимосвязана с почвенным аммиаком г = -0,09, но при
этом скорость окисления аммиака достоверно связана с численностью денитри­
фикаторов г = 0,997, достоверно отрицательно со скоростью разложения целлюло­
зы г = 0,999 и отрицательно с численностью почвенных грибов г = -0,95.
Возможно, в данном варианте бактериальная. микрофлора использует азот
минеральных удобрений. В годы с достаточным увлажнением минеральные удоб­
рения снижают скорость аммонификации, что способствует более экономному
расходованию органических веществ в почве. При этом аммиак эффективно по­
глощается разрушителями целлюлозы, что снижает развитие нитрификаторов и
денитрифификагоров. В засушливые годы минеральные удобрения не способст­
вуют снижению скорости разложения органических веществ почвы.
В'варианте без внесения удобрений под горох коэффициент корреляции ме­
жду бактериями - аммонификаторами, и бактериями, использующими минераль­
ные формы азота равен г = 0,83, связь последних с почвенным аммиаком г = -0,84.
Взаимосвязь скорости нитрификации и почвенного аммиака г = -0,73. Скорости
нитрификации с количеством почвенных грибов г = -0,67, со скоростью разложе­
ния целлюлозы г - 0,13, с количеством денитрификаторов г = 0,37. Учитывая са­
мое низкое количество денитрификаторов по сравнению с другими вариантами
можно сделать заключение, что аммиака, имеющегося в почве, хватает всем изу­
чаемым микроорганизмам, поэтому не наблюдается конкуренции между микроор­
ганизмами.
В варианте с внесением под горох 1,5 ц/га нитрофоски коэффициент корре­
ляции между бактериями-аммонификаторами и бактериями, использующими ми­
неральные формы азота г = 0,83. Связь последних с почвенным аммиаком г = 0,957.Скорость нитрификации взаимосвязана с почвенным аммиаком г = -0,73, с
количеством грибов г = -0,15, со скоростью разрушения целлюлозы г ~ -0,357, с
численностью денитрификаторов г = 0,67.3десь, как и в предыдущем варианте
почвенного аммиака достаточно для изучаемых микроорганизмов. Численность
денитрификаторов выше, чем в варианте внесения под ячмень 3 ц/га нитрофоски,
но на уровне внесения 4,5 ц/га, следовательно, при увеличении скорости нитри­
фикации, возможны потери азота в результате восстановления.
ВЫВОДЫ.
1. В целинных почвах по-сравнению с пахотными аммонифицирующая актив­
ность в слое 0...20 см выше на 20,9...34,4%, а нитрифицирующая ниже на
44,8...57,5%. Активизация окислительных процессов является причиной наруше­
ния природного цикла превращения азота. Уменьшение соотношения N-NHj: NNOj в пахотных почвах свидетельствует о разбапансированности почвенных про­
цессов, присущих целинным экосистемам, поскольку данное отношение является
показателем их устойчивости и развитости.
2. Увеличение численности основных физиологических групп микроорганизмов
(аммонификаторов, бактерий, использующих минеральные формы азота, олигонитрофилов) в гемно-серых почвах обусловлено интенсивностью прогревания
почвы (временем повышения температуры почвы на каждые 10°С в течение пе. риола вегетации).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
19
3. При
проведении
ежегодной отвальной вспашки отмечена наиболее
высокая аммонифицирующая активность почвы и установлена тесная взаимосвязь
нитрифицирующей активности с численностью дешпрификаторон (г =0.997). В
неблагоприятные по гидротермическим условиям годы для разложения целлюло­
зы, это способствует воссгано&пению нитратного азота и повышает потери из
почвы в результате денитрификации.
4. Ежегодная поверхностная обработка снижает аммонифицирующую пкпшность в слое 0...10 см на 6,9...28,5% в зависимости от метеорологических усло­
вий года, нигрифицируюигую активность в слое 10...20 см на 23,3...30,1% по
сравнению с отвхтыюй вспашкой. Численность дешпрификаторов во влажные
голы выше на поверхностной, чем на отвальной обработке, следовательно, потери
азота будут выше на поверхностной обработке во влажные годы, а в засушливые
ниже, чем на отвальной вспашке.
5. Интенсивная иммобилизация аммиачного азога микрофлорой в варианте еже­
годной плоскорезной обработки, меньшая численность дешпрификаторов по
сравнению с отвальной вспашкой, способствует сохранению азота в почве и
уменьшению потерь в результате денитрификации.
6. Целлюлозоразрушающие микроорганизмы, играющие важнейшую роль в
процессах минерализации и круговороте углерода, при всех способах обработки в
посевах люпина конкурируют с нитрификаторами за аммиачный азот.
7. Увеличение доз внесения минерхльных удобрений (до 4,5 ц/га нитрофоски)
под ячмень по сравнению с дозой 3 ц/га снижает аммонифицирующую активность
почв (на 23...27%) в годы с достаточным увлажнением, что способствует более
экономичному расходованию азотсодержащих органических веществ почвы и со­
хранению ее плодородия. В острозасушливые годы подобного.действия не на­
блюдается.
8. Введение в севооборот азотфиксирующей зернобобовой культуры (гороха)
способствует более рациональному расходованию органического вешсына почвы,
так как активность аммонификации в посевах гороха без удобрений равна аммо­
нифицирующей активности в посевах ячменя с внесением 3 ц/га сложных мине­
ральных удобрений, а в посевах гороха с внесением 1,5 ц/га минеральных удобре­
ний находится на уровне посевов ячменя с внесением 4,5 ц/га нитрофоски.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.
На темно-серых лесных почвах Лесостепной зоны РФ, в целях сохранения
плодородия почвы целесообразно:
1- рациональное сочетание отвальных и безотвальных приемов обработки
почвы, способствующих оптимизации почвенно-биологических процессов. От­
вальная обработка почвы интенсифицирует минерализацию органическою веще­
ства почвы, а безотвальная, наоборот, снижает интенсивность этих процессов и
обеспечивает повышение содержания аммиачного и нитратного азота в почвы;
2- зернобобовая культура (горох) в севообороте - важный фактор сохране­
ния-азотсодержащего органического вещества почвы. Их возделывание снижаег
уровень минерализации этих веществ, что напрямую сказывается на уменьшении
доз минерального азота в сравнении с зерновыми (ячмень);
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
20
3- применение самих сложных минеральных удобрений, наряду с
повышением продуктивности возделываемых культур, положительно сказывается
на процессах сохранения органического вещества почвы.
Работы, опубликованные по теме диссертации:
1. Особенности изменения биологической активности темно-серой лесной
почвы под посевами зерновой и бобовой культур на различных фонах минераль­
ного питания. // Лгро XXI. - 2003 - № 7-12 - С. 110-113. ( в соавторстве)
2. Влияние приемов основной обработки почвы на биологическую актив­
ность темно-серой лесной почвы в посевах люпина узколистного. // Пути повы. шения эффективности сельскохозяйственной науки. :Мат. Всерос. науч.-прак.
конф. - Орел, 2003 - С.217-223. (в соавторстве)
3. Продуктивность агроэкосистем при оптимизации техногенных и биологи­
ческих факторов интенсификации..// Проблемы сохранения окружающей среды и
"обеспечение 'экологической безопасности на территории Орловской области.:
Мат. науч.-прак. конф. - Орел, 2003г. (в соавторстве, в печати).
Отпечатано в отделе оперативной полиграфии
Орловского областного комитета государственной статистики
индекс 302001, г.Орел, пер. Воскресенский, 24
Подписано в печать 8.01.2004г.
Формат 60x84 1/16 Печать офсетная. Усл. п.л. 1,0
Заказ №1 Тираж 100 экз.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
*-290Ъ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
14
Размер файла
601 Кб
Теги
темно, уровня, активности, серой, 3505, почва, биологическая, различного, лесной, нагрузки, антропогенные
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа